飲用天然礦泉水 鉀、鈉含量測定

　　1 火焰發(fā)射光度法

　　1.1 測定范圍本法測鉀、鈉的最低檢測濃度分別為0.1和1mg/L。

　　1.2 方法提要鉀和鈉容易電離，在火焰中具有較高的發(fā)射強(qiáng)度，且在一定范圍內(nèi)其發(fā)射強(qiáng)度與濃度成正比。可分別用766.5nm和589.0nm靈敏共振線進(jìn)行測定，與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。

　　1.3 試劑

　　1.3.1 硝酸溶液(1+1)。

　　1.3.2 鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(1.00mg/mL):稱取已在110℃烘至恒重的優(yōu)級(jí)純氯化鉀1.9067g，溶于少量純水中，加入硝酸溶液(1.3.1)10mL，再用純水稀釋至1000mL，此溶液1.00mL含10.0mg鉀。

　　1.3.3鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(10mg/mL):稱取25.421g在140℃烘至恒重的基準(zhǔn)試劑氯化鈉，溶于少量純水中，加入硝酸溶液(1.3.1)10mL，再用純水稀釋至1000mL，此溶液1.00mL含10.0mg鈉。

　　1.3.4 鉀、鈉混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:精確吸取鉀、鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(1.3.2)、(1.3.3)，用純水稀釋10倍，使之1.00mL含0.10mg鉀和1.00mg鈉。

　　1.4 儀器、設(shè)備

　　1.4.1 原子吸收分光光度計(jì)發(fā)射部分。

　　1.4.2 空氣壓縮機(jī)或空氣鋼瓶氣。

　　1.5 分析步驟

　　1.5.1 樣品測定

　　1.5.1.1 按儀器說明書將發(fā)射部分調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài):波長:鉀766.5nm;鈉589.0nm。火焰：貧燃性，測量高度：2 cm。

　　1.5.1.2 將水樣直接噴入火焰,測定其鉀、鈉發(fā)射強(qiáng)度。若水樣中鉀、鈉含量較高，可稀釋樣品;或選擇較小的狹縫和較小的增益;或選用次靈敏共振線進(jìn)行測定。

　　1.5.2 校準(zhǔn)曲線的繪制

　　1.5.2.1 精確吸取鉀、鈉混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.3.4)0，0.1，0.5，......50.0mL，用純水稀釋至1L，配制為每升含鉀0，0.1，0.5，......50.0mg的標(biāo)準(zhǔn)系列。應(yīng)根據(jù)水樣鉀、鈉含量高低選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)濃度范圍。

　　1.5.2.2 按1.5.1 水樣分析步驟同時(shí)測定其發(fā)射強(qiáng)度。

　　1.5.2.3 以標(biāo)準(zhǔn)濃度(mg/L)為橫坐標(biāo)，發(fā)射強(qiáng)度為縱坐標(biāo)繪制校準(zhǔn)曲線。

　　1.6 計(jì)算p(K或Na)=p1×D ...........................................(11)

　　式中:p(K或Na)──水樣中鉀或鈉的質(zhì)量濃度，mg/L;

　　p1──以水樣測得的發(fā)射強(qiáng)度，從校準(zhǔn)曲線上查得的水樣中鉀或鈉的質(zhì)量濃度，mg/L;

　　D──水樣稀釋倍數(shù)。

　　1.7精密度和準(zhǔn)確度同一實(shí)驗(yàn)室對(duì)含鉀3mg/L，鈉30mg/L，其中包含鈣60mg/L，鎂18mg/L，氯213.5mg/L的人工合成水樣，24次測定的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均為1.5%，相對(duì)誤差分別為0.33和0.6%。

　　2 火焰原子吸收分光光度法

　　2.1 測定范圍本法測鉀和鈉的最低檢測濃度分別為0.05和0.01mg/L。在一般情況下共存元素干擾較小，但當(dāng)大量鈉存在時(shí)，鉀的電離受到抑制，從而使鉀的吸收強(qiáng)度增大，可在標(biāo)準(zhǔn)溶液中添加相應(yīng)量的鈉離子，予以校正。鐵稍有干擾，磷酸鹽產(chǎn)生較大的負(fù)干擾，添加一定量鑭鹽后可以消除。在測定鈉時(shí)，鹽酸和氯離子通常使鈉的吸收強(qiáng)度降低，可在標(biāo)準(zhǔn)溶液中添加相應(yīng)量鹽酸予以校正。

