CN103149206A - 一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，本发明依据碘离子在有适量钠盐存在的稀硝酸溶液中，能催化硫氰酸铁褪色；在一定范围内，硫氰酸铁的褪色速度与碘离子浓度呈线性关系的原理，随所用试剂浓度的不同，可检测含碘离子浓度不同的试样，有效地解决了现有碘离子检测方法检测微量碘离子误差较大，结果偏离过多的缺点。进一步解决了制盐行业卤水及工业盐中微量碘离子对离子膜制碱企业的影响，不仅可以提高盐产品质量，同时还可以提高盐产品市场占有份额，又可以满足下游企业对原材料质量指标的要求。该方法的成功推广应用将为盐行业的发展起到重要的推动作用，并带来巨大的经济和社会效益。

Description

一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法

 

技术领域：

本发明涉及一种化学检测方法，尤其涉及一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法。

背景技术：

目前，离子膜法制碱采用的原料有工业盐、原卤水加盐水和全卤水，全卤水制碱以其成本低廉、工艺简单而受到世界各国的重视，但全卤水中往往含较高量的碘化物，电解时这些碘化物会以碘酸盐的形式沉淀，导致电流效率降低，离子膜寿命缩短，资料显示，当碘（I^-）含量大于0.4mg/L(甚至0.2mg/L)时，离子膜寿命将大大降低。目前使用的硫代硫酸钠直接滴定法和高锰酸钾法，对测量较高含量的碘比较适合，对物质中微量碘的测量来说，误差较大，结果偏离过多。因此，氯碱行业很难在生产中对离子膜上碘离子的富集量进行控制和预防，往往是发现离子膜电流效率降低了，才能采取措施对离子膜上富集的碘离子进行处理，但处理碘离子又没有什么好的、有效的方法，就只能更换离子膜，这样就增加了生产成本。为此寻找一种能够快速检测出卤水或盐中微量碘离子含量的方法，可以及时对制碱行业和制盐行业生产进行指导，提前预防碘离子大量富集对生产造成的影响，提高企业经济效益和市场竞争力。

发明内容：  

为了解决现有碘离子检测方法检测微量碘离子误差较大，结果偏离过多的缺点，本发明的目的是提供一种能准确检测卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：检测方法的步骤为：

(1)选用下述的检测试剂：

a、碳酸钾溶液，c ₍K₂CO₃₎＝30g／L；

b、硫氰酸钾溶液，c _(KCNS)＝0.1mol／L；

c、硫酸铁铵－硝酸溶液，c(NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O)＝0.124mol／L；

d、硫氰酸钾－钠盐溶液，称取0.0483g钠盐，溶于水，加入0.1mol／L硫氰酸钾溶液10mL，稀释至100mL；

e、碘标准溶液;

(2)绘制标准工作曲线：

吸取不同体积的碘标准溶液分别入10mL比色管，其中碘含量为0～1.2μg，各加碳酸钾溶液0.8mL，用来调解溶液的pH值、稳定离子强度和保持碘以I^-状态存在；用蒸馏水补足到5.0mL，加硫氰酸钾－钠盐溶液1mL，摇匀，以相同的间隔时间从低浓度到高浓度向每份标液中加硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，放置于室温下反应20min～40min，室温在20～30℃时，放置20min；15～20℃时，放置 25min；低于15℃时，放置40min，用1cm比色皿，在460nm波长处，以蒸馏水为参比测定吸光度，以和以上相同的间隔时间测定各标液的吸光度，以碘量为横坐标、吸光度为纵坐标或者以吸光度为横坐标、碘量为纵坐标绘制工作曲线；

(3)试样的测定：

吸取试料液VmL(V中含碘≤1.2μg ，V≤5mL)，加入10mL比色管，加量碳酸钾溶液（5-V）×0.8／5mL，用来调解溶液的pH值、稳定离子强度和保持碘以I^-状态存在；用蒸馏水补足到5.0mL，加硫氰酸钾－钠盐溶液1mL，摇匀，再加硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，并充分摇匀，同时用秒表记时，放置于室温下反应20min～40min，室温在20～30℃时，放置20min；15～20℃时，放置 25min；低于15℃时，放置40min，用1cm比色皿，在460nm波长处，以蒸馏水为参比测定吸光度，在工作曲线上查得试料液V中的碘含量；

