高建欣

（汤浅（天津）实业有限公司，天津， 300387）

氢氧化钾被广泛应用在镍氢电池、燃料电池、碱性蓄电池等电源上作电解液，同时也用于电解制氢。此时对杂质含量要求比较严格要，特别是对其中的碳酸根的含量更严格。过高的碳酸根，电解液的电阻将增大，容易结晶，堵塞极板，降低电池容量。目前对氢氧化钾（钠）中的碳酸根含量测定，普遍使用酸碱滴定法[1,2]。然而由于碳酸根含量比较低，用本法测定结果时的精密度和准确度都不理想,误差比较大[3，4]。

化学蒸气发生进样技术已经被广泛应用在ICP-AES测定中[5，6]。尤其以氢化物进样和二氧化碳进样较为普遍。与常规的雾化进样方法比较,化学蒸气发生进样有更高的效率,因而灵敏度和检出限都很好。本研究使用了离线二氧化碳气态发生原位再溶解方法，通过气态进样法测定了氢氧化钾中的微量碳酸根。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

电感耦合等离子体原子发射光谱仪，型号Profile,双铂网雾化器和Scott雾室。

碳酸根标准溶液：1g/L,用基准碳酸钠（105℃烘干2h）配制。盐酸为分析纯。所用实验用水事先要在电炉上煮沸10 min以便驱走溶解的CO2。

1.2 仪器工作条件

等离子体线圈功率1.1kW，冷却气流量18L/min，辅助气流量0.2 L/min，雾化器压力25PSI，样品溶液流量2mL/min，废液流量3mL/min，碳测定波长247.86nm，使用轴向测光。

1.3 实验原理

由于室温下CO2在水中溶解度比较大（室温下1L水可溶解1.45gCO2）[7]，当混合氢氧化钾溶液与稀盐酸时，生成CO2溶解在原水溶液中，当用ICPAES的蠕动泵单管抽取溶液到气液分离室（雾化室）进行气液分离后，二氧化碳将从溶液中分离被测定，此时由于采用气态进样，因而具有很高的灵敏度和较低的检出限。

1.4 试验程序

1.4.1 标准曲线

移取盐酸（1+9）溶液4 mL于100 mL容量瓶中，用无CO2水稀释至约80 mL，准确移取无机碳标准溶液于容量瓶中，水定容后轻轻摇匀。按仪器工作条件，在ICP-AES上测定碳的发射强度，以碳的发射强度对碳酸根（以碳计）质量浓度绘制标准曲线。

1.4.2 样品处理

称取氢氧化钾2.0000 g于100 mL聚四氟乙烯烧杯中,用30mL无二氧化碳水溶解,冷却后转移至100 mL 容量瓶中,缓慢加入盐酸（1+9）50 mL，边加边轻轻混匀，冷却后定容摇匀。

2 结果与讨论

2.1 样品溶液酸化时酸的用量

为了使2g氢氧化钾的水溶液酸化后并使碳酸根全部转变为二氧化碳，试验选择盐酸（1+9）溶液加入量为50mL，结果表明：在该酸量的条件下，碳的发射强度达到最大值，增加酸的加入量，碳的发射强度没有变化，故选择盐酸（1+9）溶液加入量为50mL。

2.2 雾化器压力

试验结果表明：雾化器压力25psi下，碳的发射强度达到最大，因此试验选用25psi的压力来进行气液分离。

2.3 干扰

当样品溶液中存在有机碳时，理论上有机碳也将产生发射强度，但由于本试验雾化器压力比较低（25psi），故有机碳浓度在150 mg·L-1时也没有发现被雾化产生干扰。另外，氢氧化钾中不可能存在有机碳，因此本研究可以不考虑有机碳的干扰。

2.4 校正曲线

按试验方法对无机碳标准溶液系列进行测定，碳的质量浓度在400mg·L-1内呈线性，校正曲线相关系数0.9993；重复测定10次空白溶液，以3σ计算检出限，获得检出限为0.043 mg·L-1;重复测定10次质量浓度为10 mg·L-1碳标准溶液获得相对标准偏差是1.45%。

2.5 样品结果

按试验方法分别测定了3个氢氧化钾样品中碳酸根含量，并与滴定法结果进行对比，结果见表1。由表1可知：本法测定结果与滴定测定结果相符。

表1 氢氧化钾中碳酸盐测定结果（n=5）

参数文献：

［1］H G/T 3688—2000高品质片状氢氧化钾行业标准[S].

［2］王尔贤.评《高品质片状氢氧化钾》行业标准[J].电池工业,2004,9(1):45-48.

［3］阎俊英.返滴定法确定混合碱第一计量点的探讨[J].商丘师范学院学报,2001，17(6)：85-87.

［4］张启伟.混合碱滴定分析中指示剂的选择[J].浙江师大学报自然科学版,1996，19(1)：89-91.

［5］辛仁轩著.等离子体发射光谱分析[M].北京：化学工业出版社,2005:377-386.

［6］Dedina J., Tsalev D. Hydride Generation Atomic Absorption Spectrometry[M].John Wiley&Sons,New York:1995:526-538.

［7］北京师范大学,华中师范大学,南京师范大学.无机化学[M]北京:高等教育出版社,1992：576-577.