饮料中理化分析检测方案

离子色谱法测定混合酸中的组分及含量 张笑旻 上海市计量测试技术研究院，上海 zhangxiaominster@gmail.com 摘要：提出了一种用离子色谱测定混酸组分及含量的方法。选用METROSEP A Supp 5 150分离柱，碳酸盐淋洗液，化学抑制器和电导检测器。混合酸各共存组分完全分离，且在测量范围内具有良好的线性（r>0.9999）和精密度（RSD<1.5%）。该方法操作简单、分离效果好、可分析混酸样品中各共存组分，灵敏度高、重现性好，是测定混酸组分及含量的优良方法。 关键词：离子色谱法；混合酸样品 引言 化学生产流程中，混合酸的组分和含量对化学工艺有着较大的影响，准确测定其组分和含量对化工生产有着重要的指导作用和意义。混合酸组分和含量的测定传统的方法是酸碱滴定法，但是这种方法在测定过程中往往难以区分各组分酸的滴定突跃或者存在较大误差，特别是对解离常数比较接近的混合酸，在实际测定时，往往很难把握和判断突跃点，而不能获得令人满意的结果，因此酸碱滴定法在实际应用中具有较大局限性[1~2]。 离子色谱法用于分析混酸样品中的各组分及含量，具有传统的酸碱滴定法无法比拟的优势，如分离度好、灵敏度高、多组分同时分析等[3~6]。本文采用瑞士万通792型离子色谱仪，选用METROSEP A Supp 5 150分离柱，以碳酸钠-碳酸氢钠作为淋洗液，建立混酸中各组分及含量的分析测定方法。该方法对混合酸各组分具有较好的分离度，定性、定量非常准确，大大减少了测定过程的人为误差；实验证明该方法可靠、可行、准确性好。 1. 实验部分 1.1. 仪器和试剂 Metrohm MIC型离子色谱仪（瑞士万通公司）, 电导检测器和IC Net 2.3色谱工作站；METROSEP A Supp 5 150分离柱；Metrosep A Supp 4/5 Guard保护柱; 0.25μL 定量环（瑞士万通）；Metrohm MSMⅡ化学抑制器；淋洗液：3.2mMNa2CO3 +1.0mMNaHCO3的超纯水溶液; 超纯水(电阻>18.2 M); 50 mM H2SO4抑制器再生液； KNO3、NaAc和NaH2PO4分析纯；某混酸样品。 所有溶液均用超纯水(电阻>18.2 M)配制。 1.2. 样品预处理 取样品1ml于100ml容量瓶，超纯水稀释至刻度，超声混匀后进样分析。 1.3. 色谱条件 淋洗液：3.2mMNa2CO3 +1.0mMNaHCO3水溶液；淋洗液流速：0.7mL/min；抑制器再生液：50 mM H2SO4；进样体积：0.25μL。计算：利用积分软件IC Net 2.3, 以峰面积自动计算。 2. 结果与讨论 2.1 色谱条件的选择 在某些化工工业生产中，混酸样品中各组分常具有较高的浓度，为了使混酸样品中各组分具有较好的分离效果和准确的定量结果，需要选择具有较高柱容量的分析柱。METROSEP A Supp 5 150分离柱（150×4mm）具有较高的柱容量和较好的分离效率。因此本文选择METROSEP A Supp 5 150作为分离柱。 采用Metrohm MSMⅡ化学抑制器。本试验中采用碳酸钠-碳酸氢钠作为流动相，当碳酸淋洗液通过化学抑制器时，淋洗液中的阳离子通过与H+进行离子交换而转变为弱电解质碳酸，随即分解成CO2和H2O，故流动相背景电导大大降低，检测灵敏度也明显增加。同时水负峰也减弱，这就避免了水峰对其邻近峰定量的影响。 在优化后的色谱条件下，Ac-、NO3-、PO43-的保留时间分别为3.97min、9.18min、11.97min，而且各组分间分离度好。 2.2 标准曲线与方法的线性范围及相关性 由于PO43-在不同的pH环境下可以三种不同的离子形态存在，即：H2PO4-、HPO42-、PO43-，而这三种离子形态在色谱柱上的保留时间是不同的，为了准确定性和定量混合酸中的组分，须首先确定混合酸样品的pH值，以此来判断出磷酸根可能存在的离子形态，从而配制合适的标准溶液。经测定，混合酸的pH值为3.16，磷酸根以H2PO4-的形式存在。 表1是用分析纯KNO3、NaAc和NaH2PO4配制的三种离子标样（单位：g/L）。 表1. 三种标样的组分及浓度 组分 Level 1 Level 2 Level 3 Ac- 1.25 2.5 5 NO3- 0.5 1 2 H2PO4- 10 20 40 在选定的色谱条件下，进样上表中三个浓度的标准溶液，得到标准曲线。从回归方程和线性系数分别为： Ac: Q= 0.0149034E-0.04938841 r=0.99996 NO3-: Q= 0.00297318E-0.00203648 r=0.99990 PO4: Q= 0.00390352E+0.283922 r=0.99998 3.3 样品测定以及精密度、重现性试验 采用本法对某混酸样品进行了测定，其样品色谱图和计算结果如下： 图 2. 样品色谱图 表2. 样品测定结果 Ac NO3 PO4 Mean(n=6) g/L 0.426 0.159 12.982 RSD (%) 1.35 1.13 0.289 Conc.（%） 2.637 0.984 80.036 测得该混酸样品中各组分的含量如表2中所示，从表中可以得知，连续进样六次，相对标准偏差(RSD)均小于1.5%，精密度达到了分析方法的要求。六次进样的叠加谱图如图3，由图中可知所测结果具有很好的重现性。 图3. 6次进样的叠加色谱图 3. 小结 本实验建立了用离子色谱法测定混酸中组分及含量的分析方法，该方法精密度高、重现性好，完全满足分析测试的要求。且操作简单，不需要进行复杂的样品前处理，在实际生产中具有良好的应用前景。 参考文献： [1] 殷燕，徐青. 化学传感器，1996（16），1：60~62. [2] 李汉洙. 分析化学，1995，23（7）：801~804. [3] 黄 丽 ，郑 惠 华，莫曦明，杨敏. 中国卫生检验杂志，2006（16），2：173~175. [4] 徐　霞, 应兴华, 段彬伍. 食品与发酵工业，2007 （133），13：120~122. [5] 黄明元,甘露,贺东秀,李延志. 中国卫生检验杂志，2005（15），10：1189~1190. [6] 黄丽,李月欢,袁达康,陈润秋,刘志权,陈砚朦,杨敏. 中国公共卫生，2005（21），10：1259.