电感耦合等离子体发射光谱内标法测定复混肥料中的氧化钾含量

Determination of Potassium Oxide Content in Compound Fertilizer with ICP-OES Internal Standard Method

梁振芬 Zhenfen LIANG , 吴凡 Fan WU , 马小东 Xiaodong MA , 丁伟 Wei DING

黑龙江质量监督检测研究院黑龙江哈尔滨 150050 Heilongjiang Provincial Quality Supervision and Testing Institute, Harbin 150050, China

摘要：

采用国标规定的方法测定复混肥料中氧化钾含量存在操作繁琐、试验周期长的缺陷。经试验验证，采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)内标法测定复混肥料中的氧化钾含量，相对标准偏差小于0.1%，加标回收率在97.2%~104.0%，精密度、准确度和回收率均较高，是一种快捷、准确、高效的测定复混肥料中氧化钾含量的方法，完全能够满足测定要求。

关键词：

复混肥料; 氧化钾; 电感耦合等离子体发射光谱法;

Abstract：

Determination of potassium oxide content in compound fertilizer with method specified by national standard has some defects such as cumbersome operation and long testing period. Experiments have confirmed that determining potassium oxide content in compound fertilizer with inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) internal standard method is a quick, accuracy and effective method to determine potassium oxide content in compound fertilizer and can fully meet the requirements of determination. With this method, relative standard deviation is less than 0.1%, the recovery is between 97.2% and 104.0%, and it has higher precision, accuracy and recovery rate.

Keyword：

compound fertilizer; potassium oxide; ICP-OES;

随着科学技术的提高、自动化技术的发展，等离子体发射光谱仪的使用率也显著提高；此外，环境问题已成为整个社会关注的焦点，等离子体发射光谱仪的使用可有效减少化学试剂的使用量，从而从根本上减少排放，减轻污染，保护环境。目前，复混肥料中钾含量主要采用国标《复混肥料中钾含量的测定四苯硼酸钾重量法》(GB 8574—2010)测定，但该方法操作繁琐、试验周期长，因而国内外相关领域的工作人员相继提出了一些快捷检测法，主要有四苯硼酸钾容量法^[1]、火焰分光光度计法^[2]、电位滴定法^[3]等。本研究首次采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)内标法测定复混肥料中的氧化钾含量，与GB 8574—2010规定的测定方法相比，不但具有分析速度快、精密度高、重现性好等优点，而且还能减轻对环境的污染。

1 主要仪器和试剂

1.1 主要仪器

700 Series ICP-OES型电感耦合等离子体发射光谱仪，安捷伦科技有限公司；SHA-C型恒温水浴振荡器，温度可控制在(60±1) ℃的往复式振荡器或回旋式振荡器，金坛市中大仪器厂。

仪器条件：φ(氩气)≥99.99%，高频发生器输出功率1.2 kW，等离子体流量15.0 L/min，冷却水流量≥0.8 L/min，辅助气流量1.5 L/min，氩气压力410~690 kPa，水洗时间10 s，样品冲洗时间30 s。

1.2 主要试剂

去离子水、磷酸二氢钾(农残级)、1 000 mg/L钇标准溶液(钢铁研究院)、盐酸(优级纯)。

10 mg/mL氧化钾标准储备液：准确称取在105 ℃下干燥2 h的磷酸二氢钾2.903 6 g于100 mL烧杯中，用适量水溶解后转移至100 mL容量瓶中，加5 mL盐酸，用水稀释至刻度，摇匀。

5 mg/L钇内标溶液：移取1 000 mg/L钇标准溶液5 mL并定容至1 000 mL容量瓶中。

标准工作溶液：用移液枪分别移取10 mg/mL氧化钾储备液1.50，1.75，2.00，2.25和2.50 mL于100 mL容量瓶中，加入5 mL盐酸，加水定容至100 mL，得到含氧化钾质量分数分别为0.015 0%，0.017 5%，0.020 0%，0.022 5%和0.025 0%的标准工作溶液。在上述仪器条件下，通过蠕动泵以及内标混合器在线加内标，将标准工作溶液导入电感耦合等离子体发射光谱仪中进行测定。

