1、离子色谱分离测定水中常见无机阴离子 p实验目的实验目的p实验原理实验原理p仪器设备及流程仪器设备及流程p实验步骤实验步骤p数据处理数据处理p问题及讨论问题及讨论1实验目的p掌握离子交换色谱的基本原理；p掌握离子色谱仪的组成及基本操作技术；p利用离子色谱分离测定水中常见无机阴离子。2实验原理p不同离子对某一给定离子交换柱中功能基存在亲合力的差异。使用适宜的淋洗剂，水样中待测的阴离子随淋洗液进入离子交换系统中(由保护柱和分离柱组成)时，则在树脂功能基位置发生淋洗剂阴离子与样品阴离子的离子交换平衡，不同样品离子因与固定相的作用力不同而在色谱柱中的保留时间不等，通过柱后可得到分离。p离子色谱基本原理如
2、下:3电电力力 冷却水冷却水/HPW 锅炉蒸汽中的杂质食品食品/饮饮料料 酒酒/饮饮料料/糖果糖果 饮料中有机酸造造纸纸./纸浆纸浆 纸浆纸浆液液处处理水理水 张纸和液体中的离子农业农业 肥料肥料/土壤土壤/植物植物/等等 土壤中离子医学医学 血液血液/尿尿 尿中草酸化化妆妆品品 化化妆妆品品/清清洁剂洁剂/洗洗发发液液 化妆品液体中的阴离子制制药药 化学化学/液体液体 化学品中的重金属领领域域环环境境./污污染染 雨水雨水/河水河水/大气大气/污污水水 雨水中离子城市用水城市用水 自来水自来水/水源水源 自来水中消毒副产物样样品品应应用用化学品化学品 设备设备提取物提取物/聚合物聚合物 环氧
3、类粘合剂中的阴离子电电子子/半半导导体体 高高纯水水 晶片冲洗水晶片冲洗水 高纯水中的离子型杂质金属金属/钢钢材材 表面表面处处理液理液镀 槽槽 冷却水冷却水 电镀 槽中的抗坏血酸 淋洗液 泵色谱柱检测器 泵液分离 检测 记录F-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-进样阀抑制器检测池进样 废废液液样样品品 淋洗液淋洗液 至分离柱至分离柱进样阀进样阀 样样品品 废废液液 淋洗液淋洗液至分离柱至分离柱（）（）（）（）样样品品环环w离子排斥离子排斥 ：离解常数离解常数 和疏水性和疏水性 w离子对离子对 (RP)(RP)：对离子对试剂的亲和力对离子对试剂的亲和力 离子对化合物的疏水性离子
4、对化合物的疏水性w离子抑制离子抑制 (RP)(RP)：在特定在特定 pHpH下的疏水性下的疏水性w反相反相 ：疏水性疏水性 ：离子价态和离子半径慢慢中等中等快快Temporal course淋洗液淋洗液 m 0246810121416Retention time(min)08mSF-NO3-SO42-Cl-NO2-Br-HPO42-02468101214Retention time(min)01234Na+NH4+K+Mg2+Ca2+检测具有电导性化合物的通用型检测器检测具有电导性化合物的通用型检测器 离子色谱最常用的检测器离子色谱最常用的检测器w电化学(安培法)在特定的条件下可对某些化合物直
5、接进行氧化还原反应w 紫外可见光度法 紫外直接吸收或可见光光度法测定选择性强 可进行柱后衍生w 荧光法 HPLCw 测测定溶液流定溶液流过电导过电导池池电电极极时时的的电导电导率率w 可可检测检测大部分离子型化合物大部分离子型化合物溶液溶液至检测池电电极极 检测池w 安装在电导池之前安装在电导池之前w 提高待测离子的电导率提高待测离子的电导率：提高灵敏度提高灵敏度 NaNa+,ClCl-H H+,ClCl-w 降低背景电导降低背景电导 (淋洗液淋洗液):减少噪音减少噪音 NaNa+,HCOHCO3 3-H H2 2COCO3 3Na+,OH-H2O废液Back Ground：Na2CO3/Na
