AU122鹽水中碘離子的測定
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,否則會降低膜的使用壽命.這是由于碘離子和堿土金屬能夠在細胞膜的表面發生反應所致。
本文中，使用離子色譜和脈沖安培檢測器測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。樣品預處理只需要簡單的樣品稀釋。碘離子是一種疏水性的陰離子，IonPacAS11色譜柱由疏水性樹脂構成，因此碘離子可以在IonPacAS11色譜柱上實現分離。使用硝酸做淋洗液，碘離子在5min內可以實現洗脫。可以使用直流安培檢測器進行測定，但是采用脈沖安培檢測器可以提高碘離子分析結果的重復性，檢測限為ppb級。
實驗裝置
Dionex DX-500 離子色譜體系，包括：GP40梯度淋洗泵;LC25或LC30;ED 40電化學檢測器;EO1淋洗液裝置;AS3500自動進樣器。
Dionex PeakNet 色譜工作站
試劑和標準溶液的配制
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 保護柱，4×50 mm
壓力：6.5 Mpa(950 Psi);脫氣間隔：10 min;進樣體積：50 μL;定量環：100 μL;
淋洗液：50 mM的HNO3，流速1.5 mL/min;
檢測器：脈沖安培按測器，銀工作電極，Ag/AgCl參比電極;
ED40檢測器的波形：
時間(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℃;
自動進樣器的循環時間：11 min;針頭高度：2 mm;清洗體積：400 μL
溶液和試劑的準備
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。
碘離子的標準溶液
1000ppm的I-標準：溶解1.31 g KI于1000 mL的去離子水中，得到濃度為1000 ppm的碘離子標準儲備溶液。將1000 ppm的標準儲備液稀釋得到10 ppm的二次標準溶液，用于每天配制碘的工作標準。標準儲備溶液和稀釋得到的二次溶液均保存于冰箱中。同時由于碘具有光敏性，最好避光保存。
電極：刨光銀電極，并用去離水沖洗干凈。
樣品預處理：用去離子水將鹽水按1:10的體積體比進行稀釋，稀釋后的鹽水濃度應該≤0.52M(3%NaCl)。為了測定樣品的加標回收率，稀釋之前向樣品中加入適當體積的1ppm的碘離子標準溶液得到濃度為25，50，100，150，200ppb的加碘溶液。
結果與討論
圖1是1 ppm碘離子用50 mM HNO3作淋洗液時在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，這一特點大大改善了碘的峰形。
Cl-大約在1.5 min時洗脫。在8 min時基線有些下降，這是溶解氧的峰，而且該氧負峰的時間隨色譜柱的不同而不同。實驗中兩次進樣時間間隔(自動進樣器的循環時間)選擇為11分鐘，這樣可以使氧負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干擾碘離子的測定，而且所得結果的重復性也不及低濃度的淋洗液所獲得的結果。
碘離子的檢測是在銀工作電極上用脈沖安培檢測器進行檢測的。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。脈沖安培檢測器能夠檢測ppb范圍內的碘離子而且具有很高的選擇性。
以相同的方法檢測其他的鹵族元素，但是效果不是很好。AgI沉淀物的形成是可逆的，所以在I-洗脫后會觀察到有一個小的負峰，這是由于AgI的溶解和污染物的還原導致的。當使用脈沖安培檢測時該負峰要比直流安培檢測的負峰要小的多，注意這個負峰不應該積分。
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出來。在這樣的稀釋溶液中氯離子不干擾碘離子的測定。
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太多。圖3表示在1：10稀釋的高純鹽中碘離子可以被檢測出來。樣品8次進樣峰面積的RSD值為6.3%。為了定量測定樣品中的碘離子含量，分別加入25，50，100，150，200ppb的碘標準。
圖4是高純鹽水樣品中加碘4次進樣的平均值，通過該圖可知在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定。稀釋以后的鹽水中碘離子的濃度為16ppb，計算得到未稀釋的鹽水中碘離子的濃度為160ppb。
圖
面積和保留時間的RSDs分別為1.5%和0.5%。在另一試驗中，首先1ppm的碘離子標準16次進樣，然后鹽水溶液56次進樣，最后在將標準溶液平行16次進樣。實驗表明在鹽水溶液56次進樣后，標準溶液分析得到的碘離子的色譜峰響應沒有明顯的改變。以上的實驗均表明重復分析稀釋后的鹽水樣品對于碘離子的測定沒有干擾。為了使峰面積的RSD值更小，要合理的控制電化學檢測器的溫度并進行在線脫氣。注意事項和建議
IonPac AS11
少30min。在實驗中如果碘離子的保留時間或者色譜峰有損失，則要用較強的硝酸淋洗液沖洗柱子。AS11柱在pH值0～14范圍內都可以穩定存在，所以可以使用強堿作淋洗液。當清洗柱子時，最好將檢測器和柱子斷開。更換保護柱同樣也可以改善保留時間和柱效。
安裝4-L的淋洗液瓶可以長時間操作，Dionex建議每隔6個月就要更換一次Ag/AgCl
參比電極。
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