離子檢測分析方法

『壹』 離子含量的測定

72.7.2.1 氯離子含量的測定

(1)硝酸銀容量法

適用油氣田水中氯離子含量在100mg/L以上，溴、碘離子合量為氯離子含量的1%以下時的氯離子含量的測定。

試劑

硝酸。

硫酸鋁鉀溶液(10g/L)。

碳酸鈉溶液(0.5g/L)。

硝酸銀標准溶液(0.05mmol/L)。

鉻酸鉀指示劑(0.07mol/L)。

試樣處理

無色、透明、含鹽度高的油氣田水樣，以適當稀釋(稀釋後的試樣，氯離子含量應在500～3000mg/L)即可測定。如水中含有硫化氫、懸浮物或水樣顏色較深時，則需用加硝酸使水樣呈酸性，再煮沸至無硫化氫味;另外用硫酸鋁鉀脫色和消除懸浮物或用灼燒法脫色和消除懸浮物。

測定

量取一定體積油氣田水樣或經處理後的試樣或濾液(試樣中氯離子含量應在10～40mg)於錐形瓶中。加水使總體積為50～60mL，用(1+1)HNO₃或0.5g/LNa₂CO₃溶液調節pH值至6.0～8.5，加1mL0.07mol/L鉻酸鉀指示劑。用硝酸銀標准溶液滴至生成淡橘紅色懸浮物為終點，用同樣方法作空白試驗。

按下兩式分別計算氯離子的量濃度(mmol/L)和質量濃度(mg/L):

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:c(Cl^-)為氯離子的量濃度，mmol/L;ρ(Cl^-)為氯離子的質量濃度，mg/L;c(AgNO₃)為硝酸銀標准溶液濃度，mol/L;V₁為滴定消耗硝酸銀標准溶液的體積，mL;V₀為空白試驗消耗硝酸銀標准溶液的體積，mL;V為量取水樣體積，mL;35.45為氯的摩爾質量數值，單位用g/mol。

(2)離子色譜法

適用於油氣田水中氟、氯、溴、硫酸根離子的測定。進樣100μL時，最低檢測濃度為:F^-0.035mg/L、Cl^-0.05mg/L、Br^-0.2mg/L、SO₄^2-0.3mg/L。

試樣處理

量取1.0mL水樣放入預處理柱中，除去陽離子、機械雜質和有機化合物。流出液收集於10mL瓶中，用水淋洗預處理柱，收集流出液直至刻度，搖勻，用於氟、氯、溴、硫酸根離子的測定。若各組分含量太高，還需進一步稀釋。

色譜條件

陰離子分析柱。

抑制柱。

洗脫液:碳酸鈉溶液1.2～1.4mmol/L。

洗脫液流速為1.0mL/min。

記錄器紙速為4mm/min。

量程:氯離子5kΩ×1V;氟、溴、硫酸根離子5kΩ×50mV。

校準曲線

分別吸取適量的氟離子、氯離子、溴離子和硫酸根離子標准溶液配成4種離子的混合標准系列，含量為見表72.10。

表72.10 氟離子、氯離子、溴離子和硫酸根離子混合標准系列(ρ_B:mg/L)

按色譜條件調好儀器，待基線穩定後，依次注入50μL不同含量的混合標准溶液，記錄各離子的峰高(或峰面積)，並分別繪制各離子的濃度-峰高(或峰面積)校準曲線。

試樣測定

與校準曲線相同條件下，注入50μL試液，記錄器依次記錄各離子的色譜峰。根據各離子的色譜峰高(或峰面積)從相應的標准曲線上求出水樣中氟、氯、溴、硫酸根離子的含量，乘以稀釋倍數，得原水樣中含量(mg/L)。

72.7.2.2 碳酸根、重碳酸根、氫氧根含量的測定

適用於一般油氣田水中碳酸根、重碳酸根和氫氧根含量的測定，及水中共存的硼酸鹽、硅酸鹽、亞硫酸鹽和磷酸鹽等鹼性物質干擾測定。不適用於高含硫化氫、鐵離子、水樣顏色較深和含有緩蝕劑的所謂特殊油氣田水中碳酸根、重碳酸根和氫氧根含量的測定。