6、HCO3(700S)NaF,NaCl,NaNO3Na2HPO4,Na2SO4Retention timeConductivityNaFNaClNaNO3Na2HPO4Na2SO4Back Ground：Na2CO3/NaHCO3(700S)Retention timeConductivityHFHClHNO3H3PO4H2SO4Retention timeBack Ground：H2CO3(15S)ConductivityCation Anion Total conductivity （）（）（unit：S/m equivalent）离子交离子交换换膜膜 离子交离子交换换膜膜 淋洗液格网淋洗液
7、格网 再生液格网再生液格网 再生液格网再生液格网 自分离 柱 至检 测 池排放排放 检测池或再生液 瓶:样品中的阴离子:样品中的阳离子H2CO3阳离子交换膜阳离子交换膜阳离子交换膜阳离子交换膜溶離液溶離液泵柱废液废液 再生液 加压进样阀 抑制器 检测池05.0010.0015.00Retention time(min)05.010.015.020.0uSF-Cl-NO3-SO4-离子色谱的使用要点29Conc.of standard标准响应值0.005.0010.015.020.0 浓度（ppm)0.005.00e+51.00e+61.50e+62.00e+62.50e+6 响应样品响应值Co
8、nc.of samplew色谱柱、淋洗液的温度色谱柱、淋洗液的温度w淋洗液的浓度与组成淋洗液的浓度与组成w淋洗液的流速淋洗液的流速w淋洗液中的杂质淋洗液中的杂质仪器设备及流程pDIONEX ICS-90 型离子色谱仪，IonPac AS14分离柱，IonPac AG14保护柱，AMMS 微膜抑制器，DS5 电导检测器,Chromeleon色谱控制分析软件。p色谱条件：n淋洗液 3.5 mM Na2CO3/1.0 mM NaHCO3；n泵流速：1.2 mL/min；n抑制器再生液 50 mN H2SO4；n进样量：50ml。35ICS9036实验步骤p标准曲线的绘制：分别量取标准离子贮备溶液(1
9、.0mg/mL)各5.0mL混合，并用去离子水稀释至100mL得浓度H标准液，逐级稀释，配制以下浓度：混合标准溶液各阴离子浓度(mg/L)阴离子 配制浓度H混标所需贮液毫升数 浓度V 浓度IV 浓度III 浓度II 浓度I F-5.0 20 10 5.0 2.5 1.0 Cl-5.0 20 10 5.0 2.5 1.0 NO2-5.0 20 10 5.0 2.5 1.0 Br-5.0 20 10 5.0 2.5 1.0 NO3-5.0 20 10 5.0 2.5 1.0 PO43-5.0 20 10 5.0 2.5 1.0 SO42-5.0 20 10 5.0 2.5 1.0 38实验步骤p样
10、品前处理样品前处理：为了防止保护柱和分离柱系统堵塞，水样必需先经中速定性滤纸除去不溶性颗粒物，适当稀释(根据总矿化度而定，一般稀释10 100 倍)，定容。若样品中含有原油，须静置，待油水分层后取其下部水样进行分析。饮用水样经0.45m微孔滤膜除去悬浮微粒后直接进样。高硬度水在碳酸盐淋洗液中会产生沉淀，必要时要将水样先经过强酸性阳离子交换柱。39实验步骤p测定测定：分别将混合标准溶液与水样经0.45mm的微孔滤膜过滤注入离子色谱仪中，根据保留时间定性，用峰面积或峰高外标法定量。40数据处理p仪器本身带有色谱控制及数据分析软件，可对数据进行自动分析，但本实验要求同学们学会阅读离子色谱图，并从中选取定性及定量分析指标进行数据分析；p根据色谱保留时间定性，峰高或峰面积定量，对数据要求进行线性拟合，估计水样中各阴离子含量在95%置信概率下的置信区间。41问题及讨论p离子色谱与一般意义的高效液相色谱在分离原理、系统构成方面有何异同？p理解抑制器的工件原理；p离子色谱检测方法主要有哪些、适合什么情况下选用？42
