離子色譜法測定水中的5種陰離子保留實(shí)驗(yàn)用

1、實(shí)驗(yàn)十一 離子交換色譜法測定環(huán)境水樣中的無機(jī)陰離子一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解抑制型電導(dǎo)檢測離子色譜儀的結(jié)構(gòu)和原理，學(xué)會儀器的正確使用方法。2. 掌握離子交換色譜法測定自來水中無機(jī)陰離子的原理和方法。二、實(shí)驗(yàn)原理用離子交換色譜法可同時(shí)對試樣中的多種陰離子或陽離子進(jìn)行定性和定量分析。分析陰離子，通常采用強(qiáng)堿型陰離子交換劑作固定相，以KOH、NaOH或Na2CO3 - NaHCO3等溶液為流動相。分析陽離子，通常采用強(qiáng)酸型陽離子交換劑作固定相，以硫酸、甲基磺酸等溶液為流動相。在高壓泵的作用下，淋洗液將樣品載帶到離子交換分離柱中，樣品中的離子與離子交換劑固定相上可交換的離子基團(tuán)進(jìn)行可逆交換，依據(jù)樣品離子對

2、離子交換劑親合力的不同而彼此分離開。地表水、地下水、飲用水等環(huán)境水樣中的陰離子主要有F-、Cl-、Br-、NO3-、NO2-、SO42-和PO43-。本實(shí)驗(yàn)以NaOH或由RFC-30淋洗液在線發(fā)生器產(chǎn)生的KOH作淋洗液，使用抑制電導(dǎo)檢測器，在季銨型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂柱上分析自來水中的F-、Cl-、SO42- 和PO43-。離子交換反應(yīng)為：R-N(CH3)3+OH-(s) + X-(m) R-N(CH3)3+X- (s) + OH-(m)被分離開的樣品離子和淋洗液進(jìn)入抑制器，發(fā)生如下反應(yīng): Na+OH- + H+ H2O + Na+Na+X- + H+ H+X- + Na+淋洗液由Na+OH-

3、變成水，降低了背景電導(dǎo)值；樣品離子由Na+X-變成酸H+X-，增加了電導(dǎo)值，從而提高了測定靈敏度。變成酸的樣品離子經(jīng)電導(dǎo)檢測器測量并與標(biāo)準(zhǔn)溶液對照，根據(jù)保留時(shí)間定性，峰面積定量，一次進(jìn)樣可連續(xù)測定出自來水中F-、Cl-、SO42- 和PO43- 的濃度。三、儀器與試劑儀器：DIONEXICS-90離子色譜儀，配以ASRSR-ULTRA 11 4-mm型自動再生電化學(xué)抑制器、MODEL DS5電導(dǎo)檢測器、IonPac AS11HC（4×250mm）陰離子分離柱和IonPacAG11HC陰離子保護(hù)柱；RFC-30淋洗液在線發(fā)生器；N2（純度>99.99）；數(shù)控超聲波清洗器；電子分析

4、天平；聚乙烯容量瓶；2ml注射器；0.22µm的水系針頭過濾膜。試劑：20 mmol/LNaOH淋洗液；優(yōu)級純NaF、NaCl、Na2SO4和Na3PO4（皆于105干燥2h）；重蒸去離子水或純凈水。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 配制單個(gè)陰離子標(biāo)準(zhǔn)儲備液和單個(gè)陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液稱取0.4420 g NaF、0.3297 g NaCl、0.2957 g Na2SO4和0.3452 g Na3PO4，分別用重蒸去離子水溶解并定容于4個(gè)200ml聚乙烯容量瓶中，搖勻，得到濃度皆為1000 mg/L的F-、Cl-、SO42- 和PO43-的標(biāo)準(zhǔn)儲備液，于4保存。分別取上述陰離子儲備液，用重蒸去離子水配制50

5、ml濃度為5mg/LF-、20mg/LCl-、30mg/LSO42- 和30mg/LPO43-的單個(gè)陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液。2. 配制混合陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液分別移取2.50 ml F-、18.75 ml Cl-、25.00 ml SO42- 和18.75 ml PO43- 儲備液于250 ml聚乙烯容量瓶中，用重蒸去離子水定容，搖勻，得到含10 mg/L F-、75 mg/L Cl-、100 mg/L SO42- 和75 mg/ PO43- 的混合陰離子溶液。再移取混合陰離子溶液，用重蒸去離子水定容至25ml，得到下列濃度的混合陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液。表6-1 混合陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液編號V混合陰離子溶液(ml)F-(

