一种测定溶液中氰根离子浓度的方法与流程

本发明涉及一种测定溶液中氰根离子浓度的方法，属于化学分析
技术领域：
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背景技术：
：游离氰化物是一种剧毒物质，是环境监测和食品分析必检项目之一。国家关于《生活饮用水卫生标准》中规定氰化物浓度的限量为0.05mg/l，国家关于《工业“三废”排放试行标准》对工业废水中氰化物最高允许排放浓度为0.5mg/l(以游离氰根离子浓度计)。目前测定溶液中氰化物浓度的方法主要有容量法和分光光度法（hj484-2009）。无论是容量法还是分光光度法都容易受到其他离子或有色物质的干扰，回收率不稳定，测定结果偏差较大。分光光度法测定时需要进行蒸馏，而氰化物在加热过程中容易分解，造成测定结果不稳定。并且，分光光度法测定过程中需要使用氰化物及吡啶等剧毒物质，这也给实验室带来了安全隐患。技术实现要素：本发明针对现有技术问题，提供一种测定溶液中氰根离子浓度的方法，利用羟钴胺及其盐在溶液中能够亲和氰根离子，与氰根离子结合成稳定的氰钴胺的性质，并通过高效液相色谱检测溶液中氰钴胺的浓度，来计算出氰根离子的浓度。在测定过程中只需要配制氰钴胺的标准溶液，不必配制氰化物标准溶液。测定快速，安全，测定的氰根离子浓度范围广。本发明所述的技术问题是以如下技术方案解决的：一种测定溶液中氰根离子浓度的方法，利用羟钴胺及其盐与溶液中氰根离子结合成氰钴胺的特性，通过高效液相色谱检测溶液中氰钴胺的浓度，再以此来计算出溶液中氰根离子的浓度，计算公式为：c2=（c1·s2·d·26）/（s1·1355）式中：c1——稀释后氰钴胺标准品浓度，mg/l；s1——氰钴胺标准品峰面积；s2——待测样品中氰钴胺的峰面积；c2——待测溶液中氰根离子浓度，mg/l；26——氰根离子（cn-）的摩尔质量，g/mol；1355——氰钴胺的摩尔质量，g/mol；d——待测溶液的稀释倍数。上述测定溶液中氰根离子浓度的方法，所述高效液相色谱检测过程及溶液的配置包括如下步骤：a、待测溶液前处理及羟钴胺溶液的配置：待测溶液使用滤纸进行过滤澄清，并调节待测溶液ph值为3-8；配制羟钴胺浓溶液：称取羟钴胺或羟钴胺盐，用去离子水稀释，羟钴胺或羟钴胺盐的重量与去离子水的体积之比为0.4g：10ml；配制羟钴胺稀溶液：称取羟钴胺或羟钴胺盐，用去离子水稀释，羟钴胺或羟钴胺盐的重量与去离子水的体积之比为0.4g：1000ml；b、待测样品制备：待测溶液中氰根离子浓度低于0.1mg/l的待测样品制备：取100ml容量瓶用待测溶液润洗，加入1ml所述步骤a配制的羟钴胺浓溶液，用待测溶液定容，40℃水浴60min；待测溶液中氰根离子浓度高于0.1mg/l的待测样品制备：取一定容积的容量瓶，向容量瓶中加入容量瓶3/4容积的羟钴胺稀溶液，加入1ml待测溶液，用去离子水或羟钴胺稀溶液定容，40℃水浴60min；用去离子水代替待测样品配置空白样品；c、样品检测：利用高效液相色谱法进行检测：色谱条件：色谱柱为inertsilods-34.6*250mm5um，缓冲溶液为0.05mmol/l的磷酸二氢钾，其ph值为3.0，有机相为乙腈，乙腈与缓冲溶液的体积比为14：86，流速1ml/min，检测波长361nm，进样量20ul；氰钴胺标准品配制：根据氰钴胺标准品给出的含量、水分先配制100mg/l的氰钴胺标准品浓溶液，检测前将氰钴胺标准品浓溶液稀释10-25倍，至浓度为4-10mg/l；检测：分别将步骤b制备的空白样品、待测样品及步骤c制备的氰钴胺稀释后标准品利用高效液相色谱进行检测，并进行图谱分析，结果计算。上述测定溶液中氰根离子浓度的方法，所述步骤a中，待测溶液ph值通过盐酸或者氢氧化钠进行调节。