王存進(jìn) (青島普仁儀器有限公司,青島 266043) 摘要:建立了膜處理-離子色譜法測定堿式碳酸鋅中硫酸鹽的方法。樣品以陽(yáng)離子交換膜外加酸溶解,經(jīng)H柱和0.22um濾膜過(guò)濾后,以離子交換分離、抑制電導檢測測定其中的硫酸鹽。硫酸鹽的檢出限、回收率和重現性(RSD%, n=5)分別為80ug/L;101.2~107.9%;1.86~2.90%。該法可應用于堿式碳酸鋅行業(yè)的硫酸鹽檢測。 關(guān)鍵詞: 硫酸鹽;膜處理;離子色譜法;堿式碳酸鋅 堿式碳酸鋅在是一種無(wú)臭無(wú)味的白色細微粉末,工業(yè)上可用于輕型收斂劑、皮膚保護劑、乳膠制品、人造絲的生產(chǎn)和催化劑脫硫[1,2],也是煅燒制備納米氧化鋅的原料[3]。傳統的堿式碳酸鋅生產(chǎn)方式采用硫酸鋅和碳酸鈉或者碳酸氫銨、氨水等堿性試劑進(jìn)行復分解反應[4,5],因此堿式碳酸鋅中可能殘留微量的硫酸鹽。為了控制堿式碳酸鋅的純度,有必要測定其中的微量硫酸鹽雜質(zhì)。 目前硫酸鹽的測定有鉻酸鋇-分光光度法、離子色譜法、硫酸鋇比濁法、硫酸鋇灼燒稱(chēng)量法[6-9]等,HG/T 2523-2007采用硫酸鋇比濁法測定堿式碳酸鋅中硫酸鹽[7],存在靈敏度低、操作繁瑣、人為誤差大等不足之處。離子色譜法是快速、靈敏測定常見(jiàn)陰離子的良好方法,但因為堿式碳酸鋅難溶于水,不適用于直接測定堿式碳酸鋅中的硫酸鹽。使用鹽酸、硝酸等強酸雖然可以溶解堿式碳酸鋅但前處理的同時(shí)也產(chǎn)生了 的鋅離子和氯離子(或硝酸鹽),勢必引起色譜柱的過(guò)載、柱壓升高等問(wèn)題。陽(yáng)離子交換膜具有對陽(yáng)離子選擇性透過(guò)而陰離子難以透過(guò)的特點(diǎn),可以將某些酸溶而水難溶的樣品置于陽(yáng)離子交換膜制成的容器內,容器外使用硫酸以外的其他強酸提供氫離子,可達到溶解樣品而幾乎不引進(jìn)高濃度陰離子的效果[10],據此筆者建立了使用膜處理堿式碳酸鋅,離子色譜法測定其中硫酸鹽的方法。 1 實(shí)驗部分 1.1 主要儀器與試劑 離子色譜儀:PIC-10A型,配有五極電導檢測器,青島普仁儀器有限公司; 分析天平:精度為0.1 mg,德國Sartorius公司; H柱、0.22um濾膜:青島普仁儀器有限公司; 36%質(zhì)量分數鹽酸:分析純,煙臺三和化學(xué)試劑有限公司; Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4:分析純,上海埃彼化學(xué)試劑有限公司; 實(shí)驗用水為電阻率大于18.2 MΩ·cm的純水 1.2 色譜條件 色譜柱:NJ-SA-4A陰離子交換分離柱(250 mm×4.6 mm),淋洗液:1.80mMNa2CO3+1.70mMNaHCO3,流速:1.30mL/min,進(jìn)樣體積:25uL,檢測器:抑制電導檢測,色譜柱及檢測器溫度:36℃。 1.3 樣品預處理 稱(chēng)取0.1g堿式碳酸鋅樣品于陽(yáng)離子交換膜制成的容器內,加入10ml純水后將容器置于盛有100mL7.2%質(zhì)量分數鹽酸的燒杯內。當堿式碳酸鋅溶解后將膜內的液體轉移至100mL容量瓶中并定容,以H柱和0.22um濾膜過(guò)濾,進(jìn)樣分析。 2 結果與討論 2.1 線(xiàn)性方程與定量限 在已知的色譜條件下,將1.3前處理所得樣品進(jìn)樣分析,色譜圖如圖1所示。 從圖中可以看出,經(jīng)過(guò)膜處理的樣品,硫酸鹽充分釋放并且譜圖中明顯檢出了一定濃度的氯離子,這是由于濃差擴散引起的[10],并不影響硫酸鹽的測定。分別配制不同濃度的SO42-標準溶液,按照濃度由低到高的順序依次進(jìn)樣分析,以質(zhì)量濃度(mg/L)為橫坐標,峰面積為縱坐標繪制線(xiàn)性方程。以3倍的信噪比(S/N=3)計算定量限。硫酸鹽的線(xiàn)性范圍、線(xiàn)性方程、相關(guān)系數、檢出限結果見(jiàn)表1。 表1 線(xiàn)性范圍、線(xiàn)性方程、相關(guān)系數以及定量限 | 線(xiàn)性范圍/(mg·L-1) | 線(xiàn)性方程 | 相關(guān)系數 | 檢出限/(mg·L-1) | SO42- | 0.2-20.00 | Y=13994X-1010 | 0.9991 | 0.08 | 從表1中可以看出SO42-檢出限較低,說(shuō)明本方法具有較高的靈敏度。 