離子色譜法測定磷酸銨中水溶磷含量研究

王畢健，楊 維

（1. 云南三環中化化肥有限公司，云南 昆明 650113；2. 云南立志生物科技有限公司，云南 昆明 650101）

磷酸銨富含氮、磷養分，易被農作物吸收，是優質的氮磷復合肥［1］。磷酸銨生產過程中，質量控制十分重要，磷酸銨溶液中的水溶磷含量是質量控制的重要指標之一。

國家標準中磷酸銨中水溶磷的測定方法為喹鉬檸酮重量法，樣品處理較繁雜，定量分析全過程耗時150 min 以上［2］。筆者采用離子色譜法測定磷酸銨中磷酸根［3］，以五氧化二磷計算水溶磷含量，該方法耗時約10 min，快速、實用。

1 實驗部分

1.1 實驗儀器與試劑

實驗儀器：Essential IC-16離子色譜儀（日本島津公司），配有電導檢測器、抑制器、脫氣機、輸液泵、自動進樣器、柱溫箱、Essential Labsolutions數據采集/處理軟件等；超聲波清洗器，功率560 W，頻率40 Hz。

試劑：超純水，電阻率18 MΩ；KH2PO4，優級純，天津市科密歐化學試劑有限公司；淋洗液，Na2CO3（分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司）和NaHCO3（分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司）于105 ℃干燥2 h后，分別稱取0.212 g和0.252 g，用超純水溶解至2 000 mL 淋洗瓶中，配制成1 mmol/L Na2CO3+3 mmol/L NaHCO3溶液。

1.2 實驗原理

離子色譜法基于離子交換原理，由抑制器扣除淋洗液背景電導，然后利用電導檢測器測定，根據標準溶液中離子的出峰時間定性，利用一系列標準溶液中離子峰面積或峰高制作校準曲線。

1.3 淋洗液及其濃度的選擇

在Na2CO3-NaHCO3淋洗液條件下，樣品中磷酸根被轉化為HPO42-。淋洗液中Na2CO3濃度相對升高時，磷酸根和雜質硫酸根分離度下降。經測定，淋洗液采用1 mmol/L Na2CO3+3 mmol/L NaHCO3，磷酸根和雜質硫酸根分離效果較好。

1.4 實驗步驟

淋洗液用0.22 μm的水相濾膜抽濾后，超聲15 min排除氣泡。

1.4.1平衡儀器

打開儀器和電腦電源，運行Essential Labsolutions軟件，設置柱溫為30 ℃，打開排液閥，A泵排氣5 min，自動進樣器排氣20 min。排氣結束后關閉排液閥，開啟抑制器電源，抑制器電流設為14 mA，淋洗液流速設為1 mL/min，運行輸液泵，保持1 h。

1.4.2校準曲線的繪制

稱取KH2PO40.439 4 g 于1 000 mL 容量瓶中，用超純水定容、混勻，分別取0、12.3、14.3、18.3、20.3 mL 于5 個100 mL 容量瓶中，用超純水定容，混勻。設置批處理進樣，以進樣質量濃度為橫坐標，色譜峰面積為縱坐標，繪制校準曲線。

1.4.3樣品預處理

稱取磷酸銨樣品約0.5 g（精確到0.000 1 g），置于250 mL 容量瓶中，加水，振蕩10 min 取下，超純水定容，混勻。取5 mL 樣品溶液，置于100 mL容量瓶中，超純水定容，混勻。用0.22 μm 的尼龍濾膜過濾到1.5 mL樣品瓶中，待測。

1.4.4樣品測試

色譜圖顯示基線穩定后，單次進樣，分析時間為15 min。根據樣品中磷酸根峰面積，通過校準曲線計算出磷酸根濃度（以P計），再轉化為五氧化二磷含量。

2 實驗結果

2.1 校準曲線

磷酸根校準曲線見圖1，磷酸根質量濃度（以P 計）為12.3 ～20.3 mg/L 時，校準曲線方程為y=7 660.42x+20 652.1，相關系數為0.997，線性良好。

圖1 磷酸根校準曲線

2.2 方法對比與精密度

在最優化的樣品預處理和色譜條件下，用離子色譜法測定磷酸銨樣品中的磷酸根含量，平行測定6次，并將測定結果與喹鉬檸酮重量法對比，測定結果如表1所示。

表1 磷酸銨樣品分析結果

由表1可看出，離子色譜法測定結果與喹鉬檸酮重量法一致，結果較為穩定。同時該方法6次測定結果的相對標準偏差為0.21%，精密度良好。

2.3 回收率實驗

隨機選取磷酸銨樣品，用離子色譜法測定，根據校準曲線方程計算磷酸根質量濃度（ρ（P））為12.86 mg/L。以此樣品為基準樣品，分別添加磷酸二氫鉀標準溶液ρ（P）1、3、7 mg/L，考察加標回收情況，結果見表2。實驗結果表明加標回收率在99.6%～100.5%，準確度高。

表2 回收率實驗結果

3 結論

采用離子色譜法測定磷酸銨中水溶磷含量，淋洗液采用1 mmol/L Na2CO3＋3 mmol/L NaHCO3溶液，流速1 mL/min，柱溫30 ℃，抑制器電流14 mA，分離效果較好。該方法測定磷酸銨中水溶五氧化二磷含量，樣品預處理操作簡單、迅速，靈敏度高，準確度高，精密度好，是一種實用、快速的分析方法。