(4)结果计算：

试样中的碘含量按以下公式计算                                               

式中：x——在工作曲线上查得的碘含量，单位为μg；V——取样体积，单位为mL。

所述硫酸铁铵－硝酸溶液按下述方法配置：称取6.0g硫酸铁铵〔NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O〕溶于水，慢慢加入硝酸50mL，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度。 

所述钠盐为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、硝酸钠、磷酸钠，碳酸氢钠，磷酸氢二钠，磷酸二氢钠中的一种。

所述碘标准溶液浓度为2μg/ mL,绘制标准工作曲线时吸取的碘标准溶液体积为：0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 mL。

所述间隔时间为1 min。

本发明的目的还可以通过下述技术方案实现：

一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：检测方法的步骤为:

(1)选用下述的检测试剂：

a、碳酸钾溶液， c ₍K₂CO₃₎＝30g／L；

b、硫氰酸钾溶液，c _(KCNS)＝0.0024mol／L；

c、硫酸铁铵－硝酸溶液，c(NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O)＝0.16mol／L； 

d、钠盐溶液， c＝20.8g／L；

e、碘标准溶液；

(2)绘制标准工作曲线：

吸取不同体积的碘标准溶液分别入10mL比色管，其中碘含量为0～0.1μg，各加碳酸钾溶液0.8mL，用来调解溶液的pH值、稳定离子强度和保持碘以I^-状态存在；用蒸馏水补足到5.0mL，加硫氰酸钾溶液1mL，硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，以相同的间隔时间从低浓度到高浓度向每份标液中加钠盐溶液1mL，放置于室温下反应20min～40min，室温在20～30℃时，放置20min；15～20℃时，放置 25min；低于15℃时，放置40min，用1cm比色皿，在460nm波长处，以蒸馏水为参比，再以和以上相同的间隔时间测各标液的吸光度，以碘量为横坐标、吸光度为纵坐标或者以吸光度为横坐标、碘量为纵坐标绘制工作曲线；

(3)试样的测定：

吸取试料液VmL(V中碘含量≤0.1μg，V≤5mL )加入10mL比色管，加碳酸钾溶液（5-V）×0.8／5mL，用来调解溶液的pH值、稳定离子强度和保持碘以I^-状态存在；用水补足到5mL，加硫氰酸钾溶液1mL，硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，摇匀，再加钠盐溶液1mL，并充分摇匀，同时用秒表记时，放置于室温下反应20min～40min，室温在20～30℃时，放置20min；15～20℃时，放置 25min；低于15℃时，放置40min，用1cm比色皿，在460nm波长处，以蒸馏水为参比测定吸光度，在工作曲线上查得试料液V中的碘含量；

(4)结果计算：

试样中的碘含量按一下公式计算

式中：x——在工作曲线上查得的碘含量，单位为μg；V——取样体积，单位为mL。

所述硫酸铁铵－硝酸溶液的配置方法为：称取6.7g硫酸铁铵〔（NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O）〕溶于水，慢慢加入硝酸20mL，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度，此溶液当天配置。

所述钠盐为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、硝酸钠、磷酸钠，碳酸氢钠，磷酸氢二钠，磷酸二氢钠中的一种。

所述碘标准溶液浓度为0.2μg/ mL,绘制标准工作曲线时吸取的碘标准溶液体积为：0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL。

所述间隔时间为1 min。

本发明技术方案一适用于碘含量0.02～3.0μg/mL试样的测定；技术方案二适用于碘含量0.004～0.02μg/mL试样的测定，也可将高浓度试样稀释至此范围使用本方法测定。

本发明的原理：

碘离子在有适量钠盐存在的稀硝酸溶液中，能催化硫氰酸铁褪色。在一定范围内，硫氰酸铁的褪色速度与碘离子浓度呈线性关系，可用于碘的分光光度法测定，因此，本发明的检测方法也可称为硫氰酸铁动力学分光光度法。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种能够准确检测制盐行业卤水及工业盐中微量碘离子含量的方法，该方法可以随所用试剂浓度的不同，检测出浓度范围在0.004～3.0μg/mL（以Ⅰ计）的试样，可帮助企业及时和有效的解决制盐行业卤水及工业盐中微量碘离子对离子膜制碱企业的影响，不仅可以提高盐产品质量，同时还可以提高盐产品市场占有份额，又可以满足下游企业对原材料质量指标的要求。该方法的成功推广应用将为盐行业的发展起到重要的推动作用，并带来巨大的经济和社会效益。