試劑

鹽酸標准溶液(0.05mol/L)需准確標定濃度。

甲基橙指示劑(1g/L)。

酚酞指示劑(1g/L)(9+1)乙醇溶液。

分析步驟

移取50～100mL剛開瓶塞的水樣於錐形瓶中，加2～3滴酚酞指示劑，若水樣出現紅色，則用鹽酸標准滴定溶液滴至紅色剛消失，所消耗的鹽酸標准溶液的體積(mL)，記作V₁;再加3～4滴甲基橙指示劑，水樣呈黃色，則繼續用鹽酸標准溶液滴至溶液由黃色突變為橙紅色，所消耗的鹽酸標准滴定溶液的體積(mL)，記作V₂。若加酚酞指示劑後水樣無色，則繼續加甲基橙指示劑至水樣呈黃色，用鹽酸標准滴定溶液滴至橙紅色為終點。

表72.11 碳酸根、重碳酸根和氫氧根的含量關系

當V₁=0時，表明僅有重碳酸根，計算公式如下:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

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當V₁<V₂時，表明有重碳酸根和碳酸根，無氫氧根，碳酸根計算公式如下:

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當V₁=V₂時，表明僅有碳酸根，用上述兩公式計算其含量。

當V₁>V₂時，表明有碳酸根和氫氧根，無重碳酸根，計算公式如下:

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當V₂=0時，表明僅有氫氧根，計算公式如下:

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式中:c(HCO^-₃)為重碳酸根的濃度，mmol/L;ρ(HCO^-₃)為重碳酸根的質量濃度，mg/L;c(CO^2-₃)為碳酸根的量濃度，mmol/L;ρ(CO^2-₃)為碳酸根的質量濃度，mg/L;ρ(OH^-)為氫氧根的量濃度，mmol/L;ρ(OH^-)為氫氧根的質量濃度，mg/L;c(HCl)為鹽酸標准溶液的濃度，mol/L;V₁為加酚酞指示劑時，鹽酸標准滴定溶液的耗量，mL;V₂為加甲基橙指示劑時，鹽酸標准滴定溶液的耗量，mL;61.0、60.01、17.01分別為HCO^-₃、CO^2-₃和OH^-的摩爾質量數值，單位取g/mol。

72.7.2.3 硫酸根含量測定

(1)重量法

適用於油氣田水中含量為80～5000mg/L硫酸根的測定。

試劑

鹽酸。

氫氧化銨。

氯化鋇溶液(100g/L)。

甲基紅指示劑(1g/L)(6+4)乙醇溶液。

試樣制備

移取一定體積水樣(硫酸根含量應在20～150mg)於燒杯中，加2～3滴甲基紅指示劑，加(1+1)HCl酸化樣品。置燒杯於電爐上煮沸5min。攪拌下滴加(1+1)NH₄OH，使溶液呈鹼性，鐵離子以氫氧化物沉澱。待沉澱完全後，趁熱過濾，將杯中沉澱全部移至濾紙，用熱水洗沉澱至濾液無氯離子，濾液和洗滌液一並收集在另一燒杯中。用水沖稀至120～150mL，用於硫酸根測定。

分析步驟

用除去鐵離子的濾液測定硫酸根。向濾液中滴加(1+1)HCl使呈酸性，置燒杯於電爐上，煮沸。攪拌下滴加1mLBa(Cl)₂溶液。煮沸3～5min。於大約60℃靜置4h，用定量濾紙過濾。將燒杯中沉澱全部移至濾紙上，用熱水洗沉澱至濾液無氯離子。將濾紙和沉澱放入已恆量的坩堝中，先在電爐上炭化至濾紙變白，最後將坩堝放入高溫爐中，升溫至800℃，保持30min。停止加熱，待爐溫降到400℃時取出坩堝，並在乾燥器中冷卻至室溫、稱量、再灼燒至恆量。

按下式計算硫酸根含量:

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式中:ρ(SO^2-₄)為氫氧根的質量濃度，mg/L;c(SO^2-₄)為氫氧根的量濃度，mmol/L;m₁為坩堝質量，g;m₂為坩堝加沉澱質量，g;V為試料體積，mL;0.4116為硫酸鋇與硫酸根的換算因數;96.06為硫酸根的毫摩爾質量數值，單位用mg/mmol。

