ICP-OES法測定堿石灰中氫氧化鈉

潘鵬 王紅松 李婷 王晨凱 石文菊

摘? ? ? 要：建立了ICP-OES法測定堿石灰中氫氧化鈉的含量，通過直接測定樣品中的鈉元素含量，間接計算獲得氫氧化鈉的準確含量。樣品經(jīng)硝酸溶液超聲溶解過濾后，直接上機分析，外標法定量。結果表明：目標物鈉元素在0.051～20.0 mg/L范圍內(nèi)線性關系良好（r =0.999 8），對測試過程中的鈉元素分析譜線進行考察，并對方法的檢出限、精密度以及加標回收率進行了試驗確認。結果表明方法檢出限為0.049 g/kg，實際樣品重復檢測的相對標準偏差為4.1%，加標回收率在94.5%～102%，均滿足法規(guī)要求。該方法具有前處理簡單、干擾少、測定快速、結果準確等優(yōu)點，可用于堿石灰中氫氧化鈉的測定。

關? 鍵? 詞：ICP-OES;堿石灰;鈉離子

中圖分類號：TQ016? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ?文章編號： 1671-0460（2019）09-2132-05

Abstract： ICP-OES was established to determine the content of sodium hydroxide in soda lime. At first， the content of sodium in the sample was directly determined， and then the accurate content of sodium hydroxide was indirectly calculated. After ultrasonic dissolution and filtration in salpeter solution， the samples were put on the machine for analysis， and the external standard method was used for quantification. The results showed that the target object sodium had a good linear relationship within 0.051～20.0 mg/L （r=0.999 8）. This method was used to investigate the analytical spectral lines of sodium in the process of testing， and the detection limit， precision and spike recovery for this method were confirmed via tests. According to the results， the detection limit was 0.049 g/kg; the relative standard deviation for duplicate detection of actual samples was 4.1%， and the spike recovery was 94.5%～102%， all of which can meet the requirements. This method has the advantages of simple preprocessing， less disturbance， rapid determination and accurate results， so it can be used for the determination of sodium hydroxide in soda lime.

Key words： ICP-OES; Soda lime; Sodium ion

堿石灰又稱為鈉石灰，呈現(xiàn)白色或米黃色，疏松多孔，是氧化鈣（CaO，大約75%）、水（H?O，大約20%）、氫氧化鈉（NaOH，大約3%）和氫氧化鉀（KOH，大約1%）的混合物。常用來做干燥劑使用，用于干燥堿性或中性氣體。堿石灰的工業(yè)生產(chǎn)通常通過將石灰石（CaCO3）在1 000 ℃左右灼燒3～4 h，將制的CaO與NaOH的濃溶液作用，在200～250 ℃下干燥制成，堿石灰中鈉離子全部來源于氫氧化鈉，測定鈉元素的含量就是測定氫氧化鈉的含量。

依據(jù)聯(lián)合國《關于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書·規(guī)章范本》的要求，如果堿石灰中的氫氧化鈉含量超過4%[1]，則該堿石灰具有第8類腐蝕性，應按照聯(lián)合國編號UN1907按照危險貨物運輸，反之則可以豁免為普通貨物。因此對堿石灰中氫氧化鈉含量的準確測定是確定堿石灰運輸危險性的前提，對確保堿石灰的安全運輸具有重要意義。

本方法通過采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測定堿石灰中鈉元素的含量，間接推算出氫氧化鈉的含量，前處理簡單，測定過程快速便捷。

1? 實驗部分

1.1標準溶液及主要試劑

1.1.1? 標準溶液

Na的標準儲備液，濃度為1 000 μg/mL（介質(zhì)水），國家標準物質(zhì)研究中心生產(chǎn)。

1.1.2? 主要試劑

硝酸：優(yōu)級純（GR）;硝酸10%：量取10 mL硝酸于100 mL容量瓶中定容;硝酸銫：分析純（AR）;硝酸銫溶液（10 g/L）：稱取10 g的硝酸銫溶解于1 000 mL的一級水中定容;實驗室用水：一級水。

1.1.3? 樣品

堿石灰：樣品為企業(yè)送檢樣品。

1.2儀器及工作條件

1.2.1ICP光譜儀

710 ICP-OES電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（德國瓦里安公司生產(chǎn)商）[2]，三通道蠕動泵，玻璃同心霧化器，霧化室，可拆卸石英矩管，CCD檢測器，多色器和RF發(fā)生器。

