食品級氫氧化鈉中雜質含量的測定

孔金泳，臺紅霞

（河南永銀化工實業有限公司，河南 舞陽 462400）

氯堿行業一般采用離子膜電解工藝，此工藝生產的燒堿品質較高，雜質含量很低。對工藝進行有效控制，產品各項指標即能達到高純和食品級氫氧化鈉級別。按照現行國家標準GB/T 5175-2008食品添加劑 氫氧化鈉[1]的要求，對其中砷的測定采用GB/T 5009.76-2003[2]的砷斑法進行測定、對汞的測定采用GB/T 534-2002[3]冷原子吸收分光光度法、對重金屬的測定采用GB/T 5009.74-2003[4]利用重金屬與硫化氫生成棕黑色進行測定，如采用國標法對以上分析項目進行全分析，會比較繁瑣麻煩，耗費相對較長時間。

如果采用電感耦合等離子發射光譜儀（ICP）測定這些雜質，不僅會非常簡便，同時可以針對客戶的特殊需求對某些離子進行分析，如某些食品行業對食品級氫氧化鈉中的Cd 有特殊要求，采用ICP 測定不需要增加額外的儀器、也不必增加很多的額外工作即可完成。

針對有關客戶提出的食品級氫氧化鈉中雜質離子指標，采用電感耦合等離子發射光譜法（ICP）進行測定：重金屬≤0.000 5%；砷≤0.000 3%；鉛≤2 mg/kg；汞≤1 mg/kg；鎘≤1 mg/kg，并得出了結論。

此外，食品級氫氧化鈉中GB 5175-2008中沒有硫酸鹽的測定的標準及方法，但目前公司有些客戶要求對氫氧化鈉中的硫酸根進行測定，并出具準確結果。而根據目前GB 11213.5-2006-T 化纖用氫氧化鈉 硫酸鹽的測定方法最低只能測出10×10-6以上的硫酸鹽含量，而客戶要求的氫氧化鈉中硫酸鹽的指標≤20×10-6，按照現行國標進行分析10×10-6以下的就分析不出來；針對這個問題，在國標GB 11213.5-2006-T 基礎上進行了方法摸索，通過實驗改進了測定方法，使分析檢測下限達到1×10-6。

1 采用ICP 測定雜質離子[5]

1.1 儀器和參數

Prodigy 電感耦合等離子體發射光譜儀（美國利曼公司），使用垂直三同心石英炬管、雙鉑網霧化器。

儀器選擇的工作參數為：輸出功率1.1 kW；冷卻氣體積流量19 LPM；輔助氣體積流量0.2 LPM；霧化氣壓力52PSI。

1.2 實驗用試劑及標準溶液

砷標液、鉛標液、汞標液、鎘標液，錳標準溶液：1 000 μg/mL，以上標準試劑由國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院生產；高純鹽酸，自產。

采用北京同泰聯TTL-10B 型超純水機，水質電阻≥18.2 MΩ。

1.3 方法的建立

波長的選取：砷189.042 nm、鉛220 nm、汞194 nm、鎘214 nm

經單標校準后，開始試驗測定。

1.4 實驗步驟

標準加入法。移取100 mL 高純氫氧化鈉（32%）試樣，加入高純鹽酸中和后，冷卻至室溫，將溶液全部轉移到250 mL 容量瓶中，稀釋至刻度，分別向3個100 mL 容量瓶加入25 mL 該溶液，依次加入砷、鉛、汞、鎘的混標準溶液（標液的加入量按照國標規定32%氫氧化鈉優級品雜質要求計算，一般最大加標量為被測量的3～5倍），用超純水稀釋至刻度，搖勻。

選擇儀器進樣管路的沖洗時間為50 s，提升時間為30 s，在提升時間內將進樣針放入待測樣品中，依次測量3個容量瓶內的樣品，通過測定砷、鉛、汞、鎘元素光譜線的強度而求出幾種元素的含量。

空白試驗。分別向3個100 mL 容量瓶移取10 mL高純鹽酸（31%）試樣，依次加入砷、鉛、汞、鎘的混標準溶液，其他步驟如上所述進行測定。

2 硫酸根離子的測定[6]

本方法是根據現行國標GB/T 11213.5-2006-T化纖用氫氧化鈉硫酸鹽的測定方法，改進而來，改進步驟如下。

（1）國標GB/T 11213.5-2006中3.4.1、3.4.2合改為：稱取60～70 g 樣品，以酚酞為指示劑，用濃鹽酸31%進行中和至中性，冷至室溫后，轉移至200 mL容量瓶中，定容；

（2）國標GB/T 11213.5-2006中3.5.1改為用移液管吸取（以上）溶液20 mL 至25 mL 容量瓶中，加0.5 mL 鹽酸酸化；

（3）國標GB/T 11213.5-2006中3.5.6的“用目視比色法”改為采用分光光度計法在450 nm 處選用3 cm 比色皿測定吸光度。

3 問題與討論

3.1 方法的建立

在用ICP 對氫氧化鈉中的重金屬雜質進行測定時，需要建立測定這幾種重金屬的方法，其中最重要的就是用單標進行校準。在這個過程中，由于所測的幾種元素：砷、鉛、汞、鎘，均為靈敏度比較低的元素，為得到這幾種元素較好的全譜圖像，校準過程不僅需要大的單標濃度，還需要將曝光時間適當延長，下面是采用的單標濃度及曝光時間。

單標濃度：砷10×10-6；鉛100×10-6；汞100×10-6；鎘10×10-6。

曝光時間：砷6 s；鉛11 s；汞10 s；鎘5 s。

3.2 空白試劑的選擇

用ICP 重金屬雜質時，由于分析前制樣過程采用鹽酸中和，鹽酸中雜質含量的高低，會嚴重影響測試結果。如果所用鹽酸中雜質含量過高，再加上砷、鉛、汞、鎘，這幾種元素靈敏度比較低，測定結果有可能成為負數。

3.3 硫酸根的測定

改進的步驟1中，稱取60～70 g 樣品，目的是增大采樣量，有利于增大最終的吸光值；31%的濃鹽酸進行中和，也可以用濃度更高的鹽酸替換，但不宜用更低濃度的鹽酸，因為要為中和后的轉移、定容溶液留足空間；最后450 nm 處測定吸光度時，選用3 cm比色皿，也可以更優化的選用5 cm 的比色皿。

4 結論

通過實驗對比，發現采用ICP 測定食品級氫氧化鈉中的重金屬雜質，具有一定的可行性，但實驗結果容易受空白試劑（鹽酸）中雜質的影響，另外幾種重金屬雜質在ICP 上的靈敏度較低，也會影響結果的穩定性（優化的建議是，可以提高ICP 的輸出功率，同時增大霧化器的壓力）。

硫酸鹽的測定的改進，具有一定的實用性，可以測定濃度較低的硫酸鹽，最低檢測限達到1×10-6以下，能很好地滿足生產工作需要。

［1］GB／T 5175-2008，食品添加劑 氫氧化鈉.

［2］GB／T 5009.76-2003，食品添加劑中砷的測定.

［3］GB／T 534-2002，工業硫酸.

［4］GB／T 5009.74-2003，食品添加劑中重金屬限量試驗.

［5］占 晶，單新良.ICP法測定離子膜液堿中的Ca、Al、Si.化工生產與技術，2004，11（6）：47-48.

［6］GB／T 11213.5-2006-T，化纖用氫氧化鈉 硫酸鹽含量的測定.