(2)EDTA容量法

適用於硫酸根含量大於10mg/L的油氣田水的測定。

試劑

鹽酸

氫氧化銨-氯化銨緩沖溶液pH=10稱取27gNH₄Cl溶於適量的水中，加197mLNH₄OH，再用水沖稀至1L。

EDTA標准溶液(0.0125mol/L)需准確標定濃度。

鋇、鎂混合標准溶液ρ(Ba，Mg)=1.00mg/mL。

鉻黑T指示劑(5g/L)(1+1)三乙醇銨溶液。

甲基紅指示劑(1g/L)(6+4)乙醇溶液。

分析步驟

移取一定體積水樣(硫酸根含量0.5～7.5mg)於錐形瓶中，加水使總體積為50mL。加1滴甲基紅指示劑，滴加(1+1)HCl至溶液呈紅色，再滴加1～2滴。將試樣煮沸，趁熱加入10.00mL鋇、鎂離子混合標准溶液，邊加邊搖動錐形瓶。將試液再次煮沸，並在近沸的溫度下保持1h，取下靜置冷卻。加10mL氫氧化銨-氯化銨緩沖溶液，加3～4滴鉻黑T指示劑。用EDTA標准溶液滴至純藍色為終點。消耗EDTA標准溶液體積V₁(mL)。

移取50mL蒸餾水於錐形瓶中，依次取10.00mL鋇、鎂混合標准溶液，10mL氫氧化銨-氯化銨緩沖溶液和3～4滴鉻黑T指示劑。用EDTA標准溶液滴至純藍色為終點。消耗EDTA標准溶液體積V₂(mL)。

移取一定體積水樣(硫酸根含量0.5～7.5mg)於錐形瓶中，加水使總體積為50mL，加10mL氫氧化銨-氯化銨緩沖溶液、3～4滴鉻黑T指示劑，用EDTA標准溶液滴至純藍色為終點。消耗EDTA標准溶液V₃(mL)。

按下式計算硫酸根的含量:

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式中:ρ(SO^2-₄)為試液中硫酸根的質量濃度，mg/L;c(EDTA)為EDTA標准溶液濃度，mol/L;V為試液體積，mL;96.06為硫酸根的摩爾質量數值，單位取g/mol。

72.7.2.4 鎂、鈣、鍶、鋇離子含量的測定

適用於油氣田水中鎂、鈣、鍶、鋇(鍶、鋇合量)含量的測定。

(1)配位滴定法

試劑

氯化銨。

鹽酸。

氫氧化銨。

氫氧化銨-氯化銨緩沖溶液(pH=10)稱取27gNH₄Cl溶於適量的水中，加197mLNH₄OH，再用水沖稀至1L。

硫酸鈉溶液(50g/L)。

EDTA標准溶液(0.0125mol/L)。

氫氧化鈉溶液(40g/L)。

鈣試劑指示劑稱取0.5g鈣試劑和硫酸鉀於瑪瑙乳缽中，仔細研磨，保存在乾燥器中。

鉻黑T指示劑(5g/L)(1+1)三乙醇銨溶液。

分析步驟

A.除鐵離子量取一定體積水樣(鈣含量應在100mg)於燒杯中，加水至總體積80mL，加0.3gNH₄Cl，用(1+1)HCl調節至pH3～4。在電爐上煮沸，攪拌下滴加5～10mLNH₄OH煮沸1min。趁熱過濾，用熱水洗沉澱至無氯離子。濾液和洗滌液一並收集在另一燒瓶中，置燒杯於電爐上，煮沸、逐盡氨，冷卻至室溫後，用(1+99)HCl調節至pH3～4。移入250mL容量瓶中，定容、搖勻。用於鎂、鈣、鍶、鋇離子總量的測定。

B.鎂、鈣、鍶、鋇離子總量的測定

移取一定體積濾液於錐形瓶中，加水至總體積80mL，加10mL氫氧化銨-氯化銨緩沖溶液，加3～4滴鉻黑T指示劑。用EDTA標准溶液滴至純藍色為終點，消耗EDTA標准溶液體積V₁(mL)。