1.3 样品溶液的制备

称取含有氧化钾35~45 mg的试样(精确至0.000 1 g)于200 mL容量瓶中，加入150 mL水和10 mL盐酸，摇动容量瓶使试样均匀分散于溶液中；将容量瓶置于(60±1) ℃的恒温水浴振荡器中恒温振荡1 h(振荡频率以容量瓶内试样能自由翻动即可)，然后冷却至室温，用水稀释至刻度，混匀，弃去最初50 mL滤液，干过滤；在与标准工作溶液相同的条件下进行测定。

1.4 数据计算

复混肥料中氧化钾质量分数按下式计算：

图 1

$ w = \frac{{c \times V \times \rho }}{m} $

式中：w—复混肥料中氧化钾质量分数，%；

c—由校准曲线得到的测定液中氧化钾质量分数，%；

V—样品的定容体积，mL；

ρ—室温下水的密度，g/cm³；

m—样品质量，g。

2 试验结果

2.1 标准曲线的绘制

选取含氧化钾质量分数0.015 0%~0.025 0%的氧化钾标准工作溶液，采用等离子体发射光谱仪在上述仪器条件下进行测定，以氧化钾与内标物强度比值为纵坐标，以标准工作溶液浓度为横坐标，得到线性方程y=6 144 324.5c+5 896.7，相关系数为0.999 9，结果表明氧化钾质量分数在0.015 0%~0.025 0%范围内具有良好的线性关系，完全满足测定要求。

2.2 准确度试验

为了评价该测定方法的准确度，采用ICP-OES内标法和GB/T 8573—2010规定的方法测定5个标准样品中的钾含量，试验结果见表 1。

表 1

准确度试验结果 %

复混肥料中氧化钾质量分数		绝对偏差
GB/T 8573—2010	ICP-OES内标法	绝对偏差
15.26	15.18	-0.08
17.93	17.81	-0.12
22.45	22.37	-0.08
17.51	17.60	0.09
24.09	24.21	0.12

由表 1可以看出，采用ICP-OES内标法与GB/T 8573—2010规定的方法所测得数据的绝对偏差均＜±0.2%，说明ICP-OES内标法的准确度较高。

2.3 精密度试验

选取5个不同氧化钾含量的标准样品，由同一操作者在同一台仪器上进行6次平行试验，试验结果见表 2。

表 2

精密度试验结果 %

复混肥料中氧化钾质量分数							相对标准偏差
1	2	3	4	5	6	平均值	相对标准偏差
15.25	15.15	15.17	15.24	15.20	15.17	15.20	0.07
17.90	17.86	17.98	17.94	17.93	17.88	17.92	0.08
22.34	22.42	22.41	22.38	22.37	22.41	22.39	0.07
17.56	17.56	17.47	17.45	17.50	17.51	17.51	0.08
25.35	25.44	25.41	25.38	25.41	25.38	25.40	0.06

由表 2可看出，采用ICP-OES内标法所测得结果的相对标准偏差均＜0.1%，说明该方法精密度较高。

2.4 回收率试验

在相同仪器条件下进行加标回收率试验，试验结果见表 3。

表 3

加标回收率试验结果 %

加标质量分数	实测回收质量分数	回收率
0.010 0	0.010 4	104.0
0.015 0	0.015 5	103.3
0.020 0	0.019 5	97.5
0.025 0	0.024 3	97.2

由表 3可看出，ICP-OES内标法的加标回收率在97.2%~104.0%，回收率较好。

3 结语

经验证，采用精度更高的ICP-OES内标法测定复混肥料中氧化钾含量的精密度、准确度和回收率均较高，完全能够满足复混肥料中氧化钾含量的测定要求，是一种快捷、准确的检测方法。

ckwx 参考文献

李尧.四苯硼钠－季铵盐容量法测钾含量误差分析[J].煤炭与化工, 2014(7):111-112.

沈治蓉, 张晓波, 何红莲.复混肥料中钾含量的火焰光度法测定[J].云南化工, 2011(1):39-41.

董丽丽.自动电位滴定法快速测定钾盐中的钾含量[J].分析实验室, ,2004(1):83-84.