2.2 回收率與重現性 在已知的色譜條件下,向預處理后的樣品中添加一定量的SO42-進(jìn)行回收試驗,平行測定5次。實(shí)驗結果見(jiàn)表2。從表2可知,SO42-測量度較高,重復性較好。 表2 加標回收試驗結果 | 本底/(mg·L-1) | 添加值/(mg·L-1) | 測得值/(mg·L-1) | 平均回收率/% | 重現性(RSD%,n=3) | SO42- | 4.21 | 5.0 | 9.15 9.31 9.40 9.22 9.26 | 101.2 | 1.86 | 10.0 | 15.15 15.36 14.63 15.07 14.79 | 107.9 | 2.90 | 為驗證是否有硫酸鹽在前處理過(guò)程中穿過(guò)膜而進(jìn)入膜外側的溶液中,在陽(yáng)離子交換膜的內側分別加入2.0mg/L和20.0mg/L的硫酸鹽,與1.3前處理方法條件和時(shí)間相同,測定膜內側硫酸鹽的濃度,重復測定3次,硫酸鹽的濃度分別為2.00±0.01mg/L、20.00±0.03mg/L,說(shuō)明硫酸鹽在前處理過(guò)程中并沒(méi)有明顯的流失。 3 結語(yǔ) 采用離子色譜法測定堿式碳酸鋅中的硫酸鹽關(guān)鍵在于樣品前處理。使用陽(yáng)離子交換膜處理水不溶性的堿式碳酸鋅,膜外側添加硫酸以外的其他酸,既能溶解堿式碳酸鋅又不引進(jìn) 的酸根陰離子,減小后續測定的干擾,是測定堿式碳酸鋅中硫酸鹽的良好方法。 參 考 文 獻 [1] 2017-2023年中國堿式碳酸鋅行業(yè)深度分析研究報告(目錄)http://www.chyxx.com/research/201710/571971.html [2] 康俊峰.《有色礦冶》.2003.19(3):28-31 [3] 張憲璽,王曉娟,翟冠杰,等.《無(wú)機化學(xué)學(xué)報》,2002,18(10):1037-1041 [4] 侯新剛,郝亞莉,王玉棉,等.《蘭州理工大學(xué)學(xué)報》,2008,34(6):60-64 [5] 楊永斌,張?chǎng)?,李騫,等.《礦冶工程》,2013,33(2):101-104 [6] GB/T 5750.5-2006 生活飲用水標準檢驗方法 無(wú)機非金屬指標 [7] HG/T 2523-2007 工業(yè)堿式碳酸鋅 [8] GB 1610-2009 工業(yè)鉻酸酐 [9] HG/T 3259-2012 工業(yè)水合肼 [10] 朱斌和,張培敏,郭偉強,等《色譜》2016.34:5,498-501 Determination of sulfate in basic zinc carbonate by using improved ion chromatography Wang Cunjin Abstract: A method was developed by using membrane-treatment and ion chromatography for the determination of sulfate in basic zinc carbonate. The basic zinc carbonate sample was dissolved in the membrane with external acid. After H column and 0.22mm film filtration, sulfate was determined by anion exchange separation and suppressed conductivity detection. The detection limit、recovery and repeatability(RSD%, n=5) were 80mg/L;101.2~107.9%;1.86~2.90% respectively. The method showed higher sensitivity and less interference and could be applied to sulfate analysis in basic zinc carbonate. Key words: Sulfate; Membrane-treatment; Ion chromatography; Basic zinc carbonate |