卤水中碘离子的检测方法

1、卤水中碘离子检测方法的研究摘要：目的 研究砷铈催化动力学法测量卤水中碘的含量。方法 改进了砷铈催化动力学法的实验步骤，减少了亚砷酸的使用量，碘的最大浓度范围扩大到01500 ug/L，对新方法进行了评价，计算了标准曲线的线性关系、检出限、重现性、加标回收、精密度以及考察卤水中主要离子对该方法的干扰。结果 砷铈催化动力学法中取消了加入过硫酸铵进行消解，亚砷酸的浓度由0.1 mol/L减少到0.05 mol/L，线性相关系数(r) 0.999；该方法的检出限为4.7 ug/L（取样量为0.25 mL）；重现性：对配置的卤水进行了5次重复测定，相对标准偏差RSD为1%；加标回收：对三个不同浓度的样品

2、进行了加标回收，加标浓度为0.200 mg/L，加标回收率为95%103.5%，平均回收率为100.33%；精密度：对实际的卤水浓度进行了3次重复测量，相对误差较小，在0.18%0.99%之间，平均相对误差在0.64%；干扰：考察了Na+、Cl-、SO42- 这些主要离子对砷铈催化动力学法测量碘的干扰，测量了含碘浓度相同，卤水浓度不同的高、中、低三种不同浓度的卤水，相对误差为0.45%2.8%，平均相对误差为1.55%。结论 改进的砷铈催化动力学法减少了消解这部分，操作简单，减少了亚砷酸的用量，节约了药品试剂，减少了环境污染，扩大了测量碘的最大浓度范围，并提高了准确度和精密度。关键词：砷铈催化

3、动力学法；卤水；碘1. 引言我国是一个缺碘的国家，目前我国的碘需求量是30004000 t ，年增长率达20%，但年产量只有300 t1。我国有丰富的卤水资源，测定卤水中碘的含量，对于提碘具有重要的意义。因此，建立一个快速、高效、准确的测碘方法，对于卤水的开发利用和研究，具有重要的意义。目前测量碘的方法主要有容量法、分光光度法、原子发射法、催化动力学法、气相色谱和高效液相色谱法、中子活化分析等方法，本文着重介绍砷铈催化动力学法测量卤水中碘的含量的方法，并将该方法进行改进，使该法操作更简单、准确度更高、测碘的浓度范围更广。2. 实验部分2.1基本原理：样品中的碘被还原为碘离子（I-）后，碘离子催

4、化砷铈氧化还原反应： 该反应中，As(III)浓度过量且远大于Ce4+含量，因此在反应中可将其浓度看作不变，I-作为催化剂参加反应后又恢复原状，因此该反应可看作一级反应，其反应速率可表示为： 对上式进行积分可得： 即反应物Ce4+瞬时浓度的对数值与反应时间t成线性关系。通过以分光光度计在相同的反应时间内于400 nm波长处测定Ce4+吸光度，并以碘离子含量为横坐标，Ce4+吸光度的负对数为纵坐标作图，可获得-CI-标准曲线。2.2主要试剂和仪器仪器：分光光度计 UV-2000试剂： 2.5 mol/L硫酸：14 mL浓硫酸缓慢加入到含70 mL蒸馏水中的试剂瓶中。 0.038 mol/L硫酸铈

5、铵：称取2.40 g硫酸铈铵（M=632.6）溶于70 mL 2.5 mol/L硫酸中，用蒸馏水稀释并定容至100 mL，保存于棕色容量瓶中（室温可稳定6个月）。 0.05 mol/L亚砷酸：称取0.65 g亚砷酸钠和2.50 g氯化钠溶解，缓慢加入20 mL 2.5 mol/L硫酸，冷却至室温后稀释至100 mL，保存于棕色容量瓶中（室温可稳定6个月）。（小心剧毒） 1 g/L碘标准储备液：准确称取0.1686 g碘酸钾基准（或优级纯）于烧杯中，用水溶解后定量转入100 mL棕色容量瓶中（4可稳定1个月）。 25 mg/L碘中间液：移取2.5 mL 1 g/L碘储备液于100 mL棕色容量瓶

6、中，定容至刻度（4可稳定1个月）。2.3实验步骤砷铈催化动力学法测定碘的实验步骤如下： 移取0、0.1、0.2、0.4、0.8和1.0 mL 25 mg/L KIO3 标准溶液于50 mL容量瓶中，定容至刻度，碘浓度分别为0、0.05、0.1、0.2、0.4和0.5 mg/L。 分别移取0.25 mL碘标准系列溶液和稀释10倍后的样品于带盖聚乙烯瓶中，加入1 mL蒸馏水，混匀。 将聚乙烯瓶按碘的浓度由高到低顺序排列，向各瓶分别加入2.5 mL 0.05 mol/L亚砷酸溶液，混匀后在恒温下放置15 min。然后每隔1分钟向各瓶依次加入0.3 mL 0.038 mol/L硫酸铈铵溶液，从加入第一