上述测定溶液中氰根离子浓度的方法，所述步骤b中，待测溶液中氰根离子浓度高于0.1mg/l的样品制备中，根据检测的待测样品中的羟钴胺剩余面积百分比选用容积为25-500ml的容量瓶，来调整待测样品的稀释倍数，保证羟钴胺剩余面积百分比为10%以上。上述测定溶液中氰根离子浓度的方法，所述步骤c中，氰钴胺标准品浓溶液的稀释倍数根据样品的出峰面积调整，出峰面积与稀释倍数呈反比，使氰钴胺标准品的峰面积接近样品峰面积。本发明利用羟钴胺及其盐（包括盐酸羟钴胺、醋酸羟钴胺、硫酸羟钴胺等）在溶液中亲和氰根离子，能够与氰根离子结合成稳定无毒的氰钴胺的特性，通过高效液相色谱检测溶液中氰钴胺的浓度，以此计算出氰根离子的浓度。本发明测定方法在待测溶液中的氰根离子浓度为0.01mg/l时，测得的氰钴胺的特征吸收峰仍然很明显，完全可以满足检测需求；样品处理过程中只需要用到羟钴胺及其盐一种试剂，操作简单；测定过程中只需要配置氰钴胺的标准溶液，无需配制氢化物溶液，测定过程更安全。附图说明图1为氰钴胺标准品色谱图；图2为待测溶液中氰根离子浓度为0.01mg/l的待测样品的色谱图；图3为氰钴胺稀释后的标准品与待测溶液的对比图。具体实施方式本发明利用羟钴胺及其盐在溶液中能够亲和氰根离子的特性，羟钴胺及其盐与氰根离子以1：1的比例反应生成稳定的氰钴胺，利用高效液相色谱检测待测样品、氰钴胺稀释后的标准品和空白样品的出峰情况，氰钴胺标准品色谱图是用于计算氰根离子浓度，同时也能显示出氰钴胺的出峰时间，配制氰钴胺标准品浓溶液，根据样品峰面积调整氰钴胺标准品浓溶液的稀释倍数，保证氰钴胺标准品峰面积接近样品峰面积，减少检测误差；空白样品是用来对照羟钴胺出峰时间；待测样品主要看氰钴胺出峰位置和峰面积，同时得到羟钴胺的面积百分比，保证羟钴胺或羟钴胺盐与氰根离子反应过程中氰钴胺或者羟钴胺盐过量。羟钴胺含量过低，则增加待测溶液稀释倍数，保证剩余的羟钴胺峰面积百分比为10%以上。改变容量瓶的容积或者改变待测溶液的加入量来调整待测溶液的稀释倍数。对得到的色谱图进行分析与计算，根据氰钴胺在液相色谱中浓度和峰面积成线性关系：c1/s1=待测样品中氰钴胺浓度/s2，待测溶液中氰根离子浓度c2=待测样品中氰钴胺浓度×分子量之比（26/1355），根据氰钴胺标准品浓度和峰面积计算氰根离子的浓度，计算公式为：c2=（c1·s2·d·26）/（s1·1355）式中：c1——稀释后的氰钴胺标准品浓度，mg/l；s1——氰钴胺标准品峰面积；s2——待测样品中氰钴胺的峰面积；c2——待测溶液中氰根离子浓度，mg/l；26——氰根离子（cn-）的摩尔质量，g/mol；1355——氰钴胺的摩尔质量，g/mol；d——待测溶液的稀释倍数。下面结合具体实施例对本发明方法作进一步详细的说明并验证此方法的线性及重复性。实施例1对本发明方法的线性关系进行验证说明。（1）取已标定浓度为87mg/l的氰化钾标准溶液100ml待用，折算氰根离子浓度为34.8mg/l。（2）称取0.40g醋酸羟钴胺，加入1000ml烧杯中，用去离子水溶解、稀释至1000ml。（3）将氰化钾标定液分别稀释5、10、20、50倍作为待测溶液。（4）取5个100ml容量瓶，每个容量瓶中分别加入容量瓶3/4容积的步骤2配制的醋酸羟钴胺溶液，其中四个容量瓶中分别加入1ml待测溶液，一个容量瓶中加入1ml去离子水做为空白样品，5个容量瓶均用去离子水定容，40℃水浴60min。（5）将高浓度氰钴胺标准品溶液（100.4mg/l）稀释25倍至浓度为4.02mg/l。（6）将上述四个待测样品、空白样品和稀释的氰钴胺标准品用液相色谱进行分析计算，结果如下表1。