碘的氧化对电感耦合等离子体质谱法测定总碘的影响.pdf

第 卷第 期（总第 期） 年 月 湿法冶金 Hydrometallurgy of China Vol No （Sum ） Apr 碘的氧化对电感耦合等离子体质谱法 测定总碘的影响 曾 凯 ， ， 刘志斌 ， 余文婷 ， 杨亚宣 ， 罗明标 （ 东华理工大学 江西省质谱科学与仪器重点实验室 ， 江西 南昌 ； 南昌市食品药品检验所 南昌市中药质量控制与安全性评价重点实验室 ， 江西 南昌 ） 摘要 ： 研究了以 次氯酸钠溶液为氧化剂氧化碘离子为碘酸根 、 采用 ICP-MS 测定碘 。 结果表明 ： 碘离子氧 化为碘酸根后 ， 测定结果稳定性显著增强 ， 响应值不减弱 ， 解决了碘离子不稳定导致测定结果偏差大的问题 ； 氧化反应对碘的形态有影响 ； 反应速率仅与次氯酸钠用量有关 ， 与反应时间 、 溶液酸度无关 ， 足量的次氯酸钠 即刻会将碘离子氧化为碘酸根离子 。 关键词 ： 电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS） ； 离子色谱法 ； 次氯酸钠 ； 碘离子 ； 碘酸根 ； 测定 中图分类号 ： O 文献标志码 ： A 文章编号 ： -（）- DOI ： j cnki sfyj 收稿日期 ： - 第一作者简介 ： 曾凯（ ） ， 男 ， 江西吉安人 ， 博士研究生 ， 高级工程师 ， 主要研究方向为色谱 、 质谱检测技术应用 。 碘熔点低 、 易挥发 - 。 碘是医药卫生 、 食品 、 地质 、 核安全等领域是重要检测项目之一 。 碘监测 和测定的常用化学方法有滴定法 、 比色法 、 离子色 谱（IC）法、 气相色谱（GC）法、 电感耦合等离子体质谱 （ICP-MS）法 -等 ， 其中 ， ICP-MS 法抗干扰性强 ， 灵 敏度高 ， 可同时测定多种元素 ， 应用更广泛。 痕量碘样品的消解处理可以采用酸法 ： 用强 酸将碘转化为碘离子（I ） ， I 在酸性条件下以易 挥发的碘化氢（HI）形式存在 ， 且易被氧化为碘分 子（I）。 I和 HI 易挥发 ， I 易被吸附 ， 致使碘的 测定波动性大 ， 尤其含量低时测定结果波动甚至 达 。 在酸解样液中加入 NH将溶液转 化为碱性 ， 碱性条件下可避免形成 HI 并降低 I 的还原性 ， 使 I 稳定 ， 但样液盐分过高 、 金属元 素无法同时测定 。 采用碱法熔融消解制备 I 样 品溶液 - ， 技术要求较高 ， 且仍无法解决碘和其 他金属元素需分开处理和检测的问题 。 采用强氧化剂次氯酸钠（ClO ）溶液将 I 氧 化为稳定且不易挥发的碘酸根（IO ） 可有效 避免因 I 的不稳定造成记忆效应高 、 测定结果波 动大等问题 。 但测定时采用极谱法 ， 必须尽量少 用氧化剂并在测定前将其除净 ； 而用 次氯 酸钠溶液 ， 易导致氧化过程耗时过长且难以确定 反应终点问题 。 试验采用 ICP-MS 法研究了用 ClO 氧化 I 为 IO 的反应条件 ， 确定最佳反应 时间 、 ClO 用量 、溶液酸度 ， 并验证 ClO 氧化 ICP-MS 法测定碘的可靠性 。 1 试验部分 1 1 仪器与试剂 Theromo ICS- 离子色谱仪（色谱柱 Di- onex IonPac AS ， mm） ， 赛默飞 iCAP- RQ 电感耦合等离子体质谱仪 。 碘化钾 、 碘酸钾 、 硝酸 ， 均为优级纯 ； 次氯酸钠 溶液 ， 分析纯 ， gmL ； 水 ， 超纯 。 1 2 离子色谱条件 进样量 L ， 流速 mLmin ， 流动相为 mmolL氢氧化钾溶液 ， 柱温 ， 电导检测 。 1 3 ICP-MS 测定条件 测定 I ， 驻留时间 s ， KED 模式 ， 冷却 气体流速 L min ， 辅助气体流速 Lmin ， Plasma Power kW 。 2 试验结果与讨论 2 1 反应时间对 I 转化为 IO 3的影响 准确移取 mL（质量浓度 mgL）I 溶液 万方数据 第 卷第 期曾凯 ， 等 ： 碘的氧化对电感耦合等离子体质谱法测定总碘的影响 于 mL 离心管中 ， 加入 mL ClO 溶液 ， 用 molL HNO溶液定容 。 分别反应 、 、 、 min（检测准备时间 min）后 ， 用离子色谱法分 离 ， 再用 ICP-MS 法测定溶液中的 IO 。 结果如图 所示 ， I 被 ClO 氧化成 IO 的转化率如图 所 示 。 可以看出 ： 出峰顺序依次为 IO 、 ClO Cl 、 NO ， 未检出 I ， 表明 I 已被完全氧化 ； I 氧化为 IO 的反应速度很快 ， I 转化率为 以上 。 图 1 IO3的离子色谱 图 2 反应时间对 I转化率的影响 2 2 溶液酸度对 I 转化为 IO 3的影响 准确移取 mL（质量浓度 mgL）I 溶液 于 mL 离心管中 ， 加入 mL ClO 溶液 ， 分 别用纯水及 、 、 、 、 mmolL 的 HNO溶液定容 ， 静置 ， 反应完全后进行测定 ， 结 果如图 所示 。 图 3 硝酸浓度对 I转化率的影响 由图 看出 ， 不同酸度条件下 ， I 都完全被氧 化为 IO ， 表明 ClO 对 I 的氧化能力极强 ， 基本 不受溶液酸度影响 。 2 3 ClO 用量对 I 转化率的影响 准确移取 mL（质量浓度 mgL）I 溶液 于 mL 离心管中 ， 用移液枪分别移取 、 、 、 mL ClO 溶液加入到离心管 中 ， 用 mmolL 硝酸溶液定容 。 反应后静置 min ， 测定 IO 质量浓度 。 ClO 用量对 I 转 化率的影响试验结果如图 所示 。 图 4 ClO用量对 I 转化率的影响 由图 看出 ： 加入 mL ClO ， 溶液中 ClO 与 I 质量浓度比约为 ， 仅 的 I 被氧化为 IO ， 静止 h 后测定结果几乎无变 化 ， 表明该浓度 ClO 不足以将全部 I 氧化为 IO ； 当 ClO 与 I 质量浓度比达到 时 ， 即 ClO 用量为 mL ， 则 I 被完全氧化 。 