C.鎂、鈣離子合量的測定

移取一定體積濾液(鈣含量應在40mg左右)於燒杯中，加水至120mL，置燒杯於電爐上，加熱至微沸，攪拌下滴加10mL硫酸鈉溶液，煮沸3～5min。於約60℃靜置4h，將溶液和沉澱一並移入250mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。放置數分鍾後，在濾紙上干過濾，濾液已除去鋇、鍶離子，用於測定鎂、鈣合量。移取與測鎂、鈣、鍶、鋇離子總量的原水樣體積相同的濾液於錐形瓶中，加水使總體積為80mL，加10mL氫氧化銨-氯化銨緩沖溶液，加3～4滴鉻黑T指示劑。用EDTA標准溶液滴至純藍色為終點，消耗EDTA標准溶液體積V₂(mL)。

D.鈣離子的測定

使用除去鋇、鍶離子得到的濾液測定鈣離子含量。移取與測鎂、鈣離子合量的體積相同的濾液於錐形瓶中，加水至總體積80mL，加10mL40g/LNaOH溶液，加3mg鈣試劑。用EDTA標准溶液滴至純藍色為終點，消耗EDTA標准溶液體積V₃(mL)。

按下列各式計算鎂、鈣、鍶、鋇的含量:

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式中:c(Ca²⁺)為試樣中Ca²⁺的量濃度，mmol/L;ρ(Ca²⁺)為試樣中Ca²⁺的質量濃度，mg/L;c(Mg²⁺)為試樣中Mg²⁺的量濃度，mmol/L;ρ(Mg²⁺)為試樣中Mg²⁺的質量濃度，mg/L;c(Ba²⁺+Sr²⁺)為試樣中Ba²⁺和Sr²⁺的量濃度，mmol/L;ρ(Ba²⁺)為試樣中Ba²⁺和Sr²⁺的質量濃度，以Ba計，mg/L;c(EDTA)為EDTA標准溶液濃度，mol/L;V₁為測鎂、鈣、鍶、鋇離子合量時，EDTA標准滴定溶液耗量，mL;V₂為測鎂、鈣離子合量時，EDTA標准滴定溶液耗量，mL;V₃為測鈣離子時，EDTA標准滴定溶液耗量，mL;V為量取原水樣體積，mL:40.08、24.305、137.34分別為鈣、鎂、鋇離子的摩爾質量數值，單位取g/mol。

(2)離子色譜法

適用於油氣田水中鎂、鈣、鍶、鋇離子含量的測定。進樣100μL時，最低檢測濃度為:Mg²⁺0.10mg/L、Ca²⁺0.20mg/L、Sr²⁺1.20mg/L、Ba²⁺2.00mg/L。

A.鎂、鈣、鍶離子的測定

色譜條件

洗脫液乙二胺(0.8mmol/L)與檸檬酸(1.0mmol/L)混合液。

鎂、鈣、鍶離子分析柱。

記錄器紙速4mm/min。

洗脫液流速0.8mL/min。

量程500Ω×10mV。

校準曲線

分別移取適量的鎂、鈣、鍶標准溶液按表72.12配成3種元素的混合標准系列。

表72.12 鎂、鈣、鍶混合標准系列(ρ_B:mg/L)

按色譜條件將儀器准備好，待基線穩定後。順序注入50μL混合標准系列溶液1～5，根據各離子濃度和記錄的3種離子的峰高(或峰面積)，繪制校準曲線。

試樣測定

按校準曲線同樣條件操作，注入50μL經適當稀釋後的水樣，記錄的3種離子的峰高(或峰面積)，從相應的校準曲線上求出稀釋水樣中鎂、鈣、鍶離子的含量，乘以稀釋倍數，得到原水樣中各離子含量(mg/L)。

