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AU122鹽水中碘離子的測(cè)定
2011-03-27
引言
用于氯-堿膜的鹽水中堿土金屬和碘離子的含量要盡可能少,否則會(huì)降低膜的使用壽命.這是由于碘離子和堿土金屬能夠在細(xì)胞膜的表面發(fā)生反應(yīng)所致。
本文中，使用離子色譜和脈沖安培檢測(cè)器測(cè)定鹽水中的碘離子含量(其中NaCl的含量約為30%)，方法快速靈敏。樣品預(yù)處理只需要簡(jiǎn)單的樣品稀釋。碘離子是一種疏水性的陰離子，IonPacAS11色譜柱由疏水性樹脂構(gòu)成，因此碘離子可以在IonPacAS11色譜柱上實(shí)現(xiàn)分離。使用硝酸做淋洗液，碘離子在5min內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)洗脫。可以使用直流安培檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)定，但是采用脈沖安培檢測(cè)器可以提高碘離子分析結(jié)果的重復(fù)性，檢測(cè)限為ppb級(jí)。
實(shí)驗(yàn)裝置
Dionex DX-500 離子色譜體系，包括：GP40梯度淋洗泵;LC25或LC30;ED 40電化學(xué)檢測(cè)器;EO1淋洗液裝置;AS3500自動(dòng)進(jìn)樣器。
Dionex PeakNet 色譜工作站
試劑和標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制
去離子水：電阻率大于17.8兆歐-厘米;濃硝酸：16 M;KI：超純
工作條件
色譜柱：IonPac AS11 分析柱，4×250 mm，IonPac AG11 保護(hù)柱，4×50 mm
壓力：6.5 Mpa(950 Psi);脫氣間隔：10 min;進(jìn)樣體積：50 μL;定量環(huán)：100 μL;
淋洗液：50 mM的HNO3，流速1.5 mL/min;
檢測(cè)器：脈沖安培按測(cè)器，銀工作電極，Ag/AgCl參比電極;
ED40檢測(cè)器的波形：
時(shí)間(s) 電壓(v) 積分
0.00 +0.1
0.20 +0.1 Begin
0.90 +0.1 End
0.91 -0.8
0.93 -0.3
1.00 -0.3
采集頻率：1 HZ;期望背景值：7-20nC;溫度：30℃;
自動(dòng)進(jìn)樣器的循環(huán)時(shí)間：11 min;針頭高度：2 mm;清洗體積：400 μL
溶液和試劑的準(zhǔn)備
50 mM HNO3：在2-L的試劑瓶中加入大約1L去離子水后再加入6.25 mL濃硝酸，然后用脫氣后的去離子水稀釋到刻度線。
碘離子的標(biāo)準(zhǔn)溶液
1000ppm的I-標(biāo)準(zhǔn)：溶解1.31 g KI于1000 mL的去離子水中，得到濃度為1000 ppm的碘離子標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。將1000 ppm的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋得到10 ppm的二次標(biāo)準(zhǔn)溶液，用于每天配制碘的工作標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液和稀釋得到的二次溶液均保存于冰箱中。同時(shí)由于碘具有光敏性，最好避光保存。
電極：刨光銀電極，并用去離水沖洗干凈。
樣品預(yù)處理：用去離子水將鹽水按1:10的體積體比進(jìn)行稀釋，稀釋后的鹽水濃度應(yīng)該≤0.52M(3%NaCl)。為了測(cè)定樣品的加標(biāo)回收率，稀釋之前向樣品中加入適當(dāng)體積的1ppm的碘離子標(biāo)準(zhǔn)溶液得到濃度為25，50，100，150，200ppb的加碘溶液。
