离子色谱法测定硫酸铵试剂纯度的研究

何云馨 许爱华 陈朝阳 郭 波 杨超妹 隋 峰

（1.山东省计量科学研究院，济南 250014；2.山东省计量检测中心，济南 250014；3.青岛盛朝科技有限公司，青岛 26600；4.山东润化环境检测有限公司，济南 271100）

硫酸铵（(NH4)2SO4）作为一种分析试剂，在食品行业中常用于微生物的培养[1]、沉淀蛋白质Chemicalbook、以及用于天然物质中有效成分的提取[2-5]，医药行业中常用于尿液检查[6,7]，药用辅料的缓冲剂[8]等，但由于硫酸铵试剂中可能存在硫酸根以及氮氧化物等杂质，现有硫酸铵的分析方法[9]无法完全排除此类干扰，影响硫酸铵纯度的测定，本研究拟开发一种根据硫酸铵分子式，分别测定其铵根离子和硫酸根离子含量的方法，准确测定硫酸铵的纯度。

1 材料与方法

1.1 离子色谱仪组成、设置和操作条件

离子色谱仪：IC-2000E；色谱柱：阴离子色谱柱AS-8A,含保护柱，阳离子色谱柱YS-50,含保护柱；进样系统：定量环25 μL，自动进样；称量系统：十万分之一电子天平，M5-HPB-1265Di。

1.2 试剂准备

超纯水：符合电导率（25 ℃）不大于0.055 μS/cm（相当于电阻率18.2 MΩ·cm）的去离子水；

阴离子淋洗液：2.0mmol/L的碳酸钠及8.0mmol/L的碳酸氢钠的混合液；

阳离子淋洗液：4.0 mmol/L的甲烷磺酸；

硫酸铵试剂：分析纯；

硫酸根标准物质：GBW(E)080266， 1000 μg/mL;

水中铵根离子溶液标准物质：GBW(E)085148 ，1000 μg/mL。

1.3 方法

1.3.1 标准曲线

向100 mL容量瓶中分别加入2.0、4.0、6.0、8.0和10.0 mL的浓度为1000 μg/mL的硫酸根标准溶液，定容至100 mL，制成浓度为20.0 μg/mL、40.0 μg/mL、60.0 μg/mL、80.0 μg/mL、100.0 μg/mL的标准溶液；同样方法配制2.0 μg/mL、5.0 μg/mL、10.0 μg/mL、15.0 μg/mL和20.0 μg/mL的铵根离子标准溶液，通过离子色谱仪检测得到离子峰面积，以此为纵坐标，质量浓度为横坐标，进行线性回归得到硫酸根离子和铵根离子的标准曲线。

1.3.2 精密度试验

分别取40.0 μg/mL硫酸根标准溶液以及5.0 μg/mL的铵根标准溶液，连续重复进样6次。

1.3.3 最小检测浓度试验

分别选取0.5 μg/mL的硫酸根离子以及铵根离子进行测定，记录色谱图，由色谱图中待测离子的峰高和基线噪声按式（1）计算最小检测浓度（按25 μL进样量计算）Cmin。

式中：

Cmin——最小检测浓度，μg/mL;

HN——基线噪声峰峰值，μs

c——标准溶液浓度，μg/mL

H——标准溶液的色谱峰峰高，μs

V——进样体积，μL

2 结果

2.1 硫酸根标准曲线的建立

按照1.3.1中标准曲线测试方法，配制不同浓度的硫酸根溶液进行测定，测得的离子色谱图及回归得到的标准曲线如图1所示，其方程为y=10.8669x－29.5791,r2=0.9995，硫酸根在3～120 μg/mL的范围内呈现良好的线性关系。

图1 硫酸根离子谱图及标准曲线

2.2 铵根标准曲线的建立

图2 为离子色谱仪检测铵根离子的标准曲线，其回归方程为y=16.6527x－0.5927,r2=0.9997，铵根离子的线性关系良好。

图2 铵根离子的谱图及标准曲线

2.3 精密度试验结果

精密度试验结果如表1所示。硫酸根以及铵根离子重复进样6次，测得结果为：硫酸根的定量重复性为0.96%，定性重复性为0.17%；铵根离子的定量重复性为0.98%，定性重复性为0.38%，可见本测试方法的精密度较高。

表1 精密度试验结果

2.4 最小检测浓度的测定

参照1.3.3中方法，对硫酸根离子和铵根离子分别测得其最小检测浓度为：0.0054 μg/mL、0.0051 μg/mL，试验结果见表2。

表2 最小检测浓度试验结果

2.5 样品的检测

取硫酸铵试剂0.07715 g，用超纯水溶解定容至100 mL，取上述溶液5 mL，用超纯水定容至100 mL，经离子色谱仪进行铵根离子和硫酸根离子的测试，谱图见图3、图4。经离子色谱仪检测结果为：铵根离子浓度为10.458 μg/mL，硫酸根浓度为28.135 μg/mL。

图3 离子色谱测定硫酸铵中硫酸根离子色谱图

图4 离子色谱测定硫酸铵中铵根离子色谱图

换算得试剂中NH4+含量为1.162 mmol，SO42-含量为0.5861 mmol。NH4+含量少于SO42-含量的2倍，因此试剂中硫酸铵的含量为0.581 mmol，即0.076692g。换算得硫酸铵的含量为99.4%。

3 结论

建立了通过硫酸铵分子式测定硫酸铵纯度的测试方法。通过对硫酸铵中铵根离子和硫酸根离子的测试发现，铵根离子的含量小于硫酸根离子含量的2倍，所以以铵根离子的含量计算硫酸铵的含量，以此计算硫酸铵的纯度，该方法测试简单安全、检测限低、精密度良好，可以测定硫酸铵试剂的纯度。