B.鋇離子的測定

色譜條件

洗脫液乙二胺硝酸鹽溶液(2mmol/L，pH值5.9～6.1)。

鋇離子分析柱。

記錄器紙速4mm/min。

洗脫液流速0.9mL/min。

量程:200Ω×5mV。

校準曲線

移取適量的鋇標准溶液配成鋇離子標准系列:4.0mg/L、8.0mg/L、16.0mg/L、24.0mg/L、32.0mg/L。

按色譜條件將儀器准備好，待基線穩定後。順序注入50μL鋇離子標准系列溶液，根據鋇離子濃度和記錄的峰高(或峰面積)，繪制校準曲線。

試樣測定

按校準曲線同樣條件操作，注入50μL經適當稀釋後的水樣，記錄的鋇離子的峰高(或峰面積)，從校準曲線上求出稀釋水樣中鋇離子的含量，乘以稀釋倍數，得到原水樣中鋇離子含量(mg/L)。

72.7.2.5 碘、溴離子含量的測定

採用碘量法測定油氣田水中含量大於5mg/L的碘離子及含量大於20mg/L的溴離子。

試劑

碘化鉀。

氯化鈉。

磷酸。

硝酸。

冰乙酸。

飽和溴水。

氫氧化鈉溶液(40g/L)。

碳酸鋅懸浮液將10g碳酸鋅溶於200mL水中，與100mL100g/LNaOH溶液混合。

甲酸鈉溶液(100g/L)。

苯酚乙醇溶液(200g/L)將100g苯酚溶於100mL無水乙醇中，加水至500mL，搖勻。

醋酸鈉溶液(200g/L)。

次氯酸鈉溶液(200g/L)。

硫代硫酸鈉溶液標准溶液(30mmol/L)。

甲基橙指示劑(1g/L)。

澱粉指示劑(5g/L)

水樣處理

量取一定體積水樣於燒杯中，加兩滴硝酸，放置1～2h後，加40g/LNaOH溶液至鐵離子完全沉澱，加5～10mL碳酸鋅懸浮液，在電爐上加熱至微沸，冷卻後移入250mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。干過濾，該濾液已除去硫化氫、鐵離子、錳離子和有機物，用於碘、溴離子的測定。

碘離子的測定

量取一定體積上述處理的濾液(碘離子含量應在1～2mg)於碘量瓶中，加1～2滴甲基橙指示劑，加冰乙酸使溶液呈酸性，再加2～3mL飽和溴水，蓋緊，放置10～15min。滴加甲酸鈉溶液分解過剩溴，直至溴的顏色褪盡，再補加1mL苯酚乙醇溶液，用水沿瓶口沖洗兩次。加8～10mLH₃PO₄、0.5gKI，蓋緊，置於暗處，5min後用硫代硫酸鈉溶液標准溶液滴至淡黃色時加1mL澱粉指示劑，繼續滴至藍色消失為終點，消耗硫代硫酸鈉標准溶液V₁(mL)。同樣方法作空白試驗，空白消耗硫代硫酸鈉標准溶液體積V₀(mL)。

碘、溴離子合量的測定

量取一定體積上述處理的濾液(溴含量應在1～10mg)於碘量瓶中，加水稀釋至50mL，加2mL冰乙酸，滴加40g/LNaOH溶液至沉澱生成為止。然後滴加冰乙酸至沉澱溶解。此時溶液的pH值為6.0～6.5。加5mL200g/LNaAc溶液，如有沉澱出現，則應補加冰乙酸使沉澱完全溶解。在電爐上煮沸2～3min後，在冷水中將試液冷卻至室溫。加0.5gKI(此時試液應無色，否則應重做)。再加20mL(1+1)HCl，加入10mL次氯酸鈉溶液，放置10～15min。蓋嚴，在暗處放置5min，用硫代硫酸鈉標准溶液滴至淡黃色，加1mL澱粉指示劑，繼續滴至溶液藍色褪盡為終點。消耗硫代硫酸鈉標准溶液體積為V₂(mL)。同樣方法作空白試驗(空白中加0.5gNaCl)。空白消耗硫代硫酸鈉標准溶液體積為V₃(mL)。

按下式計算水樣中碘、溴離子含量:

