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研制水中亚硝酸根离子标准物质技术方法(一)

发布日期: 2019-01-14
浏览次数: 10

    亚硝酸盐广泛存在于土壤、水、食品等物质中, 过量食入会麻痹血管运动中枢、呼吸中枢及周围血 管,使血液中正常携氧的低铁血红蛋白氧化成高铁 血红蛋白,失去携氧能力而引起组织缺氧;亚硝酸 盐还能与肿胺类反应生成致癌性的亚硝胺类物质, 导致食道癌和胃癌[1] 。亚硝酸盐被广泛应用于医药、 建筑、冶炼、农业以及工业等领域,大量亚硝酸盐的 使用导致土壤和水体污染,对生态环境造成严重影 响。因此亚硝酸盐是食品[2] 、水质[3–4] 、环境[5–6]等 检测的重要项目。目前亚硝酸盐的检测方法主要为 离子色谱法和分光光度法[7–9] 。其中离子色谱法以 其快速、简单的特点被广泛采用,该法通过测定亚硝 酸根离子确定亚硝酸盐的含量。为保证测试结果准 确、可靠,应采用量值准确可靠的标准物质对分析仪器进行检定。 

    笔者研制了质量浓度为 1 000 mg/L 的水中亚 硝酸根离子标准物质。采用杂质扣除法分析原材料 中的无机杂质和水分,再用差式扫描量热法 (DSC) 对亚硝酸钠的纯度进行验证。以确定纯度的亚硝酸 钠为原料,采用重量 – 容量法配制水中亚硝酸根离 子标准物质,并对研制的标准物质进行均匀性和稳 定性检验。该标准物质可用于环境检测、仪器分析、 容量分析中亚硝酸根离子的准确测量,可为离子色 谱仪等仪器的检定、校准提供校正参数,以保证测试 结果的准确可靠和量值的统一。


实验部分 

1.1 主要仪器与试剂 

    离子色谱仪:IC–2010 型,日本东曹株式会社;电感耦合等离子体发射光谱仪:ICAP6300 型, 美国赛默飞世尔科技有限公司; 差示扫描量热仪:DSC–1 型,瑞士梅特勒 – 托 利多科技有限公司; 标准铝坩埚:40 μL,瑞士梅特勒 – 托利多科技 有限公司; 容量瓶:2 000 mL,A 级,普兰德 ( 上海 ) 贸易 有限公司; 分析天平:(1) XS56 型,最大称量为 56 g,分度 值为 0.01 mg ;(2) XP205 型,最大称量为 220 g,分 度值为 0.1 mg,瑞士梅特勒 – 托利多科技有限公司; 亚硝酸钠:纯度大于 99.5%,天津光复试剂厂; 水中 Cl – ,SO4 2– ,NO3 – 标准物质:质量浓度均为 1 000 mg/L,相对扩展不确定度 U=1%(k=2),编号 分别为 GBW(E) 080520,GBW(E) 080522,GBW(E) 080523,国防科技工业应用化学一级计量站; 食品检测用亚硝酸钠标准物质:标称值为 200 μg/mL,相对扩展不确定度为 1%(k=2),编号为 GBW(E) 100156,北京海岸鸿蒙标准物质有限公司; Na2CO3–NaHCO3 混合溶液:取 116.6 mg Na2CO3 和 630 mg NaHCO3 溶于 1 000 mL 水中; 亚硝酸钠储备溶液:取 0.100 0 g 亚硝酸钠溶于 100 mL 水中,稀释后使用; 铟标准物质:熔点为 429.25 K,U=0.01 K(k=2), 编号为 GBW(E) 13202,北京国家标准物质研究中 心; 实验所用其它试剂为分析纯或优级纯; 实验用水为高纯水[10] 。


1.2 仪器工作条件 

1.2.1 离子色谱仪 

    色 谱 柱:TSKgel SuperIC–Anion HR 柱 (150 mm×4.6 mm,日本东曹株式会社 ) ;柱温:40℃;进 样体积:30 μL ;淋洗液:Na2CO3–NaHCO3 混合溶 液;流量:1.2 mL/min ;检测器:电导检测器。 

1.2.2 差示扫描量热仪 

   炉体气氛:静态空气;称样质量:2.0~4.0 mg ; 升温速率:2 K/min ;升温区间:220~340℃。 

1.2.3 电感耦合等离子体发射光谱仪 

    发射功率:1 150 W ;雾化气流量:0.65 L/min ; 辅助气流量:0.5 L/min ;蠕动泵转速:50 r/min ; 垂直观测高度:12 mm ;清洗时间:30 s ;积分次数: 3 次。


