摘要：详细描述了用分光光度计测定饱和盐水中的微量铝、硅、铁、碘等杂质的分析方法，利用该方法对饱和盐水进行测定，证明该检测方法简便、快速、实用，能够满足生产需要。

关键词：分光光度计；饱和盐水；检测；杂质

离子膜电解法制烧碱工艺对盐水质量要求远高于隔膜法和水银法电解的要求，盐水质量是电解槽正常生产的关键要素之一，它不仅影响离子膜的使用寿命，而且也影响到离子膜的使用性能。盐水中的多种杂质离子，对电解槽有极大的副作用，如果盐水中长期含有铝、硅时，或采用酸性盐水，则铝溶解成胶状铝、再同S_iO₂在酸性的阳极液中生成硅酸沉淀，成积在离子膜中，可使电流效率下降到90%～93%；盐水中的碘在阳极液中成为IO3，再氧化成高碘酸二氢三钠（NaH2IO6），它在碱性条件下沉积在膜中会使电流效率下降到80%～85%；而盐水中的铁若不加控制，经过各个工序的积累后，会使离子膜烧碱中铁含量超标，造成产品质量下降。

盐水中杂质来源主要有两个：一是原盐（N_aCL）中含有不利于电解过程的杂质，如钙、镁、铁、硫酸盐和重金属离子，虽经化学精制但总有一定量的杂质离子存在。二是在盐水精制时，所使用的化学物料也会带入杂质。如用BaCL₂除SO₄^2-给盐水带进钡；一次盐水用的沙滤器给盐水带入S_iO₂。因此要确保上槽盐水的质量，必须从源头上控制饱和盐水的质量。本文主要讨论饱和盐水中微量AL³⁺、S_i（IV）、Fe³⁺、I^-杂质离子含量的测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

HACH DR400分光光度计（美国进口）及光程为2.5cm的配套吸收池。

标准溶液：ρ（AL³⁺）=5.0mg/L；ρ〔S_i（IV）〕=1000 mg/L；ρ（Fe³⁺）=10.0 mg/L；ρ（I^-）=10.0 mg/L。

显色剂：羊毛络花青R，美国进进口；S_i“1”试剂，美国进口；邻菲罗啉，10g/L；淀粉，5g/L。

高纯盐水，300g/L的NaCL溶液；HNO3，1.0mol/L；NaOH, 1.0mol/L；H2SO4,0.01 mol/L，5 mol/L，EDTA，0.01 mol/L；抗坏血酸，10 g/L溶液及固体粉未；醋酸钠，5 g/L；柠檬酸，分析纯，固体粉未；盐酸酸羟胺，10g/L；次氯酸钠溶液，有效氯含量为10%；浓盐酸，分析纯；溴水，分析纯；醋酸胺，5g/L；甲酸钠，5g/L；KI溶液，10g/L。

实验中所用溶量瓶为经校准的各种规格的容量瓶，水为二次蒸馏水。

1.2 实验步骤

1.2.1 饱和盐水中微量AL3+的测定

（1）标准曲线的制作

准确移取0，0.2，0.4，0.6，1.0，1.4mL铝标准溶液于6只50mL容量瓶中，分别加入PH为3.0～3.5的高纯盐水（用HNO3或NaOH调节PH）25mL，1mL0.01 mol/L H2SO4，1 mL抗坏血酸和10 mL醋酸钠溶液，摇匀，再加入2 mL羊毛络花青R，振荡并立即用二次蒸馏水稀释至刻度，静置5min，以试剂空白为参比，在波长535nm处，测定标准溶液的吸光度。以吸光度为纵坐标，以盐水中铝的浓度为横坐标，绘制标准曲线。

（2）样品分析

在2个50mL容量瓶中，分别移取25mLPH为3.0～3.5的盐水样品（样品为碱性，用HNO3调节PH），加0.01 mol/L H2SO41mL，其中之一加EDTA0.25mL，以络合铝，再分别加入1mL抗坏血酸和10mL醋酸钠溶液，2mL羊毛络花青R，振荡后，用二次蒸馏水稀释至刻度，静置5 min，以加入EDTA的溶液做空白，测定不加EDTA的盐水样品的吸光度为A₁。