表1本发明方法计算出的氰根离子浓度与理论折算值对比表样品名称标准品空白稀释5倍稀释10倍稀释20倍稀释50倍计算氰根离子浓度——0mg/l6.96mg/l3.48mg/l1.74mg/l0.696mg/l样品峰面积8701407778638806194997746折算氰根离子浓度——0mg/l6.90mg/l3.44mg/l1.72mg/l0.69mg/l参看表1，本发明测定方法计算出的氰根离子浓度与样品峰面积的相对关系得出r2=1，可以看出本发明方法中氰根离子浓度与氰钴胺峰面积线性关系良好。实施例2对本发明方法的重复性进行验证说明，待测样品中氰根离子浓度低于0.1mg/l。（1）取已标定浓度为87mg/l的氰化钾标准溶液100ml待用，折算氰根离子浓度为34.8mg/l。（2）称取0.40g盐酸羟钴胺，用去离子水溶解、稀释至10ml，制成盐酸羟钴胺浓溶液。（3）将氰化钾标定液先稀释1000倍作为待测溶液。（4）取5个100ml容量瓶，用待测溶液润洗，其中4个容量瓶中分别加入1ml盐酸羟钴胺浓溶液，另外1个容量瓶加入1ml去离子水，5个容量瓶均用待测溶液定容，40℃水浴60min。（5）将高浓度氰钴胺标准品溶液（100.4mg/l）稀释25倍至浓度为4.02mg/l。（6）将上述四个待测样品、空白样品和稀释的氰钴胺标准品用液相色谱进行分析计算，结果如下表2。表2本发明测定低浓度氰根离子的重复性试验结果样品名称标准品空白样品1样品2样品3样品4计算氰根离子浓度——0mg/l0.0348mg/l0.0348mg/l0.0348mg/l0.0348mg/l样品峰面积87089038536385083858538569折算氰根离子浓度——00.0345mg/l0.0345mg/l0.0345mg/l0.0345mg/l实施例3待测样品氰根离子浓度高于0.1mg/l，本发明测定方法重复性验证。（1）取已标定浓度为87mg/l的氰化钾标准溶液100ml待用，折算氰根离子浓度为34.8mg/l。（2）称取0.40g羟钴胺，加入1000ml烧杯中，用去离子水溶解、稀释至1000ml。（3）将氰化钾标定液先稀释10倍作为待测溶液。（4）取5个100ml容量瓶加入容量瓶3/4容积的羟钴胺溶液，其中4个容量瓶分别加入1ml待测溶液，另外1个容量瓶加入1ml去离子水，5个容量瓶均用去离子水定容，40℃水浴60min。（5）将高浓度氰钴胺标准品溶液（100.4mg/l）稀释25倍至4.02mg/l。（6）将上述四个待测样品、空白样品和稀释的氰钴胺标准品用液相色谱进行分析计算，结果如下表3。表3氰根离子浓度高于0.1mg/l的待测样品重复性验证结果样品名称标准品空白样品1样品2样品3样品4计算氰根离子浓度——0mg/l3.48mg/l3.48mg/l3.48mg/l3.48mg/l样品峰面积87056038925389853895138946折算氰根离子浓度——03.449mg/l3.454mg/l3.451mg/l3.451mg/l参看表2和表3，表2中测定氰根离子浓度低于0.1mg/l的待测样品，测得的相对标准偏差为0，表3为测定氰根离子浓度高于0.1mg/l的待测样品，测得的相对标准偏差为0.05%，说明本发明测定方法测定的低浓度和高浓度的氰根离子溶液的精确度都很高，完全可以达到分析要求。参看图1和图2，氰钴胺标准品的高效液相色谱图中，氰钴胺的出峰时间为8.8min；氰根离子浓度为0.01mg/l的待测样品的色谱图中，出峰时间为3min处为羟钴胺的色谱峰，8.8min处为氰钴胺的色谱峰，与氰钴胺标准品中氰钴胺的出峰时间相吻合，且氰钴胺的特征吸收峰很明显，远高于基线噪声，可以用于定量检测。参看图3，色谱线a为氰钴胺标准品，色谱线b为待测样品，可以看出待测样品中氰钴胺的出峰时间与标准品中氰钴胺出峰时间完全相同。当前第1页12