直接进样高效液相色谱法测定水中柠檬酸

1、第 29卷增刊 分析试验室 Vol . 29. Supp l .2010年 5月 Chinese Journal of Analysis Laborat ory 2010-53作者简介 :贺小敏 (1982- , 女 , 硕士研究生 ; E mail:hexiaom in19821112yahoo . com. cn直接进样高效液相色谱法测定水中柠檬酸贺小敏 3, 陈瑞文 , 葛洪波 , 李爱民(湖北省环境监测中心站 , 武汉 430072摘 要 :以 1%乙酸溶液作为流动相 , 采用直接进样高效液相色谱法测定了水样中柠檬酸含量 。 结果表明 , 在 5200mg/L范围内 , 柠檬酸标准曲线

2、线性关 系良好 , 相关系数为 0. 9984, 加标回收率在 79. 8%109. 6%之间 , 相对标准 偏差小于 3%。关键词 :柠檬酸 ; 直接进样 ; 高效液相色谱法 ; 水样 柠檬酸 (Citric acid 又名枸椽酸 , 广泛存在于 植物界中 , 特别是在蔬菜和水果中含量很高 。在 食品工业上 , 柠檬酸常用作酸味剂 、 抗氧化剂和稳 定剂等 。 在医药工业上 , 柠檬酸主要用于配置解 酸药及各种药剂 。此外 , 柠檬酸在化工 、 饲料 、 电 子 、 纺织 、 石油 、 柠檬酸具有无毒害 、 无残留等优点 , 目前 , 1、气相色谱法 23, 4和高效毛细管电泳法 5等 。其

3、中 , 滴定法所需费用较低 , 但影 响因素较多 , 准确度差 。气相色谱法中由于酸沸 点较高 、 不易气化而需先对其衍生再进行测定 , 方法繁琐 。动力学荧光法中样品前处理所需试 剂多 , 且需要水浴 , 处理过程相对复杂 。毛细管 电泳法也因仪器使用范围受限而不易推广 。高 效液相色谱法具有特异性强 、 准确度高 、 灵敏简 便等 特 点 , 近 年 来 在 有 机 酸 分 析 中 渐 受 重 视 6, 7。目前 , 有关环境水样 (如废水 、 地表水和 地下水 中柠檬酸检测方面的研究尚未见报道 , 含量无法准确知晓 。为此 , 本文在前人研究的基 础上 , 以 1%乙酸溶液作为流动相 ,

4、 采用直接进 样 2高 效液相色谱法测定了废水和地下水中柠檬 酸含量 , 并对测试条件进行了研究 , 建立了一种 简便准确的分析方法 。1 实验部分 1. 1 仪器和试剂 Agilent (美国安捷伦 , 配 进 列 检 测 器 ;45系 孔 ; s 型 精 密 pH 计 ; 上海梅特勒 2托 利多仪器有限无水柠檬酸 (纯度 99. 8% 、 36%乙酸 、 磷酸 二氢钾 、 磷酸 、 实验用水为超纯水 。 除另有规定外 , 试剂均为分析纯 。 1. 2 溶液的配制 l%乙酸水溶液 (pH 3 :准确量取 15mL 36%乙酸溶液 , 用 500mL 超纯水稀释 , 摇匀待用 。0. 02mo

5、l/L磷酸二氢钾溶液 :准确称量 2. 72g 磷酸二氢钾 , 用超纯水定容至 1L, 用磷酸调 pH值到 3, 再经 0. 45m 滤膜过滤后备用 。 柠檬酸储备液 :称取无水柠檬酸 0. 10g, 精确 至 0. 0001g, 用超纯水溶解并定容至 100mL, 此 溶液含柠檬酸 1. 000g/L。 1. 3 试样预处理 吸取 1mL 废水样于 100mL 容量瓶中 , 加超 纯水定容至刻度 (实验中可根据实际情况将水样 进行适 当 的 稀 释 , 取 稀 释 后 的 水 样 1mL 经0. 45m 微孔滤膜过滤后 , 备用 。 若水样较为干净 (如地下水 , 可将水样过滤 后直接进行

6、HP LC 分析 。914 第 29卷增刊 分析试验室 Vol . 29. Supp l . 2010年 5月 Chinese Journal of Analysis Laborat ory 2010-51. 4 色谱分析条件 色谱分离柱 :Ecli p se X DB 2C18色谱柱 (4. 6mm ×150mm ×5m ; 流动相 :l%乙酸水溶液 (pH 3 ; 柱 温 :25 ; 流速 :0. 8mL /min; 检测波长 :250n m; 进样量 :20L; 以保留时间定性 , 外标法定量。 2 结果与讨论 2. 1 HP LC 分析条件的选择 柠檬酸为弱酸 ,