（3）计算

盐水样品中微量AL³⁺的含量为：

C₁=X₁

式中：C1———盐水样品中微量AL³⁺的浓度，mg/L；

X1———标准曲线上纵坐标为A1时所对应的AL³⁺的浓度值，mg/L。

1.2.2 饱和盐水中微量Si（IV）的测定

（1）标准曲线的制作

准确移取0，0.1，0.2，0.3，0.5mL硅标准溶液于5只100mL容量瓶中，用高纯盐水稀至刻度。分别取上述标液各20mL于5只100mL塑料容量瓶中，用二次蒸馏水稀释至刻度。再分别移取10mL稀释的溶液，倒入50mL聚乙烯烧杯中，分别加入0.4mL的S_i“1”试剂，搅拌10 min，加入0.5 g柠檬酸,摇2 min,再加入0.5 g抗坏血酸，静置5 min。以试剂空白做参比，在波长810 nm处，测定标准溶液的吸光度。以吸光度为纵坐标，以盐水中硅的浓度为横坐标，绘制标准曲线。

（2）样品分析

将10mL倒入100mL塑料容量瓶中，用二次蒸馏水稀释至刻度，取10mL稀释后的溶液及10mL二次蒸馏水分别倒入2只50mL聚乙烯烧杯中，同做标准曲线一样，加入各种试剂，重复上述操作，以空白为参比，测定稀释后盐水样品的吸光度为A₂

（3）计算

盐水样品中微量 S_i（IV）的含量为：

C₂=X₂

式中：C₂——盐水样品中微量S_i（IV）的浓度，mg/L；

X₂———标准曲线上纵坐标为A2所对应的S_i（IV）的浓度值，mg/L。

1.2.3 饱和盐水中微量Fe3+的测定

(1) 标准曲线的制作

准确移取0，1.5，3.0，4.5，6.0mL铁标准溶液于5只100mL容量瓶中，分别加入50mL高纯盐水，1mL盐酸羟胺和10mL醋酸钠，摇匀，再向其中加入10mL邻菲罗啉，然后用二次蒸馏水稀释至刻度，摇匀，静置10 min。以试剂空白做参比，在波长510 nm处，测定标准溶液的吸光度。以吸光度为纵坐标，以盐水中铁的浓度为横坐标，绘制标准曲线。

（2）样品分析

在两个100mL烧杯中，分别移取50mL盐水样品及50mL二次蒸馏水后，各加入5mL次氯酸钠溶液和3mL浓盐酸，盖上表面皿，在加热平台上加热至沸腾，溶液黄色消失，趁热加1mL盐酸羟胺，泠却，加10mL醋酸钠，用NaOH溶液调节PH为3.0～3.5，各加10mL邻菲罗啉，摇匀后分别转移至100mL容量瓶中，二次蒸馏水稀释至刻度，静置10 min，以试剂空白为参比，测定盐水样品的吸光度为A₃。

（3）计算

盐水样品中微量Fe³⁺的含量为：

C₃=X₃

式中：C3———盐水样品中微量 Fe³⁺的浓度，mg/L；

X3———标准曲线上纵坐标为A3时所对应的Fe³⁺的浓度值，mg/L。

1.2.4饱和盐水中微量I-的测定

(1) 标准曲线的制作

准确移取0，1.0，2.0，4.0，6.0，10.0mL碘标准溶液于6只100mL容量瓶中，用高纯盐水稀释至刻度。再分别移取上述溶液各50mL于6只100mL烧杯中，分别加入2mL醋酸胺，逐滴加入溴水，并搅拌，直至显淡黄色为止，静置2 min后，逐滴加入约2mL甲酸钠，到淡黄色退去为止，滴加5 mol/L H2SO4以调节PH为2.0～2.5。加入2mL碘化钾溶液，摇匀，1 min后，加2 mL淀粉指示剂，转移至100mL容量瓶中，用二次蒸馏水稀释至刻度。以试剂空白做参比，在波长575 nm处，测定标准溶液的吸光度。以吸光度为纵坐标，以盐水中碘的浓度为横坐标，绘制标准曲线。