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式中:ρ(I^-)為原水樣中碘離子的質量濃度，mg/L;ρ(Br^-)為原水樣中溴離子的質量濃度，mg/L;c為硫代硫酸鈉標准溶液濃度，mol/L;V₀為測碘空白時，消耗硫代硫酸鈉標准溶液體積，mL;V₁為測碘時，消耗硫代硫酸鈉標准溶液體積，mL;V₂為測碘、溴離子合量時，消耗硫代硫酸鈉標准溶液體積，mL;V₃為測碘、溴離子合量空白時，消耗硫代硫酸鈉標准溶液體積，mL;V'為測碘離子時，量取水樣體積，mL;V″為測碘、溴離子合量時，量取水樣體積，mL;21.15、13.32分別為1/6I與1/6Br的摩爾質量數值，單位取g/mol。

72.7.2.6 硼含量的測定

適用於油氣田水中含量大於10mg/L無機硼的測定。

試劑

甘露醇。

鹽酸。

氯化鋇溶液(100g/L)。

飽和氫氧化鋇溶液。

氫氧化鈉標准溶液(0.05mmol/L)需准確標定。

酚酞指示劑(1g/L)(9+1)乙醇溶液。

甲基紅指示劑(1g/L)(6+4)乙醇溶液。

試樣處理

量取100mL含硼水樣於燒杯中，加兩滴甲基紅指示劑，加(1+1)HCl使呈酸性。煮沸、攪拌下滴加5～10mLBaCl₂溶液，硼酸鹽轉化為硼酸，硫酸根以鋇鹽沉澱下來，二氧化碳、硫化氫則以氣態逸出。再加氫氧化鋇溶液使呈鹼性，煮沸，以除去銨、鐵、鋁離子。冷卻後移入250mL容量瓶中，定容、搖勻，干過濾於錐形瓶中，用於硼的測定。

硼的測定

量取一定體積濾液(硼含量應在2～10mg)於碘量瓶中。加兩滴甲基紅指示劑，滴加(1+1)HCl使呈酸性，煮沸10min逐盡二氧化碳並分解硼酸鹽，立即置於冷水中冷卻。從滴定管逐滴加入氫氧化鈉標准溶液調節試樣溶液的pH值，至溶液由紅色剛變為黃色為止。按每100mL溶液加3g甘露醇的比例加入甘露醇，再加2～3滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標准溶液繼續滴定至溶液變為紅色。再加少許甘露醇，若溶液的紅色消失，則應補滴氫氧化鈉標准溶液，直至紅色不消失為終點。消耗氫氧化鈉標准溶液體積V₁(mL)。以同樣方式做空白試驗，消耗氫氧化鈉標准溶液體積為V₀(mL)。

按下式計算試樣中硼的質量濃度:

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式中:ρ(B)為試樣中硼的質量濃度，mg/L;c為氫氧化鈉標准溶液濃度，mol/L;V₁為測定硼時，消耗氫氧化鈉標准溶液的體積(不包括調節pH值時的耗量)，mL;V₀為空白試驗時，消耗氫氧化鈉標准溶液的體積，mL;V為量取水樣體積，mL;10.81為硼的摩爾質量數值，單位取g/mol。

72.7.2.7 鈉、鉀、鋰、銨離子含量的測定(離子色譜法)

油氣田水中以鈉(鈉+鉀)、鎂、鈣、鋇(鋇+鍶)、氯、硫酸根和重碳酸根(其中鋇和硫酸根離子不能共存於同一水體中)等離子為主。根據溶液電中性原理，所有陰離子帶負電荷的總和，應等於所有陽離子帶正電荷的總和。當測出除鈉離子外的其他5種離子的含量，即可計算出鈉離子(包括鋰、銨、鉀及許多未被測定的陽離子)的含量:

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也可採用離子色譜法等其他方法直接測定鈉、鉀、鋰、銨離子。

離子色譜法適用於油氣田水中鋰、鈉、銨、鉀離子的測定。進樣100μL時，測定限分別為:Li^-0.01mg/L、Na^-0.03mg/L、NH^-₄0.05mg/L、K^-0.20mg/L。