7、在水中易解离 , 需调节流动 相 pH 值以改善柠檬酸在非极性固定相上的分离 选择性 、 色谱峰峰形和色谱峰的重复性 。本文以 1%乙酸水溶液 (pH3 和 0. 02mol/L磷酸二氢钾 溶液 (pH3 作为流动相对柠檬酸的分离效果进行 了比较 。 结果发现 , 两种流动相均具有较好的分 离效果 。 但实际操作中 , 磷酸二氢钾溶液不仅配 制麻烦 , 而且溶液盐浓度较高 , 仪器管路容易出 现结晶 , 造成堵塞 , 对仪器伤害很大 。因此本实 验选用 1%乙酸水溶液作为流动相 。通过查阅文献 5, 6, 本文选择了 214nm 、 250nm 和 254n m 三种波长进行了比较 , 结果如

8、图 1可以看出 , 无论是标准溶液 (图 a (图 b , 柠檬酸均在 图 1 不同波长下柠檬酸的色谱图a 2柠 檬酸标准溶液 ; b 2实 际水样 最高 , 但此处基线波动较大 , 不利于准确定量 , 对 样品分析造成了一定影响 。而在另外两种波长下 基线均较平稳 , 但 254nm 处柠檬酸响应值最小 。 为此 , 本文选择了 250nm 作为柠檬酸的检测波长 。 在上述所选色谱条件下 , 对柠檬酸标准溶液 (50mg/L 、 实际水样及其加标后水样进行了测定 , 发现柠檬酸的保留时间为 3. 24m in, 见图 2 。2a ; ; c 2实 际水样加标将柠檬酸储备液逐级稀释成 5、 1

9、0、 50、 100、 200mg/L的标准系列溶液 , 在优化的色谱分析条 件下依次测定 。以进样浓度 (x 对相应的峰面积 (y 进行线性回归 。 结果发现 , 柠檬酸含量在 5 200mg/L范围内呈线性关系 , 回归方程为 y =0. 124x +0. 854, 相关系数为 0. 9984; 本实验是将废 水样稀释了 100倍后进行的测定 , 在信噪比 (S/ N 为 3的 要 求 下 , 柠 檬 酸 的 方 法 检 出 限 可 达 0. 01mg/L。2. 3 精密度和回收率 将一定量的柠檬酸储备液 (1g/L 加入到 6份 纯水及实际水样中 (根据实际情况可先将水样进 行适当的稀释

10、 , 然后进行精密度和加标回收实 验 , 结果见表 1和表 2。 可以看出 , 该法的相对标 准偏差小于 3. 0%, 水样中柠檬酸的 回收率 在 79. 8%109. 6%之间 , 说明该法回收率较高 , 重 现性较好 。2. 4 实际水样的测定 2010年 3月采集某柠檬酸厂进出口水样 、 附 近废弃的煤矿洞中水样以及周围居民地下井水 , 分析水中的柠檬酸含量 。 结果表明该厂排水进口 0 2 4 第 29卷增刊 分析试验室 Vol . 29. Supp l . 2010年 5月 Chinese Journal of Analysis Laborat ory 2010-5表 1 精密度测定

11、结果 (n =6样品 峰面积 平均值 RS D (%纯水加标 7. 3297. 3107. 1817. 1337. 0997. 0767. 1881. 50实际水样 15. 4215. 2515. 4515. 3016. 2316. 1315. 632. 77表 2 回收率测定结果样品 本底值(mg/L加入量(mg/L测定值(mg/L回收率 (%水样 10 1010. 96109. 6 2018. 3591. 8水样 20 109. 3493. 4 2019. 1495. 7水样 3109. 6 40142. 281. 5 80173. 579. 8柠檬酸含量很高 , 达到 1. 1×104废水经该厂处理后 , , 民地下井水也未发现有柠檬酸检出 , 但该厂附近 废弃的煤矿洞中水样柠檬酸含量则达到 219. 2 mg /L,其原因有待进一步探讨 。3 结论 本文采用直接进样高效液相色谱法测定环境 水样中柠檬酸含量 , 该方法有很好的线性关系 , 相关系数为 0. 9984, 回收率在 79. 8%109. 6%之间 , 该法具有简便灵敏 、 准确快速等优点 , 可适 用于地下水和废水中柠檬酸的检测分析 。参考文献1 陈雪湘 . 浙江化工 , 2007, 38(9 :212 陈兰化 , 管明霞 . 分析试验室 , 200