離子交換分離比色測定巖礦中微量碘

【摘要】隨著我國采礦業的發展，我國的巖礦測定技術也取得了較大的發展和進步，下文中筆者將結合自己的工作經驗和專業知識，對離子交換分離比色法進行巖礦中的微量碘的測定問題進行分析，文中筆者將從儀器及試劑、分離條件及樣品處理、淀粉比色法測定微量碘、催化比色法測定微量碘等幾個方面，談談對該問題的認識。

【關鍵詞】離子交換分離；比色測定

隨著我國采礦業的發展，我國巖礦的相關測定和分析技術也取得了較大的發展，巖礦的測定技術對于巖礦的化學成分的分析有著非常重要的影響，其結果直接關系著巖礦的品級的確定，以此相關測定技術應該引起有關科研人員的重視。就目前來看，我國在對巖礦中的碘元素進行測定的過程中，一般采用的是淀粉比色法或催化比色法。這兩種方法的最大應用特點就是要對待測定的巖礦中的微量碘元素按要求進行預分離和富集處理，一般來說，為了避免由于預分離和富集處理的操作不當以及試劑選取不合理導致的測定結果不準確等問題，有關工作人員應該按照性格的技術執行標準，對試樣進行以717陰離子交換樹脂分離富集，并用0.5mol/L硝酸鈉淋洗出溴后，接著用2.0mol/L硝酸鈉全部淋洗出碘。而洗出的碘在0.5×10-6以上者可用淀粉比色法測定，在0.5×10-6以下者可用催化比色法測定。下文中筆者將結合自己的工作經驗和研究成果，對該問題的試驗進行具體分析。

1.儀器及試劑

由于離子交換分離比色測定法是在傳統的預分離的基礎上進行的，所以在實驗的過程中，所選用的實驗儀器和試劑也是同上述預分離實驗步驟以及富集步驟相一致的，具體為：

（1）島津UV-120-02分光光度計，光度計的作用在于能夠對巖礦中的未洗出的微量碘進行投射，以便更好的確定其位置。

（2）碘標準溶液。溶解0.1308g在105℃烘干兩小時的KI于水中，用水沖至1升，保存在陰處。此溶液含碘100μg/ml，使用時作適當稀釋。碘標準溶液的作用在于能夠對待測定的巖礦中的微量碘進行淋洗。

（3）CdI2溶液，1%水溶液。

（4）H3AsO3-H2SO4混合溶液。0.6gAs2O3放在250ml瓶中，加100ml水，加3粒NaOH，搖動使AsO3溶解，加105ml濃H2SO4，冷卻，用水沖到刻度。由于該溶液的化學性質比較穩定，所以可以在此類試驗中長期使用。

（5）0.01mol/LCe（SO4）2溶液稱取3.34gCe（SO4）2·2（NH4）2SO4·4H2O于500ml瓶中，加水，再加11ml濃H2SO4，水沖至刻度，搖勻。該溶液的濃度較高，并且穩定性也較好，所以也可以長期使用。

（6）（NH4）2Fe（SO4）2溶液稱取1.5g（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O溶于97.5ml水中，加1：1H2SO42.5ml。保存在棕色瓶中，避免陽光直射導致的變質，由于該溶液長期放置會與水中的氧發生反應，所以不可長期使用，一般來說，此溶液可用一星期。

2.分離條件及樣品處理

在準備好上述的材料和儀器后，就可以按照有關的實驗步驟和要求對樣品進行處理，做好樣品的預分離，一般來說，在對樣品巖礦進行淋洗Br后，應該再用2mol/LNaNO325ml洗脫I-，只有這樣才能保證處理后的樣品的化學性質的穩定。

試驗證明，上述溶液NaOH濃度高至3mol/L也不影響Br-、I-的吸附和解脫，所以在溶液的調制的過程中，不一定要嚴格的控制NaOH的濃度比例，只要保持在一個相對穩定的比例即可，不過實踐中筆者認為，如果條件允許，還是應該盡量將其控制在2.5mol/L以下，以保證實現結果的準確性。

