離子色譜法測定苦鹵中硫酸根含量

李遠超，李秋霞，楊瑞光，徐文輝

（山東省海洋精細化工重點實驗室，山東省海洋化工科學研究院，山東濰坊262737）

苦鹵是海水制鹽工業的副產物，其中含有高濃度的鉀、鎂、溴以及硫酸鹽等有價值的礦物。中國海鹽產量已達到2 200萬t/a以上，處于世界海鹽產量的首位，相應副產苦鹵總量已達到1 800萬m3，其是一種既豐富又可持續發展利用的液體礦物資源［1］。

目前，有多種測定苦鹵中硫酸根的方法，常用的方法有重量法、比濁法［2］、EDTA-鋇容量法［3］等。 重量法對儀器設備要求不高，但實際操作過程較復雜，且消耗時間長；比濁法操作簡單，但不能準確計算硫酸根的含量；EDTA-鋇容量法對儀器設備要求不高，但實際操作過程比較繁瑣，而且實際滴定過程中因人工滴定操作易引入誤差。離子色譜是高效液相色譜的一個重要分支，是分析無機離子、有機離子的重要手段之一。離子色譜法既簡單又準確快速，而且準確度和精密度都比較高［4］，已被廣泛應用于食品、農業、環境等分析領域中。筆者建立了基于抑制型離子色譜測定苦鹵中硫酸根含量的方法。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

儀器:萬通883型離子色譜儀，配電導檢測器及863型自動進樣器；0.45 μm水性針式過濾器；固相萃取鈉柱（SPE鈉柱）。

試劑:碳酸氫鈉（優級純），碳酸鈉（優級純），硫酸（優級純），硫酸根標準溶液（1 000 mg/L），超純水（電阻率為 18.2 MΩ·cm）。

1.2 色譜條件

色譜柱為A4/250型陰離子分離柱；柱溫為室溫；流速為1.0 mL/min；洗脫條件為1.7 mmoL/L碳酸氫鈉+1.8 mmoL/L碳酸鈉，運行25 min；抑制器再生液為3 mmol/L硫酸。

1.3 樣品處理

使用1 mL移液管移取澄清苦鹵放入1 000 mL容量瓶中，使用超純水定容，搖勻。將液體依次使用SPE鈉柱和針式過濾器過濾，然后置于專用樣品管中，備用。

1.4 樣品檢測方法原理

按照色譜條件使用離子色譜儀分析硫酸根系列標準溶液，建立硫酸根色譜峰的峰面積與質量濃度的標準曲線?？帑u樣品經過處理后按照色譜條件使用離子色譜儀進行測定，根據苦鹵樣品硫酸根色譜峰的峰面積，利用標準曲線及樣品稀釋倍數計算苦鹵樣品中硫酸根的含量。

2 結果與討論

2.1 標準曲線與線性范圍

使用移液器移取一定體積的硫酸根標準溶液（1 000 mg/L）放入100 mL容量瓶中，使用超純水定容，制得系列質量濃度的硫酸根標準溶液。硫酸根標準溶液的系列質量濃度分別為0.5、2.0、5.0、10.0、20.0、30.0、50.0 mg/L。

按照色譜條件分析硫酸根標準溶液，以硫酸根質量濃度為橫坐標、硫酸根色譜峰的峰面積為縱坐標建立標準曲線（見圖1），y=0.167x+0.002 9，R2=0.999 5。由線性相關系數可知，硫酸根質量濃度在0.5～50.0 mg/L標準曲線的線性關系良好。

圖1 硫酸根標準曲線

2.2 檢出限

將0.5 mg/L的硫酸根標準溶液分別稀釋2、4、6倍，得到硫酸根質量濃度分別為0.25、0.13、0.08mg/L的溶液，將3份溶液依次進行離子色譜分析。結果顯示:硫酸根質量濃度為0.13 mg/L的溶液硫酸根色譜峰的峰高達到基線噪音的3倍；硫酸根質量濃度為0.08 mg/L的溶液硫酸根色譜峰的峰高小于基線噪音的3倍，硫酸根色譜峰不能明顯識別。故檢出限為0.13 mg/L。

2.3 精密度

將1#苦鹵樣品處理后按照色譜條件進行7次連續測定（圖2為1#苦鹵樣品色譜圖），根據測得的硫酸根色譜峰的峰面積利用標準曲線及樣品稀釋倍數計算苦鹵樣品中硫酸根的質量濃度（結果見表1）。經計算，1#苦鹵樣品中硫酸根的質量濃度為 38.82 g/L，7次測定硫酸根質量濃度的RSD為0.161%。

圖2 1#苦鹵樣品色譜圖

表1 1#苦鹵樣品7次平行分析數據

2.4 加標回收率

將1 mL的1#苦鹵樣品與25 mL硫酸根標準溶液（1 000 mg/L）移入同一1 000 mL的容量瓶中，使用超純水定容。苦鹵樣品過濾后按照色譜條件進行6次連續測定，計算苦鹵樣品的加標回收率，結果見表2。由表2看出，苦鹵樣品的加標回收率為96.68%～99.20%。

表2 1#苦鹵樣品的加標回收率

2.5 準確度

將不同的苦鹵樣品分別使用離子色譜法和GB/T 13025.8—2012《制鹽工業通用試驗方法:硫酸根的測定》的EDTA絡合滴定法進行分析，結果見表3。由表3可知，離子色譜法與EDTA絡合滴定法對苦鹵樣品中硫酸根含量測定值的相對誤差為0.68%～0.83%。

表3 不同苦鹵樣品的對比分析

3 結論

按照色譜條件使用離子色譜儀分析硫酸根系列標準溶液，建立硫酸根色譜峰的峰面積與質量濃度的標準曲線，結果表明硫酸根質量濃度在0.5～50.0 mg/L標準曲線的線性關系良好，方法檢出限為0.13 mg/L。將苦鹵樣品稀釋并經過SPE鈉柱和針式過濾器過濾，使用離子色譜儀測定苦鹵中的硫酸根含量，結果表明苦鹵樣品7次平行測定的相對標準偏差（RSD）為0.161%，6次連續測定的加標回收率為96.68%～99.20%，測定結果的精密度及準確度良好。該方法樣品處理簡單，分析簡便快速，可用于苦鹵中硫酸根含量的檢測分析。