离子色谱法测定磷酸铵中水溶磷含量研究

王毕健，杨 维

（1. 云南三环中化化肥有限公司，云南 昆明 650113；2. 云南立志生物科技有限公司，云南 昆明 650101）

磷酸铵富含氮、磷养分，易被农作物吸收，是优质的氮磷复合肥［1］。磷酸铵生产过程中，质量控制十分重要，磷酸铵溶液中的水溶磷含量是质量控制的重要指标之一。

国家标准中磷酸铵中水溶磷的测定方法为喹钼柠酮重量法，样品处理较繁杂，定量分析全过程耗时150 min 以上［2］。笔者采用离子色谱法测定磷酸铵中磷酸根［3］，以五氧化二磷计算水溶磷含量，该方法耗时约10 min，快速、实用。

1 实验部分

1.1 实验仪器与试剂

实验仪器：Essential IC-16离子色谱仪（日本岛津公司），配有电导检测器、抑制器、脱气机、输液泵、自动进样器、柱温箱、Essential Labsolutions数据采集/处理软件等；超声波清洗器，功率560 W，频率40 Hz。

试剂：超纯水，电阻率18 MΩ；KH2PO4，优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；淋洗液，Na2CO3（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）和NaHCO3（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）于105 ℃干燥2 h后，分别称取0.212 g和0.252 g，用超纯水溶解至2 000 mL 淋洗瓶中，配制成1 mmol/L Na2CO3+3 mmol/L NaHCO3溶液。

1.2 实验原理

离子色谱法基于离子交换原理，由抑制器扣除淋洗液背景电导，然后利用电导检测器测定，根据标准溶液中离子的出峰时间定性，利用一系列标准溶液中离子峰面积或峰高制作校准曲线。

1.3 淋洗液及其浓度的选择

在Na2CO3-NaHCO3淋洗液条件下，样品中磷酸根被转化为HPO42-。淋洗液中Na2CO3浓度相对升高时，磷酸根和杂质硫酸根分离度下降。经测定，淋洗液采用1 mmol/L Na2CO3+3 mmol/L NaHCO3，磷酸根和杂质硫酸根分离效果较好。

1.4 实验步骤

淋洗液用0.22 μm的水相滤膜抽滤后，超声15 min排除气泡。

1.4.1平衡仪器

打开仪器和电脑电源，运行Essential Labsolutions软件，设置柱温为30 ℃，打开排液阀，A泵排气5 min，自动进样器排气20 min。排气结束后关闭排液阀，开启抑制器电源，抑制器电流设为14 mA，淋洗液流速设为1 mL/min，运行输液泵，保持1 h。

1.4.2校准曲线的绘制

称取KH2PO40.439 4 g 于1 000 mL 容量瓶中，用超纯水定容、混匀，分别取0、12.3、14.3、18.3、20.3 mL 于5 个100 mL 容量瓶中，用超纯水定容，混匀。设置批处理进样，以进样质量浓度为横坐标，色谱峰面积为纵坐标，绘制校准曲线。

1.4.3样品预处理

称取磷酸铵样品约0.5 g（精确到0.000 1 g），置于250 mL 容量瓶中，加水，振荡10 min 取下，超纯水定容，混匀。取5 mL 样品溶液，置于100 mL容量瓶中，超纯水定容，混匀。用0.22 μm 的尼龙滤膜过滤到1.5 mL样品瓶中，待测。

1.4.4样品测试

色谱图显示基线稳定后，单次进样，分析时间为15 min。根据样品中磷酸根峰面积，通过校准曲线计算出磷酸根浓度（以P计），再转化为五氧化二磷含量。

2 实验结果

2.1 校准曲线

磷酸根校准曲线见图1，磷酸根质量浓度（以P 计）为12.3 ～20.3 mg/L 时，校准曲线方程为y=7 660.42x+20 652.1，相关系数为0.997，线性良好。

图1 磷酸根校准曲线

2.2 方法对比与精密度

在最优化的样品预处理和色谱条件下，用离子色谱法测定磷酸铵样品中的磷酸根含量，平行测定6次，并将测定结果与喹钼柠酮重量法对比，测定结果如表1所示。

表1 磷酸铵样品分析结果

由表1可看出，离子色谱法测定结果与喹钼柠酮重量法一致，结果较为稳定。同时该方法6次测定结果的相对标准偏差为0.21%，精密度良好。

2.3 回收率实验

随机选取磷酸铵样品，用离子色谱法测定，根据校准曲线方程计算磷酸根质量浓度（ρ（P））为12.86 mg/L。以此样品为基准样品，分别添加磷酸二氢钾标准溶液ρ（P）1、3、7 mg/L，考察加标回收情况，结果见表2。实验结果表明加标回收率在99.6%～100.5%，准确度高。

表2 回收率实验结果

3 结论

采用离子色谱法测定磷酸铵中水溶磷含量，淋洗液采用1 mmol/L Na2CO3＋3 mmol/L NaHCO3溶液，流速1 mL/min，柱温30 ℃，抑制器电流14 mA，分离效果较好。该方法测定磷酸铵中水溶五氧化二磷含量，样品预处理操作简单、迅速，灵敏度高，准确度高，精密度好，是一种实用、快速的分析方法。