电感耦合等离子光谱法测定氢氧化钾中金属离子

丁 灵，张天兰，弓创周，夏俊玲

（1.中海油天津化工研究设计院，天津300131；2.成都华融化工股份有限公司）

电感耦合等离子光谱法测定氢氧化钾中金属离子

丁 灵1，张天兰2，弓创周1，夏俊玲1

（1.中海油天津化工研究设计院，天津300131；2.成都华融化工股份有限公司）

高品质片状氢氧化钾中硅酸盐、铁、钠、铝、钙、镍6项指标通常分别采用目视比色法、分光光度法、原子吸收法测定，其操作繁琐并且耗费时间较长。采用电感耦合等离子发射光谱仪可同时测定硅酸盐、铁、钠、铝、钙、镍6项指标。该法简便、快速，并有较高的精密度和准确度。

化工行业标准 《高品质片状氢氧化钾》（HG/T 3688—2010）已于2011年3月1日发布实施。原标准中硅酸盐、铁、钠、铝、钙、镍含量的测定分别采用目视比色法、分光光度法、原子吸收法等方法，测定一个样品至少需要一个工作日。新修订的标准中硅酸盐、铁、钠、铝、钙、镍含量的测定采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（以下简称ICP-OES），此法只需十几分钟即能同时快速检测6项指标，因操作步骤简化，大大节省了时间、人力和检测成本。

1 实验部分

1.1 方法提要

将试样加盐酸溶解后制成实验溶液，喷入电感耦合等离子发射光谱仪，在相应元素波长处，测量其光谱强度，采用标准加入法测定元素含量。

1.2 试剂和溶液

盐酸，光谱纯；超纯水，电阻率为18.2 MΩ·㎝；金属离子标准混合溶液：1 mL溶液含铁、钠、铝、镍各5 μg，含钙10 μg；硅标准溶液：1 mL溶液含硅10 μg；氩气：纯度应大于99.9%。

1.3 仪器、设备

电感耦合等离子发射光谱仪，工作气体为高纯氩气；亚沸水蒸馏装置；容量瓶，1 000 mL、100 mL（聚乙烯材质）。

1.4 测定

1.4.1 样品预处理

因碱性样品不能直接进入仪器进行测试，在测试前必须对样品进行酸碱中和。在样品处理过程中要进行酸的选择，酸的种类和浓度会对元素的测定产生影响。硫酸和磷酸由于密度、黏度及表面张力的影响，在样品中一定要进行基体匹配，而盐酸和硝酸的影响比较轻微，可忽略，所以在样品处理中选用高纯盐酸。用已知质量、干燥、洁净的称量瓶，迅速从样品瓶中称取高品质片状氢氧化钾约40 g（精确至0.01 g）。将已称取的样品加入少量高纯水置于1 000 mL氯乙烯烧杯中，用高纯盐酸将试样调节至pH为7；加入1 000 mL聚乙烯容量瓶中，冷却至室温后用高纯水稀释至刻度，摇匀。

1.4.2 结果计算

表1 各杂质测定波长

按表1给出的元素测定波长，利用标准加入法测定工作曲线中各待测元素的光谱强度。计算机根据所输入的相关数据，自动计算出各元素的含量。

金属元素含量以质量分数w1计，按公式（1）计算：

硅酸盐含量以质量分数w2计，按公式（2）计算：

式中：c为仪器显示的被测元素质量浓度，μg/mL；V为移取试样的体积，mL；2.71为硅换算为硅酸盐的系数；m为试样质量，g。

2 分析方法准确度和精密度实验

2.1 钙、铁、铝和镍加标回收实验

在5个已加入75 mL试样溶液和0.5 mL高纯盐酸的100 mL容量瓶中，分别加入混标溶液（Ca：10 mg/L，Fe、Al、Ni：5 mg/L）1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，用高纯水稀释至刻度，摇匀。加标回收实验结果见表2～表5。

表2 钙加标回收率结果

表3 铁加标回收率结果

表4 镍加标回收率结果

表5 铝加标回收率结果

在5个已加入5 mL试样溶液和0.5 mL高纯盐酸的100 mL容量瓶中，分别加入钠单标溶液（Na：100 mg/L）5.0、10.0、15.0、20.0、25.0 mL，用高纯水稀释至刻度，摇匀。钠加标回收率实验结果见表6。

表6 钠加标回收率结果

在5个已加入50.0 mL试样溶液和10 mL盐酸的100 mL容量瓶中，分别加入硅单标溶液（Si：10 mg/L）1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL，用高纯水稀释至刻度，摇匀。硅加标回收率实验结果见表7。

表7 硅加标回收率结果

从以上测试数据可看出，用此方法测定高品质氢氧化钾中钙、铁、铝、镍、钠和硅6种微量元素，其回收率为99.3%～101%，证明了样品中基体效应、共存元素干扰、光谱干扰等对测定结果的影响被消除。由此，可认为此方法具有准确性。

2.2 对比实验

ICP-OES法测定高品质片状氢氧化钾中硅酸盐、铁、钠、铝、钙、镍含量与HG/T 3688—2000《高品质片状氢氧化钾》中所用方法进行对比，结果见表8～表13。

表8 钙含量对比结果 mg/kg

表9 铝含量对比结果 mg/kg

表10 铁含量对比结果 mg/kg

表11 硅酸盐含量对比结果 mg/kg

表12 镍含量对比结果 mg/kg

表13 钠含量对比结果 mg/kg

与HG/T 3688—2000《高品质片状氢氧化钾》测定方法进行的进一步对照实验说明，用ICP-OES法测定结果与用目视比色法、分光光度法、原子吸收法测定结果在误差允许范围之内，也验证了此方法用于测定高品质片状氢氧化钾中硅酸盐、铁、钠、铝、钙、镍的含量是可行的。

3 结论

采用ICP-OES法测定高品质片状氢氧化钾中硅酸盐、铁、钠、铝、钙、镍的含量，其回收率为99.3%～101%。与原行业标准测定方法中的目视比色法、分光光度法和原子吸收法的进一步对照实验也验证了ICP-OES法是可行的。该方法简单、快速，精密度和准确度高。在具备电感耦合等离子发射光谱仪的氯碱企业用ICP-OES替代一些传统检测方法有很好的应用前景，特别是在多样品多元素同时检测时更具有独特的优势。

联系方式：022-26689267

关键词：电感耦合等离子发射光谱法；片状氢氧化钾；金属离子

Detection of metal ions in potassium hydroxide with inductively coupled plasma optical emission spectrometry method

Ding Ling1，Zhang Tianlan2，Gong Chuangzhou1，Xia Junling1
（1.CNOOC Tianjin Chemical Research&Design Institute，Tianjin 300131，China；2.Chengdu Huarong Chemical Co.，Ltd.）

Silicate，iron，sodium，aluminum，calcium，and nickel in high-quality flaky potassium hydroxide were respectively detected with visual colorimetry，spectrophotometry，and atomic absorption spectrometry.These methods are too complex and need too much time.Now the six elements（silicate，iron，sodium，aluminum，calcium，and nickel）can be detected at the same time with inductively coupled plasma spectrometry.The method is simple and rapid，and has a high precision and accuracy.

inductively coupled plasma optical emission spectrometry；flaky potassium hydroxide；metal ions

2011-10-27

丁灵（1983—），女，工程师，主要从事国家标准、化工行业标准的制修订工作。

TQ131.13

A

：1006-4990（2012）04-0040-03