3.淀粉比色法測定微量碘

將巖礦的試樣按照上述方法進行預處理后，即可開始微量碘的測定實驗，下面筆者將從標準曲線繪制、樣品溶液測定、實驗結果等幾個方面，對其實驗的具體步驟進行分析。

（1）標準曲線繪制。取含0-20μg/ml（樣品中I-含量低可縮短系列）標準溶液于25ml比色管中，加4mol/LNaNO312ml左右，加水至略少于20ml，加20%NaCl1ml，加飽和溴水0.5ml，搖勻，放置5分鐘后，加20%甲酸鈉1ml，搖勻再放置5分鐘以破壞過剩氧化劑，加1：1H3PO40.5ml，加1%CdI21ml，搖勻，加0.5%淀粉溶液1ml，水沖至25ml，搖勻，10分鐘后在570nm處，用1cm比色池，以試劑空白作參比，測定吸光值。

（2）樣品溶液測定。在樣品的測定前，先將淋洗液收集在50ml燒杯中，加熱縮小體積，移到25ml比色管中，體積不超過20ml，以下同標準曲線繪制手續。

（3）實驗表明NaNO3對吸光值影響甚微。1：1H3PO4加入量，從0.25-0.75ml，吸光值變化不大。20%甲酸鈉加入量從0.5-1.5ml，吸光值基本不變。另外，還可以從實驗的結果看出，實驗中NaNO3的吸光值一直比較穩定。

（4）從上文的實驗過程中我們可以看出，淀粉比色法測定碘，是測定微量碘的經典方法，結果準確可靠，不僅能夠實現對微量碘的具體含量的測定，還能夠根據其繪制出一個較為詳細的樣品容易的濃度變化曲線，有助于巖礦中的其他化學元素的測定參考。另外，筆者為了確定該方法的實際應用價值，用這個方法測定了十四個水系沉積物及土壤標準樣，實驗結果均與定值較接近，充分的說明了該種方法的穩定性和可靠性。

4.催化比色法測定微量碘

催化比色法作為目前常用的一種微量碘的測定方法，其主要應用于0.5×10-6以下的碘元素，下文中筆者將從標準曲線繪制、樣品溶液測定、實驗結果等幾個方面，對其應用效果進行分析。

（1）標準曲線繪制。取0-0.4μgI-于25ml比色管中，加入與樣品相同量的NaNO3，加20%NaCl2ml，1mlH3As2O3-H2SO4混合溶液，加水至體積為14ml，放在25℃左右水浴中，放置15分鐘左右，期間經常搖動，使水浴中溫度均勻。按一定順序向管中各加入1.0mlCe（SO4）2溶液，立即搖勻，10-15分鐘后，按相同順序加入1ml1-5%硫酸亞鐵銨溶液，搖勻，取出比色管，在室溫下放置20分鐘，用1cm比色池，去離子水作參比，在488nm處測吸光值。

（2）樣品溶液測定，在樣品的測定前，要首先將淋洗液收集在25ml的比色管中，然后取適當量溶液逐漸的滴入，并按標準曲線繪制手續測定。

（3）試驗證明，NaNO3對吸光值影響很大。硫酸濃度對反應速度有影響，但在0.24-2.0mol/L范圍內對催化反應無影響，在使用該方法進行測定時，可以講起濃度控制在1mol/L左右。

（4）從上文的實驗過程中可以看出，采用該方法進行巖礦中的碘的含量的分析，具有排除有效干擾源，實現更加純凈的測定的效果。也就是說可以通過上述步驟，將巖礦中的干擾離子排除于樣品外，目前該分析結果Ce4+-As3+催化體系早已廣泛應用于各種物品中碘離子的測定，由于其具有的干擾少，經分離富集，干擾離子完全除去等特點，使得其必將更加廣泛的應用于碘元素的巖礦分析中。另外，在該實驗中，筆者為了更好的檢驗其準確性，用本法測定12個巖石、水系沉積物和土壤表樣，結果與定值或參考值一致，充分的說明了改種方法的可靠性。

綜上所述，隨著我國采礦業的發展，各種先進的化學分析方式在巖礦分析和測定中的應用，我國的碘元素的巖礦測定也取得了一定的技術發展和進步。上文中筆者根據自己的工作經驗和專業知識，對離子交換分離比色測定方法對巖礦中的微量碘的測定進行了分析，筆者根據碘的洗出大小的不同，對0.5×10-6以上和0.5×10-6以下的碘選取了不同的測定方法，經試驗證明，均取得了很好的實驗效果，其測定值與參考值一致，說明離子交換分離比色測定法是一種較為科學和準確的微量碘的測定方式，可以被廣泛的應用在未來的巖礦元素測定中。

【參考文獻】

[1]徐思琦.大氣氣溶膠中碘、溴的形態分布、來源及其環境意義[D].中國科學技術大學，2010.