离子色谱法与化学重量法测定水中硫酸盐的比较研究

［摘要］用离子色谱法和常规的重量法分别测定同一水样中的硫酸盐，对两种方法进行比较，判断两种方法的标准偏差和相对标准偏差，试验结果为：离子色谱法测得的标准偏差为0.082、相对标准偏差为0.23%；重量法的标准偏差为0.164、相对标准偏差为0.46%。试验结果表明：两种分析方法都有很好的精密度，表明离子色谱法准确可靠。与常规的重量法相比较，离子色谱法具有快速、准确、灵敏等优点，可为水中硫酸盐的分析提供有力的保证。

［关键词］离子色谱法；重量法；硫酸盐

［作者简介］伍绍君，广州粤能电力科技开发有限公司化学分部，研究方向：火力发电厂调试、技术监督和性能实验，广东广州，510600

［中图分类号］ TQ028.3+3 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-7723（2012）05-0067-0003

一、前言

天然水中普遍含有SO₄^2-,并为主要矿化组分之一。测定SO₄^2--的方法很多。硫酸钡重量法是一种经典方法，准确度高，但测定手续烦琐，并且不适合低含量SO₄^2-的测定；影响测试结果的因素较多，要求操作熟练，条件控制严格。

离子色谱法测定水中的硫酸盐是一较新的技术[1]，其测定基本原理：水样中待测阴离子随碳酸盐、碳酸氢盐淋洗液进入离子交换柱系统（由保护柱和分离柱组成），根据分离柱对各阴离子的不同亲和度进行分离，已分离的阴离子在流经抑制器系统被转换为高电导的酸性，碳酸盐、碳酸氢盐则转变为弱电导的碳酸。用电导检测器测量被转为相应酸型的阴离子，与标准进行对较根据保留时间定性，峰高或峰面积定量。一次进样可测定SO₄^2-,也可同时测定F^-、Cl^-、NO₂^-、NO₃^-等阴离子。该法快速、准确、灵敏，可对多种无机阴离子进行同时测定[2] [3]。

本文采用瑞士万通公司（Metrohm）761CompactIC离子色谱仪建立离子色谱法分析水样中硫酸盐，可大大提高分析效率、减轻劳动强度，取得良好的分析结果。

二、实验部分

（一）离子色谱分析方法

1.仪器与主要试剂

离子色谱仪：761CompactIC离子色谱仪、电导检测器（瑞士Metrohm公司）；

SO₄^2-标准溶液：标准值：1000μg/ml、国家标准物质研究中心 ；

淋洗液：0.0018mol/L碳酸钠浓度+0.0017mol/L碳酸氢钠浓度；

再生液：0.05mol/L硫酸；

以上试剂均为基准或分析纯，实验用水为18.2MΩ高纯水。

2.仪器工作条件

流速：1.0mL/min；进样量：20μL；满量程：250μs/ cm。

3.实验方法

按仪器工作条件设置仪器参数，并启动运行。待基线稳定后，注射器吸取溶液、通过0.45μm微孔滤膜将溶液注入样品环。采用外标法多点校正定量。仪器自动记录色谱图，自动以峰面积积分、计算结果。

（二）化学重量分析法[4]

1.仪器与主要试剂

1+1盐酸溶液

氯化钡（BaCl2·2H2O）溶液100g/L

硝酸银溶液17g/L

甲基橙指示剂1g/L

坩埚式过滤器 滤板孔径5～15μm

2.实验工作条件

水浴：温度 80℃ ，时间 2h

3.实验方法

用慢速滤纸过滤试样。用移液管移取一定量过滤后的试样，置于500mL锥形瓶中。加2滴甲基橙指示液，滴加盐酸溶液至红色并过量2mL，加水至总体积为200mL。煮沸5min，搅拌下缓慢加入10mL热的（约80℃）氯化钡溶液，于80℃水浴中放置2h。

用已于（105±2）℃干燥恒重的坩埚式过滤器过滤。用水洗涤沉淀，直至滤液中无氯离子为止（用硝酸银溶液检验）。

将坩埚式过滤器在（105±2）℃干燥至恒重。

三、结果与讨论

（一）方法可信度分析

用两种方法同时对同一样品进行平衡测定6次，计算出每种方法所测样品的平均值，对两种方法进行比较，判断两种方法的标准偏差、相对标准偏差，测定结果见表1。

从表1试验结果得出：离子色谱法测得的标准偏差为0.082、相对标准偏差为0.23%；重量法的标准偏差为0.164、相对标准偏差为0.46%。

（二）精密度比对分析

采用浓度为2.5mg/L的SO42-标准溶液连续进样10次测定，计算精密度，试验数据如表2所示。

1.离子色谱法精密度

平均值： =2.586

标准偏差：SD＝＝＝0.012

相对标准偏差：RSD(%)＝SD/×100%＝0.46%

2.重量分析法精密度

平均值： =2.404

标准偏差：SD＝ ＝＝0.015

相对标准偏差：RSD(%)＝SD/ ×100%＝0.62%

3.离子色谱检出限

依据JJG83-1993，以5.0mg/LSO42-标准溶液，做仪器检出限实验，结果见表3。

检出限=2×最大噪音×标准溶液浓度/标准溶液峰高。

由表3的试验数据分析可得：

仪器检出限＝2×0.0005×5.0/1.42=0.004mg/L

＝4.0μg/L

4.离子色谱法回收率

在不同样品中加入不同量的SO₄^2-标准溶液，按照实验方法测定，进行回收实验，试验结果见表4。试验结果得出该方法的回收率为：101%～103%。

四、结论

1.同一样品做六个样比较，离子色谱法的标准偏差为0.082、相对标准偏差为0.23%；重量法的标准偏差为0.164、相对标准偏差为0.46%。两者无显著差异。离子色谱法较精确。

2.标液做十个样比较，离子色谱法的标准偏差为0.0012、相对标准偏差为0.46%；重量法的标准偏差为0.015、相对标准偏差为0.62%。离子色谱更为精确。

3.离子色谱测量水中硫酸盐（SO42-）检出限为4.0μg/L。

4.离子色谱法的回收率为：101%～103%。

5.离子色谱法测定水中硫酸盐，准确、灵敏；精度高；分析时间短，直接注射进样，使污染将至最低，节省时间和试剂 。

［参考文献］

［1］曹建明.离子色谱在水质分析中的应用［J］.山西科技,2005,(3).

［2］火力发电厂水汽试验方法标准规程汇编［M］.北京:中国标准出版社,2000.

［3］丁明玉.离子色谱原理与应用［M］.北京：清华大学出版社，2001．

［4］GB/T6911.1-1986 锅炉用水和冷却水分析方法 硫酸盐的测定重量法［S］.