　　2.2 方法提要利用鉀、鈉基態(tài)原子能吸收來自本金屬元素空心陰極燈發(fā)射的共振線，且其吸收強(qiáng)度與鉀、鈉原子的濃度成正比。將水樣導(dǎo)入火焰原子化器中使鉀、鈉離子原子化后，分別在其靈敏共振線766.5nm和589.0nm下測定其吸收度,與標(biāo)準(zhǔn)系列比較定量。鉀、鈉含量高時(shí)，可采用其次靈敏共振線404.5nm和330.2nm。二者均可用空氣-乙炔火焰。

　　2.3 試劑

　　2.3.1 硝酸溶液(1+1)。

　　2.3.2 鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液:同1.3.2。

　　2.3.3 鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液:同1.3.3。

　　2.3.4 鉀、鈉混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：取鉀、鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(1.3.2，1.3.3)，用純水稀釋至1.00mL含0.05mg鉀和0.05mg鈉。

　　2.4 儀器、設(shè)備

　　2.4.1 原子吸收分光光度計(jì)及其附件;鉀、鈉空心陰極燈。

　　2.4.2 空氣壓縮機(jī)或空氣鋼瓶氣。

　　2.4.3 乙炔鋼瓶氣。

　　2.5 分析步驟

　　2.5.1 樣品測定

　　2.5.1.1 按儀器說明書，將儀器調(diào)至測鉀、鈉最佳狀態(tài)。

　　2.5.1.2 將水樣直接噴入火焰，測定其吸光度。

　　2.5.1.3 樣品中鉀、鈉含量較高時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)燃燒器角度，或用次靈敏共振線404.5nm，330.2nm測定其吸光度。

　　2.5.2 校準(zhǔn)曲線的繪制

　　2.5.2.1 精確吸取鉀、鈉混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(2.3.4)或標(biāo)準(zhǔn)貯備液(2.3.2，2.3.3)，用純水稀釋配成下列含量的標(biāo)準(zhǔn)系列:鉀:0，0.05， ......3mg/L(波長766.5nm)或0，1， ......15mg/L(波長404.5nm)。鈉:0，0.01， ......0.5mg/L(波長589.0nm)或0，1， ......60mg/L(波長330.2nm)。

　　2.5.2.2按12.2.5.1 水樣分析步驟同時(shí)測定。

　　2.5.2.3以標(biāo)準(zhǔn)濃度(mg/L)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制校準(zhǔn)曲線。

　　2.6計(jì)算 同1.6。

　　2.7精密度和準(zhǔn)確度同2.7。

　　3 離子色譜法

　　3.1 測定范圍本法適用飲用天然礦泉水及其瓶裝水產(chǎn)品中鉀、鈉、鋰、銨的測定。本法取樣100µL時(shí)，它們的最低檢測濃度是鋰0.005mg/L、銨0.05mg/L、鉀0.05mg/L、鈉0.05mg/L。

　　3.2 方法提要由于鉀、鈉、鋰、銨四種陽離子的結(jié)構(gòu)不同，它們對(duì)低交換容量的陽離子交換樹脂的親合力也不相同，分配系數(shù)存在著差異，所以在交換柱中被淋洗的速度也不相同。因此，當(dāng)水樣注入離子色譜儀后，在淋洗液的攜帶下，流過裝有陽離子交換樹脂的分離柱時(shí)，它們按Li+、Na+、NH4+、K+的順序被分離開，然后流入抑制柱，將強(qiáng)電解質(zhì)的淋洗液轉(zhuǎn)變成弱電解質(zhì)，降低了背景電導(dǎo)。最后流經(jīng)電導(dǎo)池，依次測定各離子的峰高(或峰面積)。用同樣條件下繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線，即可求出水樣中Li+、Na+、NH4+和K+的含量。

　　3.3 試劑本標(biāo)準(zhǔn)采用電導(dǎo)率小于1 µS/cm的蒸餾水(或去離子水)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液和淋洗液。

　　3.3.1 鹽酸(HCL)溶液(1+1)。

　　3.3.2 淋洗液(HCL 0.005 mol/L):量取鹽酸(d=1.18g/mL)4.2mL，用水稀釋至10L，搖勻。

　　3.3.3 四甲基氫氧化銨〔(CH3)4NOH〕再生溶液(3g/L):量取市售的四甲基氫氧化銨溶液240mL，其中含24g〔(CH3)4NOH〕稀釋至8L，混勻。