1.2.2? 儀器工作條件

射頻功率為1.00 kW，等離子氣流量15 L/min，輔助氣流量1.5 L/min，霧化器壓力200 kPa，泵速15 r/min。

1.2.2實驗室器皿

在10%的硝酸溶液中浸泡24 h處理，再用一級用水沖洗干凈備用。

1.3試驗方法

1.3.1樣品前處理

采用電子天平稱取固體樣品約0.2 g，精確至0.000 1 g放置于浸泡后的聚乙烯材質(zhì)的帶蓋燒杯中（25 mL），取少量實驗用水進行樣品潤濕（剛好全部潤濕），加入1 mL的優(yōu)級純的硝酸，加蓋。放置于超聲波清洗儀中（25 ℃，高頻率）超聲1 h，待樣品全部溶解，（未全部溶解，加長超聲時間）。取出樣品杯，用一級用水小心沖洗杯蓋，采用0.45 μm濾膜用注射器抽樣過濾全部轉(zhuǎn)移至50 mL聚乙烯容量瓶中，并用水定容至刻度。

1.3.2? 曲線制備

取6只聚乙烯材質(zhì)的帶塞容量瓶（50 mL），加入鈉標準溶液（1 000 μg/mL），再加入1 mL硝酸溶液搖勻后水質(zhì)定容。配置曲線如表1。

1.3.3? 實驗結果的計算

基于相同的儀器條件，利用ICP-OES光譜儀測定空白，標準溶液，及樣品采用外標法，利用標準曲線測定樣品值[3]計算如公式（1）。

2? 結果與討論

2.1? 分析波長的選擇

采用ICP-OES測定元素時，由于鈉元素對應有6個不同的波長，不同的波長[4]對鈉元素的測定結果影響也不相同，實驗考察了2.00、8.00、16.0 mg/L三種不同濃度標準溶液在6個不同波長下（從左往右依次波長為330.237，330.298，568.263，568.821，588.995，589.592 nm），下吸收峰的響應值以及是否存在干擾峰，具體結果如圖1-3所示。

如圖1-3所示，3種不同濃度的標液在589.592 nm波長下的響應值大靈敏度最高且干擾峰最小。

2.2? 電離干擾

當樣品溶液中含有鉀等易電離元素且含量較大，在儀器分析時它們大量電離會使其它元素的電離受到干擾或抑制，使得原子譜線增強，離子譜線減弱[5]。為了研究在堿石灰測試是否存在這種干擾，我們選擇三種不同濃度的樣品，通過對比加入電離抑制劑（硝酸銫溶液）前后的峰型和測試結果對比，來考察是否存在類似的電離干擾，具體如圖4-圖5所示。

如圖4-5所示，3種不同濃度的樣品測試液在加入硝酸銫后，響應值前后變化不大，兩次測定的相對誤差在0.89%～2.80%之間，遠小于20%的相對誤差控制要求，由此可判定該測試過程中不存在鉀離子等電離干擾，可無需添加電離抑制劑，具體測試結果表2。

2.3? 工作曲線和檢出限

將配制好的標準工作液依次進入ICP-OES分析[6]，以鈉元素的峰型強度（y）對相應的濃度（x）繪制標準曲線y=321 331x+24 086（相關系數(shù)r=0.999 8）（圖6）。

在相同的測定條件，連續(xù)測定空白溶液11次，根據(jù)貝塞爾公式（見公式（2））計算儀器的檢測限為0.051 mg/L。

DL=K×S1? ? ? ? ? ? ? ?（2）

方法檢出限的測定[7]：依據(jù)做出的儀器檢出限帶入公式（1）中，加上空白平均值得到方法檢出限為0.049 g/kg。

2.4? 精確度與準確度

2.4.1? 精密度測定

為了驗證方法的精密度，連續(xù)稱取8份待測樣品，測定樣品的平均值，計算相對標準偏差RSD（表3）。

2.4.2? 加標回收率的測定

稱取待測樣品，在樣品前處理過程中對曲線的低中高三段做樣品加不同濃度的標液[8]，分別取0.10、0.30、0.50 mL定溶于50 mL容量瓶中，加標量濃度分別為2.00、6.00、10.0 mg/L計算回收率如表4。

根據(jù)表3和表4，測定企業(yè)送樣的8組樣品，稱取不同質(zhì)量測定結果所得相對標準偏差為4.1%：針對3個不同濃度的加標樣分別為2.00、6.00、10.0 mg/L（每個添加濃度平行測定3次），鈉元素的平均回收率在94.5%～102%。

3? 結 論

通過對分析波長的選擇，電離干擾的研究，建立了ICP-OES法測定堿石灰中氫氧化鈉的分析方法。該方法的前處理比較簡單方便，儀器測定具有快速準確的優(yōu)點[9]。RSD在4.1%精密度好，樣品在高、中、低3個加標回收率實驗結果顯示：本方法具有較好的重復性，完全可以滿足堿石灰中強氧化鈉含量的快速準確測定，值得推廣。

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