AU122盐水中碘离子的测定
2011-03-27
引言
用于氯-碱膜的盐水中碱土金属和碘离子的含量要尽可能少,否则会降低膜的使用寿命.这是由于碘离子和碱土金属能够在细胞膜的表面发生反应所致。
本文中，使用离子色谱和脉冲安培检测器测定盐水中的碘离子含量(其中NaCl的含量约为30%)，方法快速灵敏。样品预处理只需要简单的样品稀释。碘离子是一种疏水性的阴离子，IonPacAS11色谱柱由疏水性树脂构成，因此碘离子可以在IonPacAS11色谱柱上实现分离。使用硝酸做淋洗液，碘离子在5min内可以实现洗脱。可以使用直流安培检测器进行测定，但是采用脉冲安培检测器可以提高碘离子分析结果的重复性，检测限为ppb级。
实验装置
Dionex DX-500 离子色谱体系，包括：GP40梯度淋洗泵;LC25或LC30;ED 40电化学检测器;EO1淋洗液装置;AS3500自动进样器。
Dionex PeakNet 色谱工作站
试剂和标准溶液的配制
去离子水：电阻率大于17.8兆欧-厘米;浓硝酸：16 M;KI：超纯
工作条件
色谱柱：IonPac AS11 分析柱，4×250 mm，IonPac AG11 保护柱，4×50 mm
压力：6.5 Mpa(950 Psi);脱气间隔：10 min;进样体积：50 μL;定量环：100 μL;
淋洗液：50 mM的HNO3，流速1.5 mL/min;
检测器：脉冲安培按测器，银工作电极，Ag/AgCl参比电极;
ED40检测器的波形：
时间(s) 电压(v) 积分
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
采集频率：1 HZ;期望背景值：7-20nC;温度：30℃;
自动进样器的循环时间：11 min;针头高度：2 mm;清洗体积：400 μL
溶液和试剂的准备
50 mM HNO3：在2-L的试剂瓶中加入大约1L去离子水后再加入6.25 mL浓硝酸，然后用脱气后的去离子水稀释到刻度线。
碘离子的标准溶液
1000ppm的I-标准：溶解1.31 g KI于1000 mL的去离子水中，得到浓度为1000 ppm的碘离子标准储备溶液。将1000 ppm的标准储备液稀释得到10 ppm的二次标准溶液，用于每天配制碘的工作标准。标准储备溶液和稀释得到的二次溶液均保存于冰箱中。同时由于碘具有光敏性，最好避光保存。
电极：刨光银电极，并用去离水冲洗干净。
样品预处理：用去离子水将盐水按1:10的体积体比进行稀释，稀释后的盐水浓度应该≤0.52M(3%NaCl)。为了测定样品的加标回收率，稀释之前向样品中加入适当体积的1ppm的碘离子标准溶液得到浓度为25，50，100，150，200ppb的加碘溶液。
结果与讨论
图1是1 ppm碘离子用50 mM HNO3作淋洗液时在AS11色谱分离柱上得到的色谱图。I-在4 min洗脱，并且和死体积峰分离的很好。和其他的离子交换色谱柱不同，AS11柱含有疏水性树脂，这一特点大大改善了碘的峰形。
Cl-大约在1.5 min时洗脱。在8 min时基线有些下降，这是溶解氧的峰，而且该氧负峰的时间随色谱柱的不同而不同。实验中两次进样时间间隔(自动进样器的循环时间)选择为11分钟，这样可以使氧负峰不干扰碘离子的色谱峰。使用高浓度的淋洗液可以使碘离子的出峰位置提前，但是其他洗脱较快的离子可能会干扰碘离子的测定，而且所得结果的重复性也不及低浓度的淋洗液所获得的结果。
碘离子的检测是在银工作电极上用脉冲安培检测器进行检测的。样品中的I-和银电极表面能够形成AgI的沉淀物，从而氧化银电极。脉冲安培检测器能够检测ppb范围内的碘离子而且具有很高的选择性。
以相同的方法检测其他的卤族元素，但是效果不是很好。AgI沉淀物的形成是可逆的，所以在I-洗脱后会观察到有一个小的负峰，这是由于AgI的溶解和污染物的还原导致的。当使用脉冲安培检测时该负峰要比直流安培检测的负峰要小的多，注意这个负峰不应该积分。
样品分析
图2是餐桌盐中碘离子的色谱分离图。0.2%的溶液中的碘离子足以被检测出来。在这样的稀释溶液中氯离子不干扰碘离子的测定。
高纯盐(30%NaCl)中碘离子的含量较低，因此不能像碘盐一样稀释的倍数太多。图3表示在1：10稀释的高纯盐中碘离子可以被检测出来。样品8次进样峰面积的RSD值为6.3%。为了定量测定样品中的碘离子含量，分别加入25，50，100，150，200ppb的碘标准。
图4是高纯盐水样品中加碘4次进样的平均值，通过该图可知在NaCl基体中碘离子可以回收。因此高浓度的NaCl并不干扰碘离子的测定。稀释以后的盐水中碘离子的浓度为16ppb，计算得到未稀释的盐水中碘离子的浓度为160ppb。
图
面积和保留时间的RSDs分别为1.5%和0.5%。在另一试验中，首先1ppm的碘离子标准16次进样，然后盐水溶液56次进样，最后在将标准溶液平行16次进样。实验表明在盐水溶液56次进样后，标准溶液分析得到的碘离子的色谱峰响应没有明显的改变。以上的实验均表明重复分析稀释后的盐水样品对于碘离子的测定没有干扰。为了使峰面积的RSD值更小，要合理的控制电化学检测器的温度并进行在线脱气。注意事项和建议
IonPac AS11
少30min。在实验中如果碘离子的保留时间或者色谱峰有损失，则要用较强的硝酸淋洗液冲洗柱子。AS11柱在pH值0～14范围内都可以稳定存在，所以可以使用强碱作淋洗液。当清洗柱子时，最好将检测器和柱子断开。更换保护柱同样也可以改善保留时间和柱效。
安装4-L的淋洗液瓶可以长时间操作，Dionex建议每隔6个月就要更换一次Ag/AgCl
参比电极。
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