離子色譜法在氯化鉀檢測(cè)中的應(yīng)用

離子色譜法在氯化鉀檢測(cè)中的應(yīng)用

魏振吉1,2袁樸1,2成前輝1,2陳夢(mèng)希1,2

(1.中聯(lián)煤層氣國(guó)家工程研究中心有限責(zé)任公司；2.煤層氣開(kāi)發(fā)利用國(guó)家工程研究中心,北京 100095)

摘要：建立了離子色譜法氯化鉀樣品中各種雜質(zhì)含量的分析方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該方法各檢測(cè)離子線性相關(guān)系數(shù)r大于0.999，對(duì)樣品檢測(cè)的回收率在99.05%~100.47%之間，方法具有靈敏度高，選擇性好，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，一次進(jìn)樣即可同時(shí)測(cè)定氯化鉀溶液中所有需要檢測(cè)的離子含量，能夠較好的應(yīng)用于氯化鉀的質(zhì)量檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：離子色譜儀；氯化鉀；質(zhì)量檢測(cè)

作者簡(jiǎn)介：魏振吉，男，高級(jí)工程師，就職于中聯(lián)煤層氣國(guó)家工程研究中心有限責(zé)任公司，主要從事煤層氣開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)研究工作。

DOI:10.3936/j.issn.1001-232x.2015.01.010

收稿日期：2014-07-28

Application of ion chromatography in the quality test of potassium chloride.WeiZhenji1，2,YuanPu1，2,ChengQianhui1，2,ChenMengxi1，2.(ChinaUnitedCoalbedMethaneNationalEngineeringResearchCenterCo.,Ltd.,Beijing100095,China)

Abstract:This paper established a method for determination of anions and cations concentrations of potassium chloride solution by ion chromatography. The linear correlation coefficientr was greater than 0.999, the actual sample standard addition recovery was more than 99.0%. The single sampling can complete all the need to detect ion concentration in potassium chloride solution.

Key words：ion chromatography；potassium chloride；quality test

1前言

在氯化鉀產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)中，除了規(guī)定了對(duì)氯化鉀(或氧化鉀)的含量進(jìn)行檢測(cè)以外，還要對(duì)產(chǎn)品中氯化鈉、鈣和鎂、氯離子、硫酸根離子的含量進(jìn)行檢測(cè)。經(jīng)典的分析方法是將氯化鉀樣品配成一定濃度的溶液后，再利用重量法、容量法或光度法等分析方法分別對(duì)溶液中的各種離子進(jìn)行測(cè)定，然后通過(guò)工作曲線計(jì)算得出各種物質(zhì)的含量。這些方法操作步驟冗長(zhǎng)費(fèi)時(shí)、靈敏低、易受干擾，而且對(duì)氯化鈉的含量無(wú)法直接測(cè)定，只能通過(guò)計(jì)算間接得出，誤差較大。

離子色譜(IC)是高效液相色譜(HPLC)的一種，是用于分離離子的一種液相色譜方法[1]。與經(jīng)典的重量法、容量法和光度法等分析方法相比，離子色譜法具有選擇性好、靈敏度高、快速、簡(jiǎn)便，可同時(shí)測(cè)定多組分的優(yōu)點(diǎn)[2]。自1975年問(wèn)世以來(lái)，很快成為水溶液中陰、陽(yáng)離子的重要分析手段[3]。本文簡(jiǎn)要介紹了一種利用離子色譜法檢測(cè)氯化鉀中各種化學(xué)物質(zhì)含量的分析方法，該方法操作簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確度高，而且可以檢測(cè)容量法不能檢測(cè)的鈉離子的含量，通過(guò)一次進(jìn)樣即可完成氯化鉀溶液中所有需要檢測(cè)的離子濃度。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1　儀器

850 Professional IC陰陽(yáng)離子雙通道離子色譜儀(瑞士萬(wàn)通)，858 professional sample process自動(dòng)進(jìn)樣器，英藍(lán)超濾系統(tǒng)，MagIC Net色譜工作站；陰離子通道配A7-250分離柱，Metrosep C4 Guard/4.0保護(hù)柱、CSRS-300 4mm抑制器，電導(dǎo)檢測(cè)器；陽(yáng)離子配C4-150分離柱，Metrosep C4 Guard/4.0保護(hù)柱，0.22μm尼龍濾膜過(guò)濾頭，C18預(yù)處理小柱，電導(dǎo)檢測(cè)器。

2.2　試劑

標(biāo)準(zhǔn)溶液：K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42+購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心，濃度1000mg/L；實(shí)驗(yàn)用水均為大于18.2MΩ·cm的二次去離子水。

2.3　色譜條件

陰離子：淋洗液為5mmol/L碳酸鈉溶液；流速為0.7mL/min；進(jìn)樣體積20μL；外標(biāo)法定量。

陽(yáng)離子：淋洗液為1.7mmol/L硝酸與0.7mmol/L吡啶-2,6-二羧酸混合溶液；流速為0.9mL/min；進(jìn)樣體積10μL；外標(biāo)法定量。

