毛细管电泳法测定无机阳离子

1、毛细管电泳法测定无机阳离子摘要：利用不同络合剂对离子进行络合，可以使金属实现分离。络合后生成的离子用光谱法进行检测从而间接测定金属离子。 关键词：毛细管电泳；戴安；无机阳离子 1 前言 对于饮用水工业、废水工业、制药工业以及电镀工业而言，水溶性样品中碱金属和碱土金属离子的检测非常重要。测定这些金属总浓度的常规方法都是光谱法（例如：原子吸收法、电感耦合原子发射光谱法等），而离子色谱法是测定溶液中游离金属离子的首选方法。最近，毛细管电泳法（CE）被证明对于溶液中游离金属离子的分析也是一种可行的方法。CE法是一种简单的高分离度技术，该技术是通过不同离子在电场中相对运动的不同来实现分离的。CE法测定阳

2、离子时，可以通过在电解液中加入络合试剂来提高金属离子的分离度。离子的迁移率与它们当量离子的传导率大致相同，二者决定了离子分离的难易度（如图1所示）。碱金属的离子传导率不大相同，而过渡金属的离子传导性基本相同，所以用CE法分离过渡金属更难一些。添加络合剂对金属进行不同程度的络合，可以使金属实现分离。 该应用注解描述了用不同络合剂对离子进行络合，从而调整了分离的选择性。络合后生成的离子用光谱法进行检测从而间接测定金属离子，检测时用二甲基二苯基膦作为紫外吸收的参比溶液。 2 实验设备 Dionex毛细管电泳系统，带有UI20普通界面的CESI AI-450色谱工作站或PeakNet色谱工作站。 2.

3、1试剂与消耗品 试剂 碘化二甲基二苯基膦，Aldrich (Milwaukee, Wisconsin, USA)；18-冠-6醚，Sigma 公司(St. Louis, Missouri, USA)；羟基异丁酸. (HIBA).，Aldrich (Milwaukee, Wisconsin, USA)；柠檬酸。 标准 阳离子的标准溶液（ACS级）都是用它们的氯盐或最稳定的盐配制而成的。 其它耗材 熔融硅毛细管，内径（I.D.）为50-m，外径（O.D.）为375m。新的毛细管应该在使用前用1 M的氢氧化钠清洗2min，然后再用去离子水洗2min。在准备所有的标准和溶液时都应该使用塑料的容量瓶。

4、阴离子树脂Amberlite. IRN 78，从Dionex公司得到的OnGuard A柱（P/N 42102）。 2.2条件 电解液1： 5 mM （I, II组和NH4） 羟基二甲基二苯基膦；2mM的18-冠-6醚 ；6mM 羟基异丁酸，pH 4.5 ±0.1 电解液2：7 mM （过渡金属） 羟基二甲基二苯基膦；2mM的18-冠-6醚；8mM -羟基异丁酸 ，pH 4.5 ±0.1 电解液3： 5 mM （II组和NH4） 羟基二甲基二苯基膦；1mM的18-冠-6醚 ；1mM柠檬酸， pH 4.9 ±0.1 毛细管： 50-cm×50-m I.D.

5、 × 375 m O.D. 熔融硅 （45 cm到检测器） 进样： Hydrostatic, 100 mm for 30 s 极性： (+), 检测器为阴极 温度： 室温 控制模式： 恒压，20kV 2.3溶液的准备 储备液 碘化二甲基二苯基膦 (25 mM)； 18-冠-6醚（40mM）； 柠檬酸（500mM）；a-羟基异丁酸（100mM） 羟基DDP的准备（25mM） 25mM的碘化DDP溶液必须用羟基型树脂转换成羟基型。Amberlite树脂IPN 78是很干净的，而且它是可选的树脂。用OnGuard A柱也能将碘化DDP溶液转换成羟基型溶液。 电解液1的准备 首先在100mL

6、的塑料容量瓶中加入20mL 25mM的羟基DDP，然后再依次加入5mL的40mM的18-冠-6醚和6mL 100mM的a-羟基异丁酸，最后用18-M的去离子水定容至刻度。该溶液的pH值应该为4.5 ±0.1。 电解液2的准备 首先在100mL的塑料容量瓶中加入28mL 25mM的羟基DDP，然后再依次加入5mL的40mM的18-冠-6醚和8mL 100mM的a-羟基异丁酸，最后用18-M的去离子水定容至刻度。该溶液的pH值应该为4.5 ±0.1。 电解液3的准备 首先在100mL的塑料容量瓶中加入20mL 25mM的羟基DDP，然后再依次加入5mL的40mM18-冠-6醚和

7、0.2 mL 500mM柠檬酸，最后用18-M的去离子水定容至刻度。该溶液的pH值应该在10.8和11之间。用磷酸降低pH值至4.9 ±0.1。 标准储备液 阳离子标准（包括过渡金属）溶液应该都是由其可溶性盐配制而成的。 校正标准 校正标准溶液可以通过直接稀释含有1000mg/L每种阳离子标准储备液来得到，或者采取逐级稀释法。阳离子可以用来准备一套标准溶液。 中国色谱网样品准备 样品用去离子水稀释，使其中待测阳离子的浓度约为10mg/L或更低。样品过载可能会导致峰形不对称。 3 结果与讨论 CE法测定碱金属和碱土金属用以DDP为主的载体作为电解液，紫外检测器间接检测。 相同价态的金属

8、离子的传导率和它们的迁移率有直接关系。对于阳离子来说相同价态的离子的传导率越接近，它们的分离就越具有挑战性。为了分离具有相似迁移率的阳离子，就必须引入额外的分离机制。这里的额外分离机制是基于弱螯合作用的机制，也就是通过每种阳离子与螯合试剂螯合作用的程度的不同来调节它们的迁移率： 反应常数越大，络合能力越强那么以络合物形式存在的时间百分比也就越高。金属以络合物形式存在的时间越长，也就是它以中性形式存在的时间越长，那么它的迁移率就会降低。 在通常的电泳条件下，铵和钾离子有着相同的电泳迁移率，因此它们共迁移。本文在电解液中使用了18-冠-6醚络合剂，它和钾离子进行络合，而不与NH4+发生络合。因此K

9、+的迁移时间变长，而NH4+的迁移时间不变，从而实现分离。 第一个电解液系统被优化用来分离碱金属、铵以及碱土金属。在所描述的条件下，所有的金属都能实现基线分离。此外，还可以将铜、铅、钴和碱金属以及碱土金属进行分离，但是和其它过渡金属共迁移。在电解液1所描述的条件下，镍和钡、锌和锂都产生共迁移。通过增加螯合试剂HIBA的浓度，像电解液2所给出的条件一样，就有可能选择性的改变分离并且提高某对离子的分离度。如果增加HIBA的浓度，那么过渡金属的迁移时间受到的影响要大于碱金属和碱土金属所受到的影响。因此，过渡金属的迁移时间就会增加，就有可能将镍和锌同其它阳离子分离开。电解液3已经在只有碱金属和铵为待测离子时实现了条件的优化。此时，电泳图谱中也会出现碱土金属的