劉 娟

·分 析·

離子色譜法同時測定鉛泥中的氟、氯含量

劉 娟

（湖南有色金屬研究院，湖南長沙 410100）

鉛泥試樣經(jīng)過硫酸處理，樣品中的氟、氯隨水蒸汽蒸餾分離，經(jīng)吸收液吸收，用離子色譜儀測定，方法簡便、快捷。試驗(yàn)結(jié)果線性范圍寬、精密度好。已用于實(shí)際樣品的分析檢測，結(jié)果準(zhǔn)確穩(wěn)定，對實(shí)際分析工作有指導(dǎo)作用。

氟；氯；離子色譜；鉛泥

鉛泥是粗鉛電解精煉的產(chǎn)物，含有大量的銻、鉛、鉍、砷、銀和少量金、銅、氟、氯等。氟和氯是鉛泥回收金屬工藝中的雜質(zhì)元素，是鉛泥樣品中需要測定的常規(guī)檢測項目。氯離子的測定通常采用比濁法或電位滴定法［1，2］，其分析方法繁瑣、試驗(yàn)空白值比較高，給分析檢測工作帶來不便。氟的測定通常采用氟離子選擇電極法［3］，操作方法冗長，效率比較低。鉛泥中的大量金屬元素對以上分析方法都有干擾作用，使試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生偏差。

近年來在環(huán)境檢測中大部分采用離子色譜快速測定水樣中的氟、氯［4，5］，筆者把離子色譜測定氟氯的方法應(yīng)用到有色金屬冶煉的副產(chǎn)物——鉛泥中氟、氯的分析檢測工作中，采用快速水蒸氣蒸餾氟、氯，經(jīng)吸收液吸收，離子色譜儀快速測定，既能排除鉛泥中各種金屬離子對離子色譜分析柱的損壞，又能使試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定可靠，比較符合實(shí)際分析檢測工作的要求。

1 試驗(yàn)部分

1.1主要儀器和試劑

所用試劑均為優(yōu)級純，試驗(yàn)用水是電阻率為18.25 MΩ·cm的超純水。

1.氫氧化鈉。

2.濃硫酸（ρ＝1.84 g／mL）。

3.硫酸溶液（2＋1）；量取200 mL濃硫酸緩慢倒入100 mL水中，混勻。

4.氫氧化鈉吸收液c（NaOH）＝0.04 mol／L、0.08 mol／L、0.12 mol／L、0.16 mol／L、0.20 mol／L。

5.碳酸鈉－碳酸氫鈉淋洗液c（NaHCO3）＝0.8 mmol／L－c（Na2CO3）＝4.5 mmol／L。

6.氟標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：準(zhǔn)確稱取2.211 0 g在105～110℃干燥2 h的基準(zhǔn)氟化鈉，以水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液1 m L含1 mg氟。

7.氯標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液：準(zhǔn)確稱取1.648 5 g經(jīng)500～600℃灼燒至橫重的基準(zhǔn)氯化鈉，以水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻，此溶液1 m L含1 mg氯。

8.氟和氯混合標(biāo)準(zhǔn)使用液：分別準(zhǔn)確移取氟和氯標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液各10 mL于100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，此溶液1 m L含氟和氯各100μg。

9.離子色譜儀（賽默飛，ICS 600），配置電導(dǎo)檢測器（賽默飛，DS5）和自動進(jìn)樣器（賽默飛，ASDV）和陰離子分析柱（賽默飛，ionPac－AS23）。

10.天平：感量0.1 mg。

11.尼龍濾膜：0.22μm。

12.一次性注射器：5 m L。

13.水蒸氣發(fā)生裝置，如圖1所示。

1.2儀器工作條件

淋洗液：碳酸鈉－碳酸氫鈉淋洗液c（NaHCO3）＝0.8 mmol／L－c（Na2CO3）＝4.5 mmol／L，流速：1.0 m L／min；進(jìn)樣體積：10μL；抑制器：AERS－500，抑制電流30 mA。

圖1 水蒸氣蒸餾裝置示意圖

1.3試驗(yàn)方法

取適量超純水置于水蒸氣蒸餾裝置中的蒸餾瓶中，加熱沸騰。移取10 mL NaOH吸收液于100 mL接收瓶中備用。準(zhǔn)確稱取0.5 g試樣置于三口圓底燒瓶中，加入60 mL硫酸溶液，用水洗凈瓶口，并放入數(shù)粒玻璃珠，接連水蒸氣蒸餾裝置進(jìn)行蒸餾。加熱三口燒瓶中溶液使溫度迅速上升至160～180℃。調(diào)節(jié)水蒸氣流量和加熱功率，將三口蒸餾燒瓶溫度控制在160～180℃，當(dāng)溜出液至80 mL左右時，取下接收瓶，將溶液轉(zhuǎn)移至100 m L容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。分取10 mL到100 m L容量瓶，用碳酸鈉－碳酸氫鈉淋洗液稀釋至刻度，搖勻后過0.22μm濾膜，備用。

用5 mL注射器吸取上述溶液，在相同工作條件下，依次用離子色譜儀測試，記錄色譜圖。根據(jù)氟和氯的保留時間定性，依據(jù)峰面積定量，隨同試驗(yàn)做空白試驗(yàn)。

