離子色譜法在氯化鉀檢測中的應用

離子色譜法在氯化鉀檢測中的應用

魏振吉1,2袁樸1,2成前輝1,2陳夢希1,2

(1.中聯煤層氣國家工程研究中心有限責任公司；2.煤層氣開發利用國家工程研究中心,北京 100095)

摘要：建立了離子色譜法氯化鉀樣品中各種雜質含量的分析方法。通過實驗驗證，該方法各檢測離子線性相關系數r大于0.999，對樣品檢測的回收率在99.05%~100.47%之間，方法具有靈敏度高，選擇性好，操作簡單等特點，一次進樣即可同時測定氯化鉀溶液中所有需要檢測的離子含量，能夠較好的應用于氯化鉀的質量檢測。

關鍵詞：離子色譜儀；氯化鉀；質量檢測

作者簡介：魏振吉，男，高級工程師，就職于中聯煤層氣國家工程研究中心有限責任公司，主要從事煤層氣開發實驗研究工作。

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

在氯化鉀產品的質量檢測中，除了規定了對氯化鉀(或氧化鉀)的含量進行檢測以外，還要對產品中氯化鈉、鈣和鎂、氯離子、硫酸根離子的含量進行檢測。經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溶液中的各種離子進行測定，然后通過工作曲線計算得出各種物質的含量。這些方法操作步驟冗長費時、靈敏低、易受干擾，而且對氯化鈉的含量無法直接測定，只能通過計算間接得出，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、簡便，可同時測定多組分的優點[2]。自1975年問世以來，很快成為水溶液中陰、陽離子的重要分析手段[3]。本文簡要介紹了一種利用離子色譜法檢測氯化鉀中各種化學物質含量的分析方法，該方法操作簡單，準確度高，而且可以檢測容量法不能檢測的鈉離子的含量，通過一次進樣即可完成氯化鉀溶液中所有需要檢測的離子濃度。

2實驗部分

2.1　儀器

850 Professional IC陰陽離子雙通道離子色譜儀(瑞士萬通)，858 professional sample process自動進樣器，英藍超濾系統，MagIC Net色譜工作站；陰離子通道配A7-250分離柱，Metrosep C4 Guard/4.0保護柱、CSRS-300 4mm抑制器，電導檢測器；陽離子配C4-150分離柱，Metrosep C4 Guard/4.0保護柱，0.22μm尼龍濾膜過濾頭，C18預處理小柱，電導檢測器。

2.2　試劑

標準溶液：K+、Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42+購自國家標準物質中心，濃度1000mg/L；實驗用水均為大于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；進樣體積20μL；外標法定量。

陽離子：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；進樣體積10μL；外標法定量。

2.4　檢測方法

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

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

3實驗結果及分析

3.1　線性關系

根據GB/T 7118-2008中所規定的氯化鉀樣品中各種化學物質含量指標，用標準溶液，配制一系列單一離子的標準工作液，利用離子色譜檢測，色譜圖見圖1、圖2。檢測數據經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系數詳見表1。

圖1　陽離子色譜圖

圖2　陰離子色譜圖

離子名稱溶液濃度(mg/L)線性方程相關系數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系數均大于0.999，線性關系良好。

3.2　方法準確度

為了考察該檢測方法的準確性，將所配制的部分標準工作液作為樣品進行了檢測，結果見表2。

表2　標準物質檢測結果表

從表2中可以看出，離子色譜法對氯化鉀溶液中所含的幾種離子檢測結果的相對偏差均小于1%，說明該方法的檢測結果是準確的。

3.3樣品測定

從實驗室樣品庫中隨機抽取了4個工業氯化鉀樣品，按照2.4節的方法配制氯化鉀樣品溶液，各樣品用量見表3。用離子色譜對所配制的氯化鉀溶液進行檢測，檢測結果見表4。

表3　配置氯化鉀溶液取氯化鉀樣品量表

表4　離子色譜檢測氯化鉀溶液中各離子的濃度數據表　mg/L

通過表3的實驗數據計算氯化鉀樣品中各種化學物質所占的質量分數，并將離子色譜法測定的氯化鉀的質量分數進行比較，結果見表5。

表5　氯化鉀樣品檢測結果數據表　g/100g

將表5中的實驗數據與中華人民共和國國家標準GB/T 7118-2006中對工業氯化鉀所規定的化學指標進行對比，所檢測的4個氯化鉀樣品均符合工業氯化鉀的優級指標[4]。另外離子色譜法測定的各樣品中氯化鉀的有效含量與重量法測定的結果比較接近；但由于重量法和容量法靈敏度低，無法較準確的檢測出樣品中較低含量的硫酸根、鈣離子和鎂離子，同時導致通過計算法得到樣品中氯化鈉含量較低甚至計算出負數。

4結論

利用離子色譜儀檢測氯化鉀，克服了重量法和容量法操作步驟冗長費時、靈敏低、易受干擾、誤差較大，而且鈉的含量無法測定的缺點。通過實驗證明該方法檢測氯化鉀溶液中各離子線性相關系數r大于0.999，對樣品檢測的回收率在99.05%~100.47%之間，方法具有選擇性好，操作簡單等特點，采用一次進樣即可完成氯化鉀溶液中所有需要檢測的離子濃度，能夠應用于氯化鉀的質量檢測。

參考文獻

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

[2] 劉麗菁，薛新望，呂華東.離子色譜法在水質分析中的應用[J].海峽預防醫學雜志，2002年，8(2)：34-36.

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

[4]中華人民共和國國家標準(GB/T 7118-2006 )：工業氯化鉀.