色譜條件

洗脫液硝酸溶液2.8mmol/L。

記錄器紙速4mm/min。

洗脫液流速0.5mL/min。

分析柱鋰、鈉、銨、鉀離子的分析柱。

量程鋰、銨、鉀離子100Ω×5mV，鈉離子100Ω×50mV。

校準曲線

移取適量鋰、銨、鉀標准溶液按表72.13配成鋰、銨、鉀混合標准系列。

表72.13 鎂、鈣、鍶混合標准系列(ρ_B:mg/L)

移取適量的鈉標准溶液配成鈉離子標准系列:5.00mg/L、10.00mg/L、20.00mg/L、30.00mg/L、40.00mg/L、50.00mg/L。

按色譜條件將儀器准備好，待基線穩定後。順序注入50μL鋰、銨、鉀混合標准系列溶液和鈉離子的標准溶液系列。根據各離子濃度和記錄的峰高(或峰面積)，繪制校準曲線。

分析步驟

按校準曲線同樣條件操作，注入50μL經適當稀釋後的水樣，記錄的3種離子的峰高(或峰面積)，從相應的校準曲線上求出稀釋水樣中鋰、銨、鉀、鈉離子的含量，乘以稀釋倍數，得到原水樣中各離子含量(mg/L)。

72.7.2.8 電感耦合等離子體發射光譜法測定油氣田水中鈉、鉀、鈣、鎂等陽離子

方法提要

油氣田水經適當稀釋、酸化後，直接用ICP-AES法測定鈉、鉀、鈣、鎂、鋰、銣、鍶、鋇、硼、硫等元素。以Sc為內標補償高鹽試樣的基體效應。

儀器

電感耦合等離子體發射光譜儀。

試劑

鹽酸。

各元素標准儲備溶液配製見表72.14。

表72.14 各元素標准儲備溶液

由以上標准儲備溶液配製組合標准溶液，見表72.15。表72.15 組合標准溶液

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Sc內標元素溶液ρ(Sc)=100μg/mL用Sc₂O₃(光譜純)配製，測定時通過三通在線引入。

分析步驟

取適量油氣田水，用(5+95)HCl稀釋。一般控制稀釋後試液的總鹽量小於5g/L為宜。

以IRIS-INTREPID型ICP-AES為例的儀器工作參數見表72.16。

表72.16 TJA-IRIS-Intrepid型ICP-AES工作參數

各元素分析譜線波長見表72.17。

表72.17 各元素分析譜線波長

點燃等離子炬，穩定30min以上。以(5+95)HCl為低點，組合標准溶液為高點建立校準曲線，然後分析試樣。校準和分析過程中，通過三通在線引入Sc內標溶液，以補償較高含量的Na造成的基體效應。由計算機根據取樣量和稀釋倍數，給出分析結果。

72.7.2.9 電感耦合等離子體質譜法測定油氣田水中痕量元素

方法提要

油氣田水經適當稀釋、酸化後，直接用ICP-MS法測定鋰、銣、銫、鍶、鋇、硼、溴、碘、鍺、砷、銅、鉛、鋅、鈾等元素。

儀器

電感耦合等離子體質譜儀。

試劑

純化水經純化水系統處理達到18MΩ·cm^-1。

硝酸BVIII級。

單元素標准儲備溶液ρ(B)=1.00mg/mL。

組合標准儲備溶液ρ(B)=20.0μg/mL，見表72.18。

表72.18 組合標准儲備溶液

由組合標准儲備溶液稀釋為ρ(B)=20.0ng/mL的組合標准工作溶液。

內標溶液ρ(Rh，Re)=20.0ng/mL。

分析步驟

取適量油氣田水，用(2+98)HNO₃稀釋。一般控制稀釋後試液的總鹽量小於1g/L為宜，當鹽樣純度較高時，其水不溶物濾液稀釋10～20倍即可。

以TJAExCell型ICP-MS為例的儀器工作參數及選用測定同位素見表72.19(表72.20)。

表72.19 ICP-MS工作參數(以TJAPQ-ExCell型為例)