　　3.3.4 鋰標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液:稱取碳酸鋰(Li2CO3)1.0646克，加少許水濕潤，然后逐滴加入鹽酸溶液(3.3.1)，使碳酸鋰完全溶解后，再過量2滴，移入200mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1.00mL含1.00mg鋰。

　　a.鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液:取鋰標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(3.3.4)10.00mL于100mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，此溶液1.00mL含0.10mg鋰。

　　b.鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液:取鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液(a)10.00mL于100mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，此溶液1.00mL含1.00mg鋰。

　　3.3.5 鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液:稱取在500℃灼燒1h時(shí)，在干燥器中冷卻0.5h的氯化鈉(NaCl)0.5084g，溶于少量水中，移入200mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1.00mL含1.00mg鈉。鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液:取鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(3.3.5)25.00mL于50mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，此溶液1.00mL含0.50mg鈉。

　　3.3.6 銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液:稱取氯化銨(NH4CL)0.5931g，溶于少量水中，移入200mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，此溶液1.00mL含1.00mg銨。銨標(biāo)準(zhǔn)溶液:取銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(3.3.6)10.00mL于100mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，此溶液1.00mL含1.00mg銨。

　　3.3.7 鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液:稱取在500℃灼燒1h、在干燥器中冷卻0.5h的硫酸鉀(K2SO4)0.4457g，溶于少量水中，移入200mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，此溶液1.00mL含1.00mg鉀。鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液:取鉀標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液(3.3.7)10.00mL于100mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻。此溶液1.00mL含1.00mg鉀。

　　3.4 儀器

　　3.4.1 離子色譜儀。

　　3.4.2 陽離子保護(hù)柱(CG1)。

　　3.4.3 陽離子分離柱(CS1)。

　　3.4.4 陽離子纖維抑制柱(CFS)。

　　3.4.5 雙筆記錄器(或積分儀)。

　　3.5 分析步驟

　　3.5.1 水樣的測定:按儀器說明書的要求，將儀器調(diào)試好。待基線穩(wěn)定后，用注射器注入1～2mL待測樣品，鉀離子峰出完后，即可進(jìn)行下一個(gè)水樣的測定。根據(jù)記錄的各離子的峰高(或峰面積)，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上即可求得水樣中鋰、鈉、銨、鉀的含量。

　　3.5.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制:準(zhǔn)確吸取鋰標(biāo)準(zhǔn)溶液(0)0.10，0.20，0.40，1.00和2.00mL;鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.3.5)0.20，0.40，0.80，2.00和4.00mL;銨標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.3.6)0.10，0.20，0.40，1.00和2.00mL;鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液(3.3.7)0.20，0.40，0.80，2.00和4.00mL于一系列200mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，混勻，此標(biāo)準(zhǔn)系列的濃度(mg/L)見表6。表 6 標(biāo)準(zhǔn)系列濃度

　　Li+ 0.005 0.01 0.02 0.05 0.10

　　Na+ 0.50 1.00 2.00 5.00 10.00

　　NH4+ 0.05 0.10 0.20 0.50 1.00

　　K+ 0.10 0.20 0.40 1.00 2.00

　　然后按3.5.1 的分析步驟進(jìn)行測定，記錄各離子的峰高(或峰面積)，分別繪制它們的濃度-峰高(或峰面積)標(biāo)準(zhǔn)曲線。

　　3.6 計(jì)算p(q+)=A×D .....................................(12)

　　式中:

　　p(q+)──水樣中K+(或Li+、Na+、NH4+)的含量，mg/L;

　　A──從K+(或Li+、Na+、NH4+)的標(biāo)準(zhǔn)曲線上分別查得的試樣中各離子的含量，mg/L;

　　D──水樣稀釋倍數(shù)。

　　3.7 精密度和準(zhǔn)確度

　　同一實(shí)驗(yàn)室對(duì)含0.05mg/L鋰、2.00mg/L鈉、0.20mg/L銨、0.50mg/L鉀的人工合成溶液進(jìn)行8次平行測定，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為Li+0.97%、Na+0.79%、NH4+3.3%、K+1.56%。加標(biāo)準(zhǔn)回收時(shí)，Li+0.01mg/L、Na+1.50mg/L、NH4+0.15mg/L和K+0.4mg/L，它們的回收率分別為：鋰95%～104%、鈉95%～102%、銨93%～110%、鉀97%～104%。