利用離子色譜快速測定磷酸二銨的水溶磷以及水溶性聚磷酸銨的聚合率

陶紹程，劉 旭，楊 俊，龍慶蘭

（1 中低品位磷礦及其共伴生資源高效利用國家重點實驗室，貴州 貴陽 550000 2 甕福(集團) 有限責任公司，貴州 貴陽 550000）

磷酸二銨是一種高濃度的速效肥料，適用于各種作物和土壤，特別適用于喜氮需磷的作物，作基肥或追肥均可。磷酸二銨規格為：含氮量≥18%，有效磷≥46%，水溶磷≥40%，水分≤2.5%，其中水溶磷是其品質的重要衡量指標。傳統測定磷酸二銨中水溶磷含量的方法依據的是國標GB/T 10209.2-2010 重量法，但是該方法需要用到多種試劑，并且操作繁瑣，費時費力。本文借助離子色譜，采用外標法，可快速準確地測定磷酸二銨中水溶磷含量。

聚磷酸銨按聚合度大小分類，聚磷酸銨可分為低聚聚磷酸銨、中聚聚磷酸銨和高聚聚磷酸銨3 種。低聚聚磷酸銨又稱為農用聚磷酸銨是一種含有農作物生長所需的氮、磷元素的高濃度肥料，產品呈中性對土壤和作物有較高的安全性和改善性；對中微量元素有螯合作用，可促進作物對中微量元素的吸收利用，促進作物增產和品質改善；水溶性好不易從水溶液中析出，能提高液體肥料中的磷含量，可顯著提高農作物的產量[1]。傳統測定聚磷酸銨聚合率的方法為端基滴定法[2]，該方法耗時長、效率低。根據測定磷酸二銨中水溶磷的原理，可以較為準確地推斷出水溶性聚磷酸銨的聚合率。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

分析天平，型號ME204E/02，METTLER TOLEDO；離子色譜，型號Dionex ICS2100，Thermo；移液槍，1000μL；容量瓶，100mL；進樣管，希波氏鈉柱，Na1.0cc；PES 針頭濾器，孔徑0.22μm；注射器：10mL。

磷酸二銨，由貴州某磷礦區所產磷礦石制得。

1.2 儀器設定條件

陰離子分析柱Dionex IonPac ICE-AS1（9×250mm）；陰離子保護柱Dionex IonPac AG11-HC（4×50mm）；進樣量25μL；流速1.00mL/min；淋洗液為22%KOH 溶液；抑制器電流為125mA，電導值總計沖洗至≤1μS。

1.3 實驗方法

用分析天平稱取1g（精確到0.0001g） 待測樣品于100mL 容量瓶中，加入少量去離子水將樣品溶解后定容，搖勻后將溶液過濾，用移液槍從濾液中吸取1mL 置于100mL 容量瓶中，加入去離子水至刻度，定容搖勻。用注射器從容量瓶中吸取10mL 溶液，注射器出口依次連接希波氏鈉柱、PES 針頭濾器。將溶液擠出置于進樣管中，按照離子色譜操作步驟進樣。

2 結果與討論

2.1 標準曲線制作

圖1 不同濃度標準溶液離子色譜圖

繪制標準曲線，見圖2，其回歸方程為y=0.1011x+0.176，R2=0.999

圖2 溶液標準曲線

2.2 樣品分析

取4 個磷酸二銨樣品按照1.3 方法在1.2 儀器工作條件下測定。另外分別從4 個樣品的濾液中移取1mL 至100mL 容量瓶中進行加標，加標量為10mg/L，定容，搖勻。測定結果見表1。

從表1 中看出，加標回收率在96%～103%之間。

表1 磷酸二銨樣品加標分析結果

2.3 水溶磷測定方法對比

利用離子色譜測定值按照公式（1） 計算出P2O5含量。

式中：δ 為離子色譜樣品量讀數，mg/L；α 為稀釋倍數，10000；m 為樣品稱取質量，g；P 為加標回收率；1.38 為與P2O5之間的換算系數。

將離子色譜法測定值與國標GB/T 10209.2-2010 重量法測定值作對比，結果見表2。

表2 離子色譜法與重量法測定值比較

從表2 看出，兩種方法的測定值最小偏差為0.25%，最大偏差為1.86%，平均偏差為1.06%。證明離子色譜法測定磷酸二銨中的水溶磷含量準確度較高。

2.4 聚合率測定

取4 個水溶性聚磷酸銨樣品按照1.3 方法在1.2 儀器工作條件下測定。另外分別從4 個樣品的濾液中移取1mL 至100mL 容量瓶中進行加標，加標量為10mg/L，定容，搖勻。測定結果見表3。

表3 水溶性聚磷酸銨樣品加標分析結果

通過重量法測定水溶性聚磷酸銨的總磷含量，利用公式（1）和（2）可計算出樣品中聚合態P2O5的含量，結果見表4[3]。

式中：w1為水溶性聚磷酸銨的總P2O5含量，%；w2為水溶性聚磷酸銨中正磷酸根折算P2O5含量，%。

表4 水溶性聚磷酸銨聚合率

3 結論

綜上，在測定磷酸二銨中水溶磷含量時，離子色譜法對比傳統的重量法操作更簡單，用時更短，使用試劑較少，準確度較高，在進行批量分析時優勢明顯。

同樣，利用類似的原理可以通過離子色譜測定水溶性聚磷酸銨中正磷酸根的含量，從而推斷出該樣品的聚合態P2O5含量。