1.4繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

分別準(zhǔn)確移取0.00 m L、0.50 m L、1.00 m L、2.00 mL、5.00 m L、10.00 mL氟和氯混合標(biāo)準(zhǔn)溶液置于一組100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。按濃度從低到高依次用離子色譜儀測定。以氟和氯的濃度（mg／L）為橫坐標(biāo)，峰面積（μs·min）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，氟標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)R＝0.999 8，氯標(biāo)準(zhǔn)曲線相關(guān)系數(shù)R＝0.999 3。

1.5氟和氯含量計算方法

氟和氯含量按以下公式計算：

式中：ω為試樣中氟或氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)／%；ρ為測試溶液中氟或氯的濃度／mg·L－1；ρ0為空白溶液中氟或氯的濃度／mg·L－1；v為試液體積／mL；f為稀釋倍數(shù)；m為試樣的質(zhì)量／g。

2 結(jié)果討論

2.1餾出液體積試驗(yàn)

分別移取10.00 m L氟和氯貯存液于圓底燒瓶中，按試驗(yàn)方法操作，承接不同體積的餾出液，測定各溜出液中的氟氯含量，結(jié)果見表1。

表1 氟氯蒸餾效率

從表1數(shù)據(jù)可見，當(dāng)餾出液體積為60～80 mL時，餾出液中的氟和氯已占到試樣中總量的95%以上。所以承接的餾出液體積為80 mL時，測定氟和氯可以獲得滿意的數(shù)據(jù)。

2.2吸收液濃度的選擇

餾出液的堿性或者酸性過強(qiáng)都對離子色譜分析柱有破壞作用。NaOH吸收液的濃度對餾出液最后的酸堿度至關(guān)重要。分別取不同濃度的NaOH吸收液承接80 mL左右的餾出液，測定餾出液的pH值，結(jié)果見表2。

表2 不同濃度吸收液承接的餾出液酸堿度

從表2數(shù)據(jù)可見，當(dāng)NaOH吸收液的濃度為0.16 mol／L時，餾出液呈弱堿性，其pH與碳酸鈉－碳酸氫鈉淋洗液的pH（8～9）比較接近，既能保證氟、氯的吸收效率，又能保護(hù)色譜柱，因此選擇NaOH吸收液的濃度為0.16 mol／L。

2.3標(biāo)準(zhǔn)回收率試驗(yàn)

用氟化鈉和氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)代替樣品，用該方法測定氟和氯回收率，結(jié)果見表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)回收率mg

從表3數(shù)據(jù)可見，該試驗(yàn)方法對標(biāo)準(zhǔn)的回收率能夠達(dá)到91%～98.5%。滿足分析要求。

2.4樣品加標(biāo)回收試驗(yàn)

為考察方法的穩(wěn)定性，對兩個實(shí)際鉛泥樣品進(jìn)行了加入標(biāo)準(zhǔn)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 樣品標(biāo)準(zhǔn)加入試驗(yàn)

從表4可以看出，樣品加入標(biāo)準(zhǔn)的回收率在93%～101%之間，滿足實(shí)際樣品的分析檢測要求。

2.5方法精密度試驗(yàn)

對鉛泥1＃和鉛泥2＃兩個樣品按照試驗(yàn)方法平行測定7次，結(jié)果平均值與氟離子選擇電極和氯離子電位滴定法的測定結(jié)果進(jìn)行對照，結(jié)果顯示該方法的精密度比較好，與離子選擇電極法測定氟、電位滴定法測定氯的結(jié)果一致，結(jié)果見表5。

表5 樣品精密度試驗(yàn)%

3 結(jié) 語

采用水蒸氣蒸餾分離氟和氯，用離子色譜測定氟和氯的含量，排除鉛泥中各種金屬離子的對測定的干擾。較好地解決了鉛泥中多金屬離子對氟和氯測定的干擾問題。分析時間短，穩(wěn)定性較為理想，精密度滿足分析檢測工作的要求。

［1］ 劉春峰，章連香.氯化銀比濁法測定鎳鈷錳三元素氫氧化物中氯離子［J］.中國無機(jī)分析化學(xué)，2014，（4）：4－6.

［2］ 李蜀萍，羅文華，徐苗青.自動電位滴定法快速測定建筑材料中低濃度氯離子的含量［J］.安陽師范學(xué)院學(xué)報，2014，（2）：26－28.

［3］ 洪一華，白曉輝.氟離子選擇電極法測定氟化鈣含量［J］.化工生產(chǎn)與技術(shù)，2007，（3）：45－47.

［4］ 鄧麗華.離子色譜法測定飲用水中的氟、氯、硝酸鹽氮、硫酸根陰離子［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010，（3）：122.

［5］ 鐘志雄，杜達(dá)安，鄭國泰.離子色譜法同時測定水樣氟、氯、溴、硝酸鹽氮和硫酸根［J］.中國衛(wèi)生檢驗(yàn)，2000，（1）：23－26.

Determ ination of Fluoride Content and Chloride Content in Lead Slurry W astage by Ion Chrom atography

LIU Juan
（HunanResearchInstituteofNonferrousMetals，Changsha410100，China）

The lead slurry wastage specimen are decoposited by sulphuric acid，the fluorine and chlorine in specimen is separated by water vapor distillation method，absorbed by sodium hydroxide absorption solution，determined by ion chromatography.Thismethod is simple，rapid and has wide linear range.The results of analysis are accurate and stable，which has the instruction function to the actual analysiswork.

fluoride；chloride；Ion chromatography；lead slurry wastage

TG115.3＋3

：A

：1003－5540（2016）06－0071－03

2016－08－16

劉 娟（1985－），女，工程師，主要從事有色金屬分析檢測和環(huán)境有害污染因子檢測工作。