結(jié)果與討論
圖1是1 ppm碘離子用50 mM HNO3作淋洗液時(shí)在AS11色譜分離柱上得到的色譜圖。I-在4 min洗脫，并且和死體積峰分離的很好。和其他的離子交換色譜柱不同，AS11柱含有疏水性樹脂，這一特點(diǎn)大大改善了碘的峰形。
Cl-大約在1.5 min時(shí)洗脫。在8 min時(shí)基線有些下降，這是溶解氧的峰，而且該氧負(fù)峰的時(shí)間隨色譜柱的不同而不同。實(shí)驗(yàn)中兩次進(jìn)樣時(shí)間間隔(自動(dòng)進(jìn)樣器的循環(huán)時(shí)間)選擇為11分鐘，這樣可以使氧負(fù)峰不干擾碘離子的色譜峰。使用高濃度的淋洗液可以使碘離子的出峰位置提前，但是其他洗脫較快的離子可能會(huì)干擾碘離子的測(cè)定，而且所得結(jié)果的重復(fù)性也不及低濃度的淋洗液所獲得的結(jié)果。
碘離子的檢測(cè)是在銀工作電極上用脈沖安培檢測(cè)器進(jìn)行檢測(cè)的。樣品中的I-和銀電極表面能夠形成AgI的沉淀物，從而氧化銀電極。脈沖安培檢測(cè)器能夠檢測(cè)ppb范圍內(nèi)的碘離子而且具有很高的選擇性。
以相同的方法檢測(cè)其他的鹵族元素，但是效果不是很好。AgI沉淀物的形成是可逆的，所以在I-洗脫后會(huì)觀察到有一個(gè)小的負(fù)峰，這是由于AgI的溶解和污染物的還原導(dǎo)致的。當(dāng)使用脈沖安培檢測(cè)時(shí)該負(fù)峰要比直流安培檢測(cè)的負(fù)峰要小的多，注意這個(gè)負(fù)峰不應(yīng)該積分。
樣品分析
圖2是餐桌鹽中碘離子的色譜分離圖。0.2%的溶液中的碘離子足以被檢測(cè)出來(lái)。在這樣的稀釋溶液中氯離子不干擾碘離子的測(cè)定。
高純鹽(30%NaCl)中碘離子的含量較低，因此不能像碘鹽一樣稀釋的倍數(shù)太多。圖3表示在1：10稀釋的高純鹽中碘離子可以被檢測(cè)出來(lái)。樣品8次進(jìn)樣峰面積的RSD值為6.3%。為了定量測(cè)定樣品中的碘離子含量，分別加入25，50，100，150，200ppb的碘標(biāo)準(zhǔn)。
圖4是高純鹽水樣品中加碘4次進(jìn)樣的平均值，通過(guò)該圖可知在NaCl基體中碘離子可以回收。因此高濃度的NaCl并不干擾碘離子的測(cè)定。稀釋以后的鹽水中碘離子的濃度為16ppb，計(jì)算得到未稀釋的鹽水中碘離子的濃度為160ppb。
圖
面積和保留時(shí)間的RSDs分別為1.5%和0.5%。在另一試驗(yàn)中，首先1ppm的碘離子標(biāo)準(zhǔn)16次進(jìn)樣，然后鹽水溶液56次進(jìn)樣，最后在將標(biāo)準(zhǔn)溶液平行16次進(jìn)樣。實(shí)驗(yàn)表明在鹽水溶液56次進(jìn)樣后，標(biāo)準(zhǔn)溶液分析得到的碘離子的色譜峰響應(yīng)沒有明顯的改變。以上的實(shí)驗(yàn)均表明重復(fù)分析稀釋后的鹽水樣品對(duì)于碘離子的測(cè)定沒有干擾。為了使峰面積的RSD值更小，要合理的控制電化學(xué)檢測(cè)器的溫度并進(jìn)行在線脫氣。注意事項(xiàng)和建議
IonPac AS11
少30min。在實(shí)驗(yàn)中如果碘離子的保留時(shí)間或者色譜峰有損失，則要用較強(qiáng)的硝酸淋洗液沖洗柱子。AS11柱在pH值0～14范圍內(nèi)都可以穩(wěn)定存在，所以可以使用強(qiáng)堿作淋洗液。當(dāng)清洗柱子時(shí)，最好將檢測(cè)器和柱子斷開。更換保護(hù)柱同樣也可以改善保留時(shí)間和柱效。
安裝4-L的淋洗液瓶可以長(zhǎng)時(shí)間操作，Dionex建議每隔6個(gè)月就要更換一次Ag/AgCl
參比電極。
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