食品级氢氧化钠中杂质含量的测定

孔金泳，台红霞

（河南永银化工实业有限公司，河南 舞阳 462400）

氯碱行业一般采用离子膜电解工艺，此工艺生产的烧碱品质较高，杂质含量很低。对工艺进行有效控制，产品各项指标即能达到高纯和食品级氢氧化钠级别。按照现行国家标准GB/T 5175-2008食品添加剂 氢氧化钠[1]的要求，对其中砷的测定采用GB/T 5009.76-2003[2]的砷斑法进行测定、对汞的测定采用GB/T 534-2002[3]冷原子吸收分光光度法、对重金属的测定采用GB/T 5009.74-2003[4]利用重金属与硫化氢生成棕黑色进行测定，如采用国标法对以上分析项目进行全分析，会比较繁琐麻烦，耗费相对较长时间。

如果采用电感耦合等离子发射光谱仪（ICP）测定这些杂质，不仅会非常简便，同时可以针对客户的特殊需求对某些离子进行分析，如某些食品行业对食品级氢氧化钠中的Cd 有特殊要求，采用ICP 测定不需要增加额外的仪器、也不必增加很多的额外工作即可完成。

针对有关客户提出的食品级氢氧化钠中杂质离子指标，采用电感耦合等离子发射光谱法（ICP）进行测定：重金属≤0.000 5%；砷≤0.000 3%；铅≤2 mg/kg；汞≤1 mg/kg；镉≤1 mg/kg，并得出了结论。

此外，食品级氢氧化钠中GB 5175-2008中没有硫酸盐的测定的标准及方法，但目前公司有些客户要求对氢氧化钠中的硫酸根进行测定，并出具准确结果。而根据目前GB 11213.5-2006-T 化纤用氢氧化钠 硫酸盐的测定方法最低只能测出10×10-6以上的硫酸盐含量，而客户要求的氢氧化钠中硫酸盐的指标≤20×10-6，按照现行国标进行分析10×10-6以下的就分析不出来；针对这个问题，在国标GB 11213.5-2006-T 基础上进行了方法摸索，通过实验改进了测定方法，使分析检测下限达到1×10-6。

1 采用ICP 测定杂质离子[5]

1.1 仪器和参数

Prodigy 电感耦合等离子体发射光谱仪（美国利曼公司），使用垂直三同心石英炬管、双铂网雾化器。

仪器选择的工作参数为：输出功率1.1 kW；冷却气体积流量19 LPM；辅助气体积流量0.2 LPM；雾化气压力52PSI。

1.2 实验用试剂及标准溶液

砷标液、铅标液、汞标液、镉标液，锰标准溶液：1 000 μg/mL，以上标准试剂由国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院生产；高纯盐酸，自产。

采用北京同泰联TTL-10B 型超纯水机，水质电阻≥18.2 MΩ。

1.3 方法的建立

波长的选取：砷189.042 nm、铅220 nm、汞194 nm、镉214 nm

经单标校准后，开始试验测定。

1.4 实验步骤

标准加入法。移取100 mL 高纯氢氧化钠（32%）试样，加入高纯盐酸中和后，冷却至室温，将溶液全部转移到250 mL 容量瓶中，稀释至刻度，分别向3个100 mL 容量瓶加入25 mL 该溶液，依次加入砷、铅、汞、镉的混标准溶液（标液的加入量按照国标规定32%氢氧化钠优级品杂质要求计算，一般最大加标量为被测量的3～5倍），用超纯水稀释至刻度，摇匀。

选择仪器进样管路的冲洗时间为50 s，提升时间为30 s，在提升时间内将进样针放入待测样品中，依次测量3个容量瓶内的样品，通过测定砷、铅、汞、镉元素光谱线的强度而求出几种元素的含量。

空白试验。分别向3个100 mL 容量瓶移取10 mL高纯盐酸（31%）试样，依次加入砷、铅、汞、镉的混标准溶液，其他步骤如上所述进行测定。

2 硫酸根离子的测定[6]

本方法是根据现行国标GB/T 11213.5-2006-T化纤用氢氧化钠硫酸盐的测定方法，改进而来，改进步骤如下。

（1）国标GB/T 11213.5-2006中3.4.1、3.4.2合改为：称取60～70 g 样品，以酚酞为指示剂，用浓盐酸31%进行中和至中性，冷至室温后，转移至200 mL容量瓶中，定容；

（2）国标GB/T 11213.5-2006中3.5.1改为用移液管吸取（以上）溶液20 mL 至25 mL 容量瓶中，加0.5 mL 盐酸酸化；

（3）国标GB/T 11213.5-2006中3.5.6的“用目视比色法”改为采用分光光度计法在450 nm 处选用3 cm 比色皿测定吸光度。

3 问题与讨论

3.1 方法的建立

在用ICP 对氢氧化钠中的重金属杂质进行测定时，需要建立测定这几种重金属的方法，其中最重要的就是用单标进行校准。在这个过程中，由于所测的几种元素：砷、铅、汞、镉，均为灵敏度比较低的元素，为得到这几种元素较好的全谱图像，校准过程不仅需要大的单标浓度，还需要将曝光时间适当延长，下面是采用的单标浓度及曝光时间。

单标浓度：砷10×10-6；铅100×10-6；汞100×10-6；镉10×10-6。

曝光时间：砷6 s；铅11 s；汞10 s；镉5 s。

3.2 空白试剂的选择

用ICP 重金属杂质时，由于分析前制样过程采用盐酸中和，盐酸中杂质含量的高低，会严重影响测试结果。如果所用盐酸中杂质含量过高，再加上砷、铅、汞、镉，这几种元素灵敏度比较低，测定结果有可能成为负数。

3.3 硫酸根的测定

改进的步骤1中，称取60～70 g 样品，目的是增大采样量，有利于增大最终的吸光值；31%的浓盐酸进行中和，也可以用浓度更高的盐酸替换，但不宜用更低浓度的盐酸，因为要为中和后的转移、定容溶液留足空间；最后450 nm 处测定吸光度时，选用3 cm比色皿，也可以更优化的选用5 cm 的比色皿。

4 结论

通过实验对比，发现采用ICP 测定食品级氢氧化钠中的重金属杂质，具有一定的可行性，但实验结果容易受空白试剂（盐酸）中杂质的影响，另外几种重金属杂质在ICP 上的灵敏度较低，也会影响结果的稳定性（优化的建议是，可以提高ICP 的输出功率，同时增大雾化器的压力）。

硫酸盐的测定的改进，具有一定的实用性，可以测定浓度较低的硫酸盐，最低检测限达到1×10-6以下，能很好地满足生产工作需要。

［1］GB／T 5175-2008，食品添加剂 氢氧化钠.

［2］GB／T 5009.76-2003，食品添加剂中砷的测定.

［3］GB／T 534-2002，工业硫酸.

［4］GB／T 5009.74-2003，食品添加剂中重金属限量试验.

［5］占 晶，单新良.ICP法测定离子膜液碱中的Ca、Al、Si.化工生产与技术，2004，11（6）：47-48.

［6］GB／T 11213.5-2006-T，化纤用氢氧化钠 硫酸盐含量的测定.