IO 与 I 总量之和低于初始量 ， 结合离子色谱图 中未出现新的离子色谱峰来看 ， 表明差值部分转 化成了 I。 即 ClO 用量不足时 ， 溶液中的 I 以 IO 、 I 、 I形式共存 ； ClO 用量为 mL 时 ， 溶液中的 I 全部被氧化为 IO 。 2 4 与传统 ICP-MS 法测定结果的比较 图 为次氯酸钠氧化碘化钾得到的溶液 、 碘 化钾溶液 、 碘酸钾溶液的 ICP-MS 测定碘的标准 曲线（重复测定 次 ， 取平均值）。 可以看出 ： 将 I 氧化为 IO 的测定曲线与用 KIO配制的溶液 的曲线基本一致 ， 线性好 、波动小 ， 检测后清洗 min基线即可稳定 ； 由 KI 配制的溶液的测定曲 线响应值低于前 种溶液的测定曲线 ， 低浓度时 波动较大 ， 且记忆效应严重 ， 至少清洗 min 基 线才能稳定 。 万方数据 湿法冶金 年 月 图 5 不同形式碘的 ICP-MS测定标准曲线 3 结论 将碘离子高效氧化为碘酸根离子 ， 可以优化 ICP-MS 法测定碘 ， 氧化反应仅与次氯酸钠用量 有关 ， 反应速度与溶液酸度无关 。 次氯酸钠氧化 法反应速度快 、 效率高 ， 测定曲线响应值波动小 、 记忆效应低 ， 可用于含 I 物质的测定 。 参考文献 ： ZIMMERMANN M B ，JOOSTE P L ，PANDAV C S Io- dine-deficiency disorders J TheLancet ， ， （） ： - 马宁 ， 毛伟峰 ， 李建文 ， 等 膳食碘缺乏与过量对人类健康的 危害J 卫生研究 ， ， （） ： - 全国盐业标准化技术委员会 制盐工业通用试验方法 碘的测 定 ： GBT S 北京 ： 中国标准出版社 ， DORMAN J W ， STEINBERG S M Analysis of iodide and iodate in Lake Mead ， Nevada using a headspace derivatiza- tiongas chromatography-mass spectrometry J Environ Monit Assess ， ， ： - JUDPRASONG K ，JONGJAIT HET N ，CHAVASIT V Comparison of methods for iodine analysis in food J Food Chemistry ， ， ： - AL-AMMAR A ， REITZNEROV E ， BARNES R M Thori- um and iodine memroy effects in inductively-coupled plasma mass spectrometry J Fresenius Journal ofAnalytical Chemistry ， ， （） ： - 李冰 ， 何红蓼 ， 史世云 ， 等 电感耦合等离子体质谱法同时测 定地质样品中痕量碘溴硒砷的研究 ： ： 不同介质及不同阴 离子形态对测定信号的影响J 岩矿测试 ， ， （） ： - PACQUETTE L H ， LEVENSON A M ， T HOMPSON J J ， et al Total iodine in infant formula and nutritional products by inductivelycoupled plasmamass spectrometry ：first action J Journal of Aoac International ， ， （） ： - 张培新 ， 黄光明 ， 董丽 ， 等 电感耦合等离子体质谱法同时测 定地质样品中锗碘J 岩矿测试 ， ， （） ： - 李冰 ， 何红蓼 ， 史世云 ， 等 电感耦合等离子体质谱法同时 测定地质样品中痕量碘溴硒砷的研究 ： ： 不同介质及不 同阴离子形态对测定信号的影响J 岩矿测试 ， ， （） ： - BRIX K ，HEIN C ，SANDER J M ，et al Simultaneous quantification of iodine and high valent metals via ICP-MS under acidic conditions in complex matrices J Talanta ， ， ： - Effect of Oxidized Iodine on Determination of Total Iodine by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry ZENG Kai ， ， LIU Zhibin ， YU Wenting ， YANG Yaxuan ， LUO Mingbiao （ Jiangxi Key Laboratory for Mass Spectrometry and Instrumentation ， East China University of Technology ，Nanchang ， China ； Nanchang Key Laboratory of Quality and Safety Evaluation of Traditional Chinese Medicine ， Nanchang Institute for Food and Drug Control ， Nanchang ， China） Abstract ： Determination of total iodine by ICP-MS after oxidizing I to IO using NaClOsolution of as oxidant was researched The results show that after iodide being oxidized to iodate ，the determin