7、瓶（Std5）开始计时。 反应一定时间后，将第一瓶（Std 5）放入UV-2000分光光度计仪器内，以水做参比在波长为400 nm下测其吸光度。当第一瓶（Std5）的吸光度在0.15 0.20时，记下数据，每隔1分钟按照顺序测定其他瓶的吸光度值。3.结果与讨论3.1 标准曲线线性关系在砷铈催化动力学法中，分别建立了0-500 ug/L、0-1500 ug/L两条标准曲 线，碘浓度和相应的吸光度值的对数关系良好，它们的线性系数(r)分别达到0.9998，0.9995，见图1，图2。 图3-1 0-500ug/L标准曲线 Fig. 3-1 Standard curve of iodine 图3-2

8、 0-1500ug/L碘的标准曲线 Fig. 3-2 Standard curve of iodine在0-500 ug/L这条标准曲线中，同一次可以测多个样品，因为碘的浓度不高，当加入硫酸铈铵时，第一瓶（Std 5）的吸光度很高，吸光度降到0.15-0.2时，后面有足够的时间测量多个样品。但是在0-1500 ug/L这条标准曲线中，因为碘的浓度很高，当加入硫酸铈铵时，反应很快，第一瓶（Std 5）的吸光度很低，吸光度很快降到0.150.2时，后面没有足够的时间测量多个样品，只能测1-2样品，具有一定的局限性。3.2 检出限 在砷铈催化动力学法中，检出限为以扣除空白值后的与0.01吸光度相对应

9、的浓度值2，按公式(1)计算。 MDL=0.01/b (1)式中：b回归直线斜率；0-500 ug/L标准曲线的线性方程为y = 2.1221x - 0.3039，得到检出限4.7 ug/L。0-1500 ug/L标准曲线的线性方程为y = 0.7921x - 0.3418，得到检出限12.6 ug/L。3.3 重现性为了检验砷铈催化动力学法测量卤水中碘的含量的稳定性和准确性，配置了合适浓度的含碘的卤水，并进行了5次重复实验，测量结果如下表1。表1含碘卤水的浓度12345平均值卤水浓度/mg/L0.2010.1990.1970.2020.2010.200 经计算得相对标准偏差RSD为1%，重现

10、性较好。3.4 加标回收在砷铈催化动力学法中，实验开展了对三个不同浓度的样品进行了加标回收，加标浓度为0.200 mg/L，加标回收率为95%103.5%，平均回收率为100.33%，加标回收率良好，结果见表2。表2加标回收样品编号123样品浓度, /mg/L0.1990.2030.200加标浓度, /mg/L0.2000.2000.200加标回收率103.5%102.5%95%平均回收率100.33% 3.5 卤水中主要离子对砷铈催化动力学法测量碘的干扰卤水中的主要离子是Na+、Cl-、SO42-，为了考察主要离子对砷铈催化动力学法测量碘的干扰，实验中分别配置了含碘浓度相同，卤水浓度不同的高

11、、中、低三种不同浓度的卤水，见表3。测量碘结果，卤水中主要离子对砷铈催化动力学法测量碘的干扰影响不大，平均相对误差为1.55%，见表4。表3卤水浓度NaCl, /g/LNa2SO4, /g/L低浓度卤水505中浓度卤水15010高浓度卤水20015表4 碘含量的测定低浓度卤水中浓度卤水高浓度卤水碘含量, /mg/L0.2080.2060.215平均值, /mg/L0.209相对误差0.45%1.4%2.8%平均相对误差1.55%3.6 实际样品的测定 在砷铈催化动力学法中，运用该法对实际的卤水浓度进行了三次重复测量，相对误差较小，在0.18%0.99%之间，平均相对误差在0.64%，表明该方法

12、稳定，测量准确，测量结果如表5。实验次数123样品浓度, /mg/L0.1730.1700.171平均值, /mg/L0.1713相对误差0.99%0.76%0.18%平均相对误差0.64%3.7 结论 在改进的砷铈催化动力学法中，实验步骤取消了加入过硫酸铵进行消解，同时减少了砷的用量，节约了药品试剂，减少了环境污染，扩大了测量碘的最大浓度范围01500 ug/L，同时碘标准曲线均有很好的线性关系(r) 0.999，重现性RSD为1%，重现性较好，检出限较低，进行了加标回收实验，加标回收率为100.33%，符合实验要求。在实验最后，考察了卤水中主要离子对该方法的影响，配置了不同浓度的卤水对该方法的影响，得出了卤水中主要离子对该方法没有太大影响，能够很好的运用在测量卤水中碘的浓度，最后运用砷铈催化动力学法，对实际中的卤水的碘含量进3次重复实验，实验结果为相对误差在