（2）样品分析

用移液管取50mL高纯盐水及50mL盐水样品于100mL烧杯中，同做标准曲线一样，加入各种试剂，重复上述操作，以高纯盐水为参比，测定盐水样品的吸光度为A₄。

（3）计算

盐水样品中微量 I^-的含量为：

C₄=X₄

式中：C4———盐水样品中微量 I^-的浓度，mg/L；

X4———标准曲线上纵坐标为A4时所对应的 I^-的浓度值，mg/L。

2 结果与讨论

2.1 饱和盐水中微量杂质的标准曲线

0.719

A

0 ρ/（mg·L-1） 0.28

图1 饱和盐水中微量AL³⁺的标准曲线

饱和盐水中微量AL³⁺的线性回归方程为A=2.5853ρ+0.0009，相关系数为0.9996，其线性范围为0～0.28 mg/L。见图1。

0.744

A

0 ρ/（mg·L-1） 5.00

图2 饱和盐水中微量 S_i（IV）的标准曲线

饱和盐水中微量S_i（IV）的线性回归方程为A=0.1491ρ+0.0017，相关系数为0.9999，其线性范围为0～5.00 mg/L。见图2。

0.298

A

0 ρ/（mg·L-1） 1.2

图3 饱和盐水中微量 Fe3+的标准曲线

饱和盐水中微量Fe³⁺的线性回归方程为A=0.2443ρ，相关系数为0.9991，其线性范围为0～1.20 mg/L。见图3。

0.737

A

0 ρ/（mg·L-1） 1.0

图2 饱和盐水中微量 I-的标准曲线

饱和盐水中微量I^-的线性回归方程为A=0.7199ρ+0.0142，相关系数为0.9991，其线性范围为0～1.0 mg/L。见图4。

2.2 回收率实验

用高纯盐水及AL³⁺、S_i（IV）、Fe³⁺、I^-标准溶液各配制成5种不同浓度的标准溶液，按照1.2实验步骤中样品测定方法对其进行测定，计算各杂质离子的回收率。结果见表1。

表1 高纯盐水中不同杂质离子标样的测[定结果

组分	标样浓度/（mg·L-1）	测定值/（mg·L-1）	绝对误差（mg·L-1）	回收率/%
AL³⁺	0.0600	0.0592	-0.0008	98.67
	0.1000	0.0998	-0.0002	99.80
	0.1400	0.1404	0.0004	100.29
	0.1600	0.1617	0.0017	101.06
	0.2200	0.2186	-0.0014	99.36
S_i（IV）	0.5000	0.5050	0.0050	101.00
	1.000	0.9946	-0.0054	99.46
	1.500	1.511	0.011	100.73
	3.000	2.987	-0.013	99.57
	3.500	3.476	-0.024	99.31
Fe³⁺	0.2000	0.2006	0.0006	100.30
	0.4000	0.4011	0.0011	100.28
	0.6000	0.5894	-0.0106	98.23
	0.8000	0.8064	0.0064	100.80
	0.9000	0.8923	-0.0077	99.14
I^-	0.3000	0.3025	0.0025	100.83
	0.5000	0.4984	-0.0016	99.68
	0.6000	0.5956	-0.0044	99.27
	0.7000	0.7068	0.0068	100.97
	0.8000	0.7971	-0.0029	99.64

由表1可以看出，用上述方法测定饱和盐水中AL³⁺、S_i（IV）、Fe³⁺、I^-等杂质的含量是可行的，回收率为98%～101%，该方法准确度高，能够满足生产需要。

2.3 精密度实验

对于同一盐水样品进行5次平行测定，计算平均值和相对标准偏差，如表2。从表2看出，饱和盐水样品中AL³⁺、S_i（IV）、Fe³⁺、I^-等杂质的含量测定结果的相对标准偏差均小于1%，表明该方法的再现性及重复性好，精密度高。

表2 同一盐不样品中不同杂质精密度实验结果

组分	5次平行测定值/（mg·L^-1）					平均值（mg·L-1）	RSD/%
组分	1	2	3	4	5	平均值（mg·L-1）	RSD/%
AL³⁺	0．0472	0．0480	0．0476	0．0468	0．0476	0．0474	0．96
S_i（IV）	3．617	3．630	3．624	3．610	3．624	3．621	0．21
Fe³⁺	0．475	0．479	0．483	0．479	0．483	0．480	0．70
I^-	0．386	0．387	0．389	0．384	0．386	0．386	0．47