电解质分析仪用标准物质原料纯度定值研究
引用本文:罗婷婷，张鹏辉，张惠，等.电解质分析仪用标准物质原料纯度定值研究[J]. 化学试剂, 2023, 45(12): 104-111.
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2023.0436
背景介绍
标准物质作为分析测量行业中的“量具”，在校准仪器、评价方法、测量物质或材料定值、考核分析、产品质量控制等领域起着至关重要的作用。在实际生产中许多溶液标准物质的原料是高纯试剂，准确可靠的原料纯度值是保证所生产溶液标准物质量值准确的基础，因此在标准物质研制中使用高纯试剂作原料时需对高纯试剂的纯度进行定值测定。用于制备溶液标准物质的无机类高纯试剂很多纯度在99.9%以上，很难直接对其主成分含量进行测试，本文采用杂质扣除法对试剂中的杂质含量分别进行测定，经计算扣除后可得到试剂主成分的纯度值。
文章亮点
1.采用ICP-MS对原料中的未知杂质元素进行半定量分析，对含量高于检出限的杂质元素再采用ICP-MS和ICP-OES进行定量分析；
2.采用氧氮氢分析仪和碳硫分析仪对原料中氧、氮、氢、碳、硫的含量进行测定，离子色谱仪对原料中氟、氯、溴的含量进行测定，通过杂质扣除法得到原料的纯度值；
3.通过对每种分析方法引入的不确定度进行评定，得到原料纯度值的不确定度评定结果。
内容介绍
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
1.2 原料定性分析
1.3 实验方法
原料初干燥：将原料氯化锂、氯化钙分别在490、510 ℃下灼烧6 h，无水醋酸钠在133、137 ℃下干燥4 h，然后移至硅胶干燥器内冷却至室温备用。
1.4 原料纯度定值分析
采用杂质扣除法对高纯试剂无水醋酸钠、氯化锂、氯化钙的纯度进行分析[12]。原料纯度则按下式进行计算：
PM=（1-Pinorganic -PVOC,water）×100% （1）
式中：PM为原料纯度，%；Pinorganic为原料中无机元素的含量，%；PVOC, water为原料中挥发性组分和水分含量，%。
2 结果与讨论
2.1 化学特征反应定性分析结果
钠离子：称取0.5 g无水醋酸钠，加10 mL水溶解，用铂丝环蘸取盐酸在火焰上燃烧至无色，再蘸取醋酸钠溶液在酒精灯外焰上灼烧，出现黄色火焰并在数秒中不消失。
锂离子和钙离子：采用与上述相同的操作，灼烧氯化锂溶液出现紫红色火焰，灼烧氯化钙溶液出现砖红色火焰。
氯离子：分别称取0.1 g氯化锂和0.1 g氯化钙试样，溶解在10 mL蒸馏水中，滴加硝酸银溶液，出现大量的白色沉淀，加入稀硝酸溶液，白色沉淀不溶解，说明溶液中含有氯离子。
醋酸根离子：用FT-IR对无水醋酸钠试样进行扫描测试，将所得到的试样谱图与标准谱图进行对照，结果表明试样谱图中各吸收峰的位置与形状与标准谱图完全相同，峰的相对强度基本一致，因此可以判定试样为无水醋酸钠。
2.2 无水醋酸钠、氯化锂、氯化钙纯度测定
无水醋酸钠中包含的主要无机杂质有12种，氯化锂中主要无机杂质有15种，氯化钙中主要无机杂质有14种。无水醋酸钠中杂质总含量为382.20 μg/kg，氯化锂中杂质总含量为602.67 μg/kg，氯化钙中杂质总含量为519.03 μg/kg。无水醋酸钠中氮、硫总含量为0.00090%，氯化锂中氧、氮、氢、碳、硫总含量为0.00396%，氯化钙中氧、氮、氢、碳、硫总含量为0.00351%。
原料无水醋酸钠中未检出氟、氯、溴，氯化锂与氯化钙中未检出氟和溴，离子色谱仪测氟、氯、溴的检出限分别为0.005、0.001和0.009 μg/mL。原料无水醋酸钠、氯化锂、氯化钙中挥发性组分与水分的含量分别为0.0042%、0.0021%、0.0027%。
2.3 原料纯度测定结果汇总
2.4 原料纯度的不确定度评定
无水醋酸钠纯度测量结果引入的标准不确定度为：
取包含因子k=2，置信概率约为95%，则无水醋酸钠的纯度为99.956%±0.038%。
按照上述不确定度评定过程，分别对原料氯化锂和氯化钙纯度引入的不确定度进行评定。
3 结论
采用ICP-MS、ICP-OES、氧氮氢分析仪、碳硫分析仪、离子色谱仪对原料无水醋酸钠、氯化锂、氯化钙中的无机杂质含量进行分析测定，采用干燥减量法对原料中的挥发性组分与水分含量进行测定，使用杂质扣除法计算得到原料的纯度值。通过对每种分析方法引入的不确定度进行了详细评定，得到原料纯度的不确定度评定结果，原料纯度定值结果可用于标准物质的研制、相关溶液的配制与使用。