2.4　檢測(cè)方法

(1)氯化鉀樣品溶液配制：稱取氯化鉀樣品1g，準(zhǔn)確至0.001g，置于250mL燒杯中，加水約100mL使其充分溶解后轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度線并搖勻。

(2)用離子色譜測(cè)定氯化鉀樣品溶液中各種離子的濃度，然后根據(jù)工作曲線計(jì)算氯化鉀樣品中各種化學(xué)成分的含量。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1　線性關(guān)系

根據(jù)GB/T 7118-2008中所規(guī)定的氯化鉀樣品中各種化學(xué)物質(zhì)含量指標(biāo)，用標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制一系列單一離子的標(biāo)準(zhǔn)工作液，利用離子色譜檢測(cè)，色譜圖見(jiàn)圖1、圖2。檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)工作站處理生成各種離子的校正曲線，各種離子的線性范圍及相關(guān)系數(shù)詳見(jiàn)表1。

圖1　陽(yáng)離子色譜圖

圖2　陰離子色譜圖

離子名稱溶液濃度(mg/L)線性方程相關(guān)系數(shù)rNa+0.1、0.5、2、10、50A=0.0056713Q-0.0154550.999890K+50、100、200、500、1000A=0.0030864Q-0.2485540.999927Ca2+0.1、0.2、1、5、20A=0.0051244Q-0.0470400.999981Mg2+0.1、0.2、1、5、20A=0.0105212Q-0.0133180.999977Cl-50、100、200、500、1000A=0.0156121Q-1.1468100.999969SO42-0.1、0.5、2、10、50A=0.0114730Q+0.0366780.999968

從表1中可以看出，各種離子的校正曲線線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999，線性關(guān)系良好。

3.2　方法準(zhǔn)確度

為了考察該檢測(cè)方法的準(zhǔn)確性，將所配制的部分標(biāo)準(zhǔn)工作液作為樣品進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2　標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)檢測(cè)結(jié)果表

從表2中可以看出，離子色譜法對(duì)氯化鉀溶液中所含的幾種離子檢測(cè)結(jié)果的相對(duì)偏差均小于1%，說(shuō)明該方法的檢測(cè)結(jié)果是準(zhǔn)確的。

3.3樣品測(cè)定

從實(shí)驗(yàn)室樣品庫(kù)中隨機(jī)抽取了4個(gè)工業(yè)氯化鉀樣品，按照2.4節(jié)的方法配制氯化鉀樣品溶液，各樣品用量見(jiàn)表3。用離子色譜對(duì)所配制的氯化鉀溶液進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

表3　配置氯化鉀溶液取氯化鉀樣品量表

表4　離子色譜檢測(cè)氯化鉀溶液中各離子的濃度數(shù)據(jù)表　mg/L

通過(guò)表3的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算氯化鉀樣品中各種化學(xué)物質(zhì)所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并將離子色譜法測(cè)定的氯化鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5　氯化鉀樣品檢測(cè)結(jié)果數(shù)據(jù)表　g/100g

將表5中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7118-2006中對(duì)工業(yè)氯化鉀所規(guī)定的化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，所檢測(cè)的4個(gè)氯化鉀樣品均符合工業(yè)氯化鉀的優(yōu)級(jí)指標(biāo)[4]。另外離子色譜法測(cè)定的各樣品中氯化鉀的有效含量與重量法測(cè)定的結(jié)果比較接近；但由于重量法和容量法靈敏度低，無(wú)法較準(zhǔn)確的檢測(cè)出樣品中較低含量的硫酸根、鈣離子和鎂離子，同時(shí)導(dǎo)致通過(guò)計(jì)算法得到樣品中氯化鈉含量較低甚至計(jì)算出負(fù)數(shù)。

4結(jié)論

利用離子色譜儀檢測(cè)氯化鉀，克服了重量法和容量法操作步驟冗長(zhǎng)費(fèi)時(shí)、靈敏低、易受干擾、誤差較大，而且鈉的含量無(wú)法測(cè)定的缺點(diǎn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該方法檢測(cè)氯化鉀溶液中各離子線性相關(guān)系數(shù)r大于0.999，對(duì)樣品檢測(cè)的回收率在99.05%~100.47%之間，方法具有選擇性好，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，采用一次進(jìn)樣即可完成氯化鉀溶液中所有需要檢測(cè)的離子濃度，能夠應(yīng)用于氯化鉀的質(zhì)量檢測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1]牟世芬，劉克納，丁曉靜．離子色譜方法及應(yīng)用(第二版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：1-3.

[2] 劉麗菁，薛新望，呂華東.離子色譜法在水質(zhì)分析中的應(yīng)用[J].海峽預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志，2002年，8(2)：34-36.

[3]何小清.離子色譜法的原理及其在水質(zhì)分析中的應(yīng)用[J].生命科學(xué)儀器，2010年8(6):62-65.

[4]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 7118-2006 )：工業(yè)氯化鉀.