离子色谱法测定碳酸盐溶液中氯离子含量

潘志强

(中国石油独山子石化公司质量检验中心，独山子 833699)

在新水和工业循环冷却水中存在氯、硫酸根、硝酸根，在各生产装置一些换热器的工艺水中也存在氯和亚硝酸根，工艺水中的氯离子会给工艺设备造成腐蚀等不良影响。水中氯离子含量的测定通常有莫尔法、电位滴定法和离子色谱法等方法，不同的测定方法具有不同的优缺点，本实验探讨采用离子色谱法，选择适宜的色谱分析条件，针对含有碳酸盐溶液的工艺水中的氯离子含量进行测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

DIONEX ICS-1000离子色谱仪系统(美国戴安公司)；淋洗液发生器，KOH淋洗液；AJ11色谱柱 4×250mm，被测离子的分离度R不低于1.3；DS6温控型电导检测器；ASRS300 4mm抑制器；色谱工作站；Cl-、CO32-、HCO3-混合标准物质。

1.2 方法原理

将一定体积的样品溶液注入样品定量环，淋洗液将样品定量环中的样品溶液(或将富集于浓缩柱上的被测离子洗脱下来)带入分析柱，被测阴离子根据其在分析柱上的保留特性不同实现分离。淋洗液携带样品通过抑制器，由电导检测器检测响应信号，数据处理系统记录并显示离子色谱图。以保留时间对被测阴离子定性，以峰高或峰面积被测阴离子定量，测出相应离子含量[1]。

1.3 实验步骤

DIONEX ICS-1000离子色谱仪系统色谱操作参数为：数据采集频率：5Hz；柱温：35℃；电导池温度35℃；抑制器类型：ASRS_4mm；KOH淋洗液浓度：30mM等离子淋洗；抑制器电流：75mA；淋洗液流速：1.00mL/min。

在ChromeLeon色谱工作站上设定运行程序、建立方法文件、样品表，系统平衡后，用混合标准物质对离子色谱仪进行校正，以阴离子浓度为横坐标，峰高或峰面积为纵坐标，绘制工作曲线，线性相关系数应大于0.990(最好0.999以上)，应定期校正。样品予处理、制备及样品分析。

1.4 配制标样进行定性分析

(1)将含有CO32-100mg/L、HCO3-100mg/L的混合标样进样分析，CO32-、HCO3-不能分离，在6.82分钟出现CO32-、HCO3-合峰，见图1。

图1 CO32-、HCO3-的合峰

(2)将含有CO32-100mg/L、HCO3-100mg/L的混合标样中加入Cl-标样，然后进样分析，CO32-、HCO3-的合峰与Cl-峰分离得较好，Cl-在5.54分钟出峰，CO32-、HCO3-在6.82分钟出合峰，Cl-峰与CO32-、HCO3-合峰分离得很好，见图2。

图2 Cl-峰，CO32-、HCO3-的合峰

2 结果与讨论

2.1 碳酸盐工艺水的分析

公司某装置碳酸盐溶液组成含k2CO3:13～17%(wt),kHCO3:5～9%(wt), 采用电位滴定法测定Cl-时,由于CO32-和HCO32-大量存在,直接测定不稀释样品时可形成Ag2CO3沉淀，严重影响AgNO3电位滴定法测定Cl-的准确度。通常样品氯离子含量>500mg/L，当采用离子色谱法测定时，分析前需先将样品稀释50～100倍左右，再进行分析，在给定的色谱分析条件下，Cl-在5.57分钟出峰，CO32-、HCO3-在7.07分钟出合峰，氯离子与杂质能够得到良好的分离，见图3。

进样分析后，为防止盐类在进样通道和阀内结晶造成堵塞，可将纯水注入进样通道和阀置换数次进行清洗。

2.2 线性范围、相关系数

用系列标准溶液进样分析对离子色谱仪进行校正，以阴离子浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制工作曲线，见表1。

表1 Cl-的线性范围、线性方程和相关系数

线性相关系数在0.990以上，符合方法要求。

2.3 方法精密度和准确度

准确配制Cl-标准溶液，待仪器稳定后进样分析，检测结果的相对标准偏差在0.22～0.32 之间，见表2。结果表明，本方法测定Cl-的准确度和精密度较好。

表2 方法准确度和精密度试验结果(n=6)

2.4 样品分析结果和加标回收试验结果

将样品稀释100倍后进行了测定(n=6),样品测定结果的平均值、相对标准偏差和加标回收率测定结果见表3。

表3 样品分析和加标回收结果

加标回收率高，说明用离子色谱分析碳酸盐溶液中氯离子含量的方法准确度高，样品溶液中的碳酸盐和碳酸氢盐对分离和测定没有造成干扰和影响。

3 结论

采用GB/T14642-2009离子色谱法测定环氧乙烷乙二醇装置碳酸盐溶液中氯离子含量，使用DIONEX ICS-1000离子色谱仪系统，选择最佳的色谱操作参数，将样品稀释后测定，氯离子与其它组分分离得较好，不干扰测定，具有较高的精密度和准确度，因此，用离子色谱法测定碳酸盐溶液中氯离子含量可以获得准确的分析结果。