6、mg/L)Cl-(mg/L)SO42-(mg/L)PO43-(mg/L)10.500.201.502.001.5021.000.403.004.003.0032.000.806.008.006.0045.002.0015.0020.0015.00510.004.0030.0040.0030.003. 打開N2氣源，調(diào)節(jié)鋼瓶分壓為0.20.4Mpa，將進(jìn)入淋洗液的氣壓調(diào)為36psi。4. 打開計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、離子色譜儀主機(jī)電源開關(guān)和色譜工作站。按照實(shí)驗(yàn)要求編輯程序、方法和樣品表，設(shè)置色譜條件。色譜條件：20 mmol/L NaOH，流速1.2mL/min，洗脫時(shí)間10min，進(jìn)樣量10uL。5.

7、 開泵，待系統(tǒng)壓力超過1000psi后，打開RFC-30后面的電源開關(guān)，打開RFC-30前面板的EGC電源，待抑制器出口有液體流出后，再打開AES/SRS電源。6. 采集基線。待基線平穩(wěn)后，停止采集基線。打開樣品表，用注射器（事先分別用去離子水和待移取的溶液各潤洗3次）按濃度由小到大的順序依次取標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)樣分析。注意必須先排除注射器內(nèi)溶液中的氣泡，并經(jīng)微孔濾膜過濾后才能進(jìn)樣。按操作說明建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，查看各陰離子分離情況和標(biāo)準(zhǔn)曲線是否合格。7. 分別取單個(gè)陰離子標(biāo)準(zhǔn)溶液經(jīng)微孔濾膜過濾后進(jìn)樣分析，由各陰離子的保留時(shí)間，確定混合陰離子圖譜中各陰離子的位置并命名。8. 打開自來水管放流約1min，用干

8、凈的試劑瓶取自來水約100ml，經(jīng)微孔濾膜過濾后進(jìn)樣分析，平行測定三次。自來水中陰離子濃度較高時(shí)，需用重蒸去離子水稀釋2倍后進(jìn)樣。必要時(shí)可作空白試驗(yàn)。9.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，計(jì)算機(jī)自動給出各陰離子的分析結(jié)果。再運(yùn)行2個(gè)去離子水樣，以便將進(jìn)樣系統(tǒng)和分析系統(tǒng)沖洗干凈。打印標(biāo)準(zhǔn)曲線方程及分析結(jié)果。10. 依次關(guān)閉RFC-30前面板的AES/SRS、EGC和RFC-30后面板的電源，關(guān)泵，關(guān)閉離子色譜主機(jī)電源，關(guān)閉N2鋼瓶總閥并將減壓表卸壓。關(guān)閉計(jì)算機(jī)、打印機(jī)電源開關(guān)。五、數(shù)據(jù)記錄與處理根據(jù)F-、Cl-、SO42- 和PO43- 準(zhǔn)曲線方程及自來水被稀釋的倍數(shù)、自來水中各陰離子的峰面積，計(jì)算原自來水中F-、C

9、l-、SO42- 和PO43- 的濃度。并對數(shù)據(jù)作分析討論，得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線方程相關(guān)系數(shù)rF-Cl-SO42-PO43-水樣峰面積峰面積平均值濃度(mg/L)RSD(%)F-Cl-SO42-PO43-六、注意事項(xiàng)1. 試劑及分析用水必須純凈。所用溶液和流動相要保存在聚乙烯瓶中，在使用之前，要先經(jīng)微孔濾膜過濾。2. 樣品濃度和樣品中的基體濃度不宜太大，否則極易損傷色譜柱。3. 更換淋洗液時(shí)，應(yīng)先將淋洗液超聲半小時(shí)以上進(jìn)行脫氣，并對管路系統(tǒng)進(jìn)行排氣。4. 在使用RFC-30時(shí)，實(shí)驗(yàn)前要先開泵，待系統(tǒng)壓力超過1000psi后，再打開RFC-30后面的電源開關(guān)和RFC-30前面板的EGC電源，待抑制器出口有液體流出后，再打開AES/SRS電源。而實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要依次關(guān)閉AES/SRS、EGC、RFC-30后面板的電源、離子色譜主機(jī)電源，最后再關(guān)閉N2鋼瓶總閥。七、思考題