1.3 原材料纯度分析 

1.3.1 定性分析 

    取适量亚硝酸钠溶于水中,配制成质量浓度为 1 mg/mL 的溶液,采用离子色谱法对亚硝酸钠和杂 质成分进行定性分析。 

1.3.2 杂质扣除法纯度定值 

    亚硝酸钠纯度测定按式 (1) 计算: P=100%–P 阴离子 –P 水分 –P 阳离子 (1) 式中:P——亚硝酸钠的纯度,% ; P 阴离子——Cl – ,SO4 2– ,NO3 – 阴离子含量,% ; P 水分——水分含量,% ; P 阳离子——除 Na + 外的其它阳离子含量,%。 

(1)阴离子的测定。根据 1.3.1 中已定性的阴 离子杂质配制其系列标准工作溶液,采用离子色谱 法测定阴离子,以待测物的质量浓度与色谱峰面积 绘制标准工作曲线。采用内标法测定亚硝酸钠溶液 中各阴离子的含量,每种阴离子杂质平行测定 5 次, 取平均值为阴离子杂质定量结果。 

(2)水分的测定。按照 GB 1907–1992 中的烘 干方法[11] ,测试温度为 105℃,烘 1 h 后测定亚硝酸 钠溶液中的水分。 

(3)阳离子的测定。采用电感耦合等离子体发 射光谱法测定除 Na + 外的其它阳离子。 


1.3.3 差示扫描量热法纯度定值

    精密称取亚硝酸钠样品于标准铝坩埚中,压 盖,置于差示扫描量热仪 (DSC) 中,以空的标准铝 坩埚为参比,记录 DSC 热流值峰面积,采用瑞士梅 特勒 – 托利多科技有限公司的 STARe 分析软件计 算其化学纯度值[12] 。 1.4 水中亚硝酸根离子标准物质的制备与贮存 于 (20±4)℃洁净工作室中配制溶液。根据所 需浓度,称取 3.004 2 g 已知准确含量的亚硝酸钠 于 2 000 mL 容量瓶中,用少量水溶解,再加水恒温 至 20℃,定容,充分摇匀后分装于 20 mL 安瓿瓶中。 首次配制标准物质 2 L,分装为 90 个单元,每个单 元为 20 mL,置于 5~10℃冰箱中避光贮存。每次称 样完成后,立即用封口胶将高纯亚硝酸钠封存,防止 氧化。


2 结果与讨论 

2.1 定性分析 

    按 1.3.1 方法对 1 mg/mL 亚硝酸钠溶液进行 分析。结果表明,在 10 min 的保留时间内出现了 4个峰,主峰为 NO2 – ,另 3 个峰为杂质成分。将基线 放大 3 倍后未见其它峰的出现,因此可确定亚硝酸 钠溶液中最主要的阴离子杂质成分为 3 种,以保留 时间定性 3 种阴离子分别为 Cl – ,SO4 2– ,NO3 – 。


2.2 杂质扣除法纯度测定结果 

2.2.1 阴离子的测定 

(1)阴离子杂质标准工作曲线。将水中 Cl – , SO4 2– 标准物质稀释至质量浓度分别为 0.01,0.02, 0.03 mg/L ;将水中 NO3 – 标准物质稀释至质量浓 度分别为 0.05,0.06,0.07 mg/L ;在 1.2.1 色谱工 作条件下进行测定,以色谱峰面积 (y) 为纵坐标,待 测物的质量浓度 (x) 为横坐标建立标准工作曲线, 线性回归方程、相关系数见表 1。由表 1 可知,Cl – , SO4 2– ,NO3 – 的质量浓度与色谱峰面积均呈良好的 线性关系,相关系数均大于 0.99。

研制水中亚硝酸根离子标准物质技术方法(一)


(2)阴离子杂质定量结果。在 1.2.1 色谱工作 条件下对 0.1 mg/mL 亚硝酸钠溶液重复测定 5 次, 由内标法计算阴离子杂质的含量,测定结果见表 2。 由表 2 可知,Cl – 的含量为 0.023 mg/L,标准偏差 为 0.22% ;SO4 2– 的含量为 0.021 mg/L,标准偏差 为 0.18% ;NO3 – 的含量为 0.057 mg/L,标准偏差为 0.22%,换算得阴离子的含量为 0.10%。

研制水中亚硝酸根离子标准物质技术方法(一)


摘自:<<化学分析计量>>


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