附图说明：

附图1为实施例1试验实例1的工作曲线；

附图2为实施例1试验实例2的工作曲线；

附图3为实施例1试验实例3的工作曲线；

附图4为实施例2的工作曲线。

具体实施方式：

实施例1：

试验实例1：2012年3月17日研发人员按硫氰酸铁动力学法在实验室对原卤水及处理后卤水进行对比检测，其检测数据如下： 

 用表1数据可得附图1的工作曲线。

   

试验实例2：2012年3月18日研发人员按硫氰酸铁动力学法在实验室对原卤水及处理后卤水进行对比检测，其检测数据如下：

用表2数据可得附图2的工作曲线。

试验实例3：2012年3月20日研发人员按硫氰酸铁动力学法在实验室对原卤水及处理后卤水进行对比检测，其检测数据如下：

 用表3数据可得附图3的工作曲线。

实施例2：

2012年8月7日随机抽取生产现场的原卤水样品和处理后的样品，按本发明的硫氰酸铁动力学法进行测定：

首先进行工作曲线的绘制: 吸取碘标准工作液0.00，0.10，0.20，0.30，0.40，0.50mL入10mL比色管，各加碳酸钾溶液0.8mL，用蒸馏水补足到5.0mL，加硫氰酸钾溶液1mL，硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，摇匀，用秒表计时，每间隔1min的时间向每份标液分别加氯化钠溶液1mL，并充分摇匀，放置于室温下反应，实验室室温为20～25℃时，放置20min。用1cm比色皿，在460nm波长处，再以1min的间隔时间测各标液的吸光度，绘制工作曲线。以蒸馏水为参比测定吸光度，得到的吸光度分别如下：0.729、0.634、0.516、0.410、0.319、0.212，绘制工作曲线如附图4，得到线性公式为：y = -5.1943x + 0.7297，（x代表碘含量，y代表吸光度）利用此公式来求得卤水中微量碘含量。

测定过程：

准备四只5ml比色管，编号分别为1、2、3、4。编号1做空白试验，用移液管吸取处理前的卤水10ml至100ml容量瓶中，稀释至刻度摇匀，移取1.00ml稀释后的溶液至编号2、3的5ml比色管中，为平行样。再直接用刻度吸管移取0.5ml处理后的卤水至编号4的5ml比色管中。各加碳酸钾溶液0.8mL，用蒸馏水补足到5.0mL，加硫氰酸钾溶液1mL，硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，摇匀，用秒表计时，每间隔1min的时间向每份溶液分别加氯化钠溶液1mL，并充分摇匀，放置于室温下反应，室温为20～25℃，放置20min。用1cm比色池，在460nm波长处，再以1min的间隔时间测各标液的吸光度，测得其吸光度如下：0.714、0.024、0.025、0.047。将吸光度带入上述公式y = -5.1943x + 0.7297，得到结果为：0.0030,0.1359,0.1357,0.1314.将编号为2、3、4三个结果减去空白0.0030，最后得到数值为：1.3286，1.3267，0.2569(单位ug/ml)。

测定结果：

处理前的卤水碘离子含量为:（1.3286+1.3267）/2=1.3276(ug/ml)

处理后的卤水碘离子含量为：0.2569(ug/ml)。

以下是于2012年8月8-10随机抽取三个时间的原卤水样品和处理后的样品的检测结果:

同时用硫代硫酸钠直接滴定法对处理后的三个样品分别进行检验，检验结果均为0，也就是检测不出样品中的碘含量。

通过对生产中样品的对比测定可以看出，硫氰酸铁动力学法可以准确的检验出物质中微量的碘离子。

Claims (10)

1.一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：检测方法的步骤为：

(1)选用下述检测试剂：

a、碳酸钾溶液，c ₍K₂CO₃₎＝30g／L；

b、硫氰酸钾溶液，c _(KCNS)＝0.1mol／L；

c、硫酸铁铵－硝酸溶液，c(NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O)＝0.124mol／L；

d、硫氰酸钾－钠盐溶液，称取0.0483g钠盐，溶于水，加入0.1mol／L硫氰酸钾溶液10mL，稀释至100mL；

e、碘标准溶液;