表72.20 選用同位素、內標

點燃等離子體，穩定15min後，用儀器調試溶液進行參數調試，達到銦(1ng/mL)的計數率大於20000s^-1。

用高純水和20ng/mL組合標准溶液進行校準。以高純水為低點，以組合標准溶液為高點，得到各元素的兩點標准化直線，然後對試樣溶液進行測定。在整個測定過程中，始終通過三通和多道蠕動泵將內標溶液與試樣溶液及空白、標准溶液進行在線混合後引入儀器，計算機監測內標元素計數率的變化，藉此對儀器漂移和試樣溶液的基體效應對待測元素的影響進行實時校正。

計算機根據事先輸入的稀釋倍數，給出分析結果。

注意事項

1)ICP-MS法測定碘時存在較嚴重的記憶效應，在試樣測定的間隔使用蠕動泵快速引入(2+98)氨水清洗進樣系統，可在10s左右使碘的信號強度降至背景水平。

2)較高含量的鍶、鋇、硼採用ICP-AES法的分析結果。

本法還可同時測定Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga、As、Rb、Sr、Cd、Cs、REEs、Hf、Ta、W、Tl、Bi、Th等元素。

『貳』 常見的離子.化合物的分析方法選擇

離子色譜法 ion chromatography, IC
狹義地講，是基於離子性化合物與固定相表面離子性功能基團之間的電荷相互作用實現離子性物質差禪蠢分離和分析的色譜方法；廣義地講，是基於被測物的可離解性（離子性）進行分離的液相色譜方法。
1975年Small發明的離子色譜是以低交換容量離子交換劑作固定相、用含有合適淋洗離子的電解質溶液作流動相使無機離子得以分離，並成功地用電導檢測器連續測定流出物的電導變化。但隨著色譜固定相和檢測技術的發展，非離子交換劑固定相和非電導檢測器也廣泛用於離子性物質的分離分析。根據分離機理，離子色譜可分為離子交換色譜、離子排斥色譜、離子對色譜、離子抑制色譜和金屬離子配合物色譜等幾種分離模式（方式）。其中離子交換色譜是應用最廣泛的離子色譜方法，是離子色譜日常分析工作的主體，通常要採用專門的離子色譜儀進行分析。離子色譜法已經廣泛地用於環境、食品、材料、工業、生物和醫葯等許多領域。

離子色譜儀 離子色譜是高效液相色譜的一種，故又稱高效離子色譜（HPIC）或現代離子色譜，其有別於傳統離子交換色譜柱色譜的主要是樹脂具有很高的交聯度和較低的交換容量，進樣體積很小，用柱塞泵輸送淋洗液通常對淋出液進行在線自動連續電導檢測。
分離的原理是基於離子交換樹脂上可離解的離子與流動相中具有相同電荷的溶質離子之間進行的可逆交換和分析物溶質對交換虛陪劑親和力的差別而被分離。適用於親水性陰、陽離子的分離。
例如幾個陰離子的分離，樣品溶液進樣之後，首先與分析柱的離子交換位置之間直接進行離子交換（即被保留在柱上），如用NaOH作淋洗液分析樣品中的F-、Cl-和SO42-，保留在柱上的陰離子即被淋洗液中的OH-基置換並從柱上被洗脫。對樹脂親和力弱的分析物離子先於對樹脂親和力強的分析物離子依次被洗脫，這就是離子色譜分離過程，淋出液經過化學抑制器，將來自淋洗液的背景電導抑制到最小，這樣當被分析物離開進入電導池時就有較大的可准確測量的電導信號。
離子色譜主要用於環境樣品的分析，包括襲螞地面水、飲用水、雨水、生活污水和工業廢水、酸沉降物和大氣顆粒物等樣品中的陰、陽離子，與微電子工業有關的水和試劑中痕量雜質的分析。
另外在食品、衛生、石油化工、水及地質等領域也有廣泛的應用。
經常檢測的常見離子有：
陰離子：F-, Cl-, Br-, NO2-, PO43-, NO3-, SO42-，甲酸，乙酸，草酸等。
陽離子：Li+, Na+, NH4+, K+, Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+, Fe2+, Fe3+等。
離子色譜儀分離測定常見的陰離子是它的專長，一針樣品打進去，約在20分鍾以內就可得到7個常見離子的測定結果，這是其他分析手段所無法達到的，關於陽離子的測定離子色譜法與AAS和ICP法相比則未顯示出優越性。