离子色谱法测定苦卤中硫酸根含量

李远超，李秋霞，杨瑞光，徐文辉

（山东省海洋精细化工重点实验室，山东省海洋化工科学研究院，山东潍坊262737）

苦卤是海水制盐工业的副产物，其中含有高浓度的钾、镁、溴以及硫酸盐等有价值的矿物。中国海盐产量已达到2 200万t/a以上，处于世界海盐产量的首位，相应副产苦卤总量已达到1 800万m3，其是一种既丰富又可持续发展利用的液体矿物资源［1］。

目前，有多种测定苦卤中硫酸根的方法，常用的方法有重量法、比浊法［2］、EDTA-钡容量法［3］等。 重量法对仪器设备要求不高，但实际操作过程较复杂，且消耗时间长；比浊法操作简单，但不能准确计算硫酸根的含量；EDTA-钡容量法对仪器设备要求不高，但实际操作过程比较繁琐，而且实际滴定过程中因人工滴定操作易引入误差。离子色谱是高效液相色谱的一个重要分支，是分析无机离子、有机离子的重要手段之一。离子色谱法既简单又准确快速，而且准确度和精密度都比较高［4］，已被广泛应用于食品、农业、环境等分析领域中。笔者建立了基于抑制型离子色谱测定苦卤中硫酸根含量的方法。

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

仪器:万通883型离子色谱仪，配电导检测器及863型自动进样器；0.45 μm水性针式过滤器；固相萃取钠柱（SPE钠柱）。

试剂:碳酸氢钠（优级纯），碳酸钠（优级纯），硫酸（优级纯），硫酸根标准溶液（1 000 mg/L），超纯水（电阻率为 18.2 MΩ·cm）。

1.2 色谱条件

色谱柱为A4/250型阴离子分离柱；柱温为室温；流速为1.0 mL/min；洗脱条件为1.7 mmoL/L碳酸氢钠+1.8 mmoL/L碳酸钠，运行25 min；抑制器再生液为3 mmol/L硫酸。

1.3 样品处理

使用1 mL移液管移取澄清苦卤放入1 000 mL容量瓶中，使用超纯水定容，摇匀。将液体依次使用SPE钠柱和针式过滤器过滤，然后置于专用样品管中，备用。

1.4 样品检测方法原理

按照色谱条件使用离子色谱仪分析硫酸根系列标准溶液，建立硫酸根色谱峰的峰面积与质量浓度的标准曲线。苦卤样品经过处理后按照色谱条件使用离子色谱仪进行测定，根据苦卤样品硫酸根色谱峰的峰面积，利用标准曲线及样品稀释倍数计算苦卤样品中硫酸根的含量。

2 结果与讨论

2.1 标准曲线与线性范围

使用移液器移取一定体积的硫酸根标准溶液（1 000 mg/L）放入100 mL容量瓶中，使用超纯水定容，制得系列质量浓度的硫酸根标准溶液。硫酸根标准溶液的系列质量浓度分别为0.5、2.0、5.0、10.0、20.0、30.0、50.0 mg/L。

按照色谱条件分析硫酸根标准溶液，以硫酸根质量浓度为横坐标、硫酸根色谱峰的峰面积为纵坐标建立标准曲线（见图1），y=0.167x+0.002 9，R2=0.999 5。由线性相关系数可知，硫酸根质量浓度在0.5～50.0 mg/L标准曲线的线性关系良好。

图1 硫酸根标准曲线

2.2 检出限

将0.5 mg/L的硫酸根标准溶液分别稀释2、4、6倍，得到硫酸根质量浓度分别为0.25、0.13、0.08mg/L的溶液，将3份溶液依次进行离子色谱分析。结果显示:硫酸根质量浓度为0.13 mg/L的溶液硫酸根色谱峰的峰高达到基线噪音的3倍；硫酸根质量浓度为0.08 mg/L的溶液硫酸根色谱峰的峰高小于基线噪音的3倍，硫酸根色谱峰不能明显识别。故检出限为0.13 mg/L。

2.3 精密度

将1#苦卤样品处理后按照色谱条件进行7次连续测定（图2为1#苦卤样品色谱图），根据测得的硫酸根色谱峰的峰面积利用标准曲线及样品稀释倍数计算苦卤样品中硫酸根的质量浓度（结果见表1）。经计算，1#苦卤样品中硫酸根的质量浓度为 38.82 g/L，7次测定硫酸根质量浓度的RSD为0.161%。

图2 1#苦卤样品色谱图

表1 1#苦卤样品7次平行分析数据

2.4 加标回收率

将1 mL的1#苦卤样品与25 mL硫酸根标准溶液（1 000 mg/L）移入同一1 000 mL的容量瓶中，使用超纯水定容。苦卤样品过滤后按照色谱条件进行6次连续测定，计算苦卤样品的加标回收率，结果见表2。由表2看出，苦卤样品的加标回收率为96.68%～99.20%。

表2 1#苦卤样品的加标回收率

2.5 准确度

将不同的苦卤样品分别使用离子色谱法和GB/T 13025.8—2012《制盐工业通用试验方法:硫酸根的测定》的EDTA络合滴定法进行分析，结果见表3。由表3可知，离子色谱法与EDTA络合滴定法对苦卤样品中硫酸根含量测定值的相对误差为0.68%～0.83%。

表3 不同苦卤样品的对比分析

3 结论

按照色谱条件使用离子色谱仪分析硫酸根系列标准溶液，建立硫酸根色谱峰的峰面积与质量浓度的标准曲线，结果表明硫酸根质量浓度在0.5～50.0 mg/L标准曲线的线性关系良好，方法检出限为0.13 mg/L。将苦卤样品稀释并经过SPE钠柱和针式过滤器过滤，使用离子色谱仪测定苦卤中的硫酸根含量，结果表明苦卤样品7次平行测定的相对标准偏差（RSD）为0.161%，6次连续测定的加标回收率为96.68%～99.20%，测定结果的精密度及准确度良好。该方法样品处理简单，分析简便快速，可用于苦卤中硫酸根含量的检测分析。