(2)绘制标准工作曲线：

吸取不同体积的碘标准溶液分别入10mL比色管，其中碘含量为0～1.2μg，各加适量碳酸钾溶液，用来调解溶液的pH值、稳定离子强度和保持碘以I^-状态存在；用蒸馏水补足到5.0mL，加硫氰酸钾－钠盐溶液1mL，摇匀，以相同的间隔时间从低浓度到高浓度向每份标液中加硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，放置于室温下反应20min～40min，用1cm比色皿，在460nm波长处，以蒸馏水为参比，以和以上相同的间隔时间测定各标液的吸光度，以碘量为横坐标、吸光度为纵坐标或者以吸光度为横坐标、碘量为纵坐标绘制工作曲线；

(3)试样的测定：

吸取试料液VmL，加入10mL比色管，加适量碳酸钾溶液，用来调解溶液的pH值、稳定离子强度和保持碘以I^-状态存在；用蒸馏水补足到5.0mL，加硫氰酸钾－钠盐溶液1mL，摇匀，再加硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，并充分摇匀，同时用秒表记时，放置于室温下反应20min～40min，用1cm比色皿，在460nm波长处，以蒸馏水为参比测定吸光度，在工作曲线上查得试料液V中的碘含量；

(4)结果计算：

试样中的碘含量按以下公式计算                                                

  式中：x——在工作曲线上查得的碘含量，单位为μg；V——取样体积，单位为mL。

2.根据权利要求1所述的一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：所述硫酸铁铵－硝酸溶液按下述方法配置：称取6.0g硫酸铁铵〔NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O〕溶于水，慢慢加入硝酸50mL，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度。

3.根据权利要求2所述的一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：所述钠盐为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、硝酸钠、磷酸钠，碳酸氢钠，磷酸氢二钠，磷酸二氢钠中的一种。

4.根据权利要求3所述的一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：所述碘标准溶液浓度为2μg/ mL，绘制标准工作曲线时吸取的碘标准溶液体积为：0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60 mL。

5.根据权利要求1所述的一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：所述间隔时间为1min。

6.一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：检测方法的步骤为：

(1)选用下述的检测试剂：

a、碳酸钾溶液， c ₍K₂CO₃₎＝30g／L；

b、硫氰酸钾溶液，c _(KCNS)＝0.0024mol／L；

c、硫酸铁铵－硝酸溶液，c(NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O)＝0.16mol／L；

d、钠盐溶液，c＝20.8g／L；

e、碘标准溶液；

(2)绘制标准工作曲线：

吸取不同体积的碘标准溶液分别入10mL比色管，其中碘含量为0～0.1μg，各加适量碳酸钾溶液，用来调解溶液的pH值、稳定离子强度和保持碘以I^-状态存在；用蒸馏水补足到5 mL，加硫氰酸钾溶液1mL，硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，以相同的间隔时间从低浓度到高浓度向每份标液中加钠盐溶液1mL，放置于室温下反应20min～40min，用1cm比色皿，在460nm波长处，以蒸馏水为参比，再以和以上相同的间隔时间测各标液的吸光度，以碘量为横坐标、吸光度为纵坐标或者以吸光度为横坐标、碘量为纵坐标绘制工作曲线；

(3)试样的测定：

吸取试料液VmL加入10mL比色管，加适量碳酸钾溶液，用来调解溶液的pH值、稳定离子强度和保持碘以I^-状态存在；用水补足到5mL，加硫氰酸钾溶液1mL，硫酸铁铵－硝酸溶液2mL，摇匀，再加钠盐溶液1mL，并充分摇匀，同时用秒表记时，放置于室温下反应20min～40min，用1cm比色皿，在460nm波长处，以蒸馏水为参比测定吸光度，在工作曲线上查得试料液V中的碘含量；

(4)结果计算：

试样中的碘含量按一下公式计算

  式中：x——在工作曲线上查得的碘含量，单位为μg；V——取样体积，单位为mL。

7.根据权利要求6所述的一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：所述硫酸铁铵－硝酸溶液的配置方法为：称取6.7g硫酸铁铵〔（NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O）〕溶于水，慢慢加入硝酸20mL，移入100mL容量瓶中，稀释至刻度。

8.根据权利要求7所述的一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：所述钠盐为氯化钠、硫酸钠、碳酸钠、硝酸钠、磷酸钠，碳酸氢钠，磷酸氢二钠，磷酸二氢钠中的一种。

9.根据权利要求8所述的一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：所述碘标准溶液浓度为0.2μg/ mL,绘制标准工作曲线时吸取的碘标准溶液体积为：0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 mL。

10.根据权利要求6所述的一种卤水及工业盐中微量碘离子含量的检测方法，其特征在于：所述间隔时间为1min 。

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