硫酸根离子检测方法

硫酸根含量的测定：

检测硫酸根含量的方法很多，主要有重量法、滴定法、分光光度法、离子色谱法（IC法）、浊度计法、原子吸收法（AAS）、ICP-AES法等。其中，重量法、IC法、浊度计法是检测油田水中硫酸根含量推荐的三种方法；滴定法、分光光度法在油田上的应用较为广泛；光谱法是新型的检测方法。

硫酸根与金属钡离子结合会产生硫酸钡白色沉淀，但有许多不溶性钡盐也为白色，但它们多溶于酸，而硫酸钡不溶于酸。因此检验硫酸根离子时，通常先使用盐酸使实验环境酸化，排除碳酸根的干扰，然后加入可溶钡盐，如氯化钡，以此确定液体是否含有硫酸根离子。

硫酸根离子的生成过程：

1、在水中溶解的硫酸根离子是由于硫酸或可溶性硫酸盐溶于水产生的。硫酸为强电解质，溶于水会迅速发生二级电离，产生两个氢离子和一个硫酸根离子（中学阶段按照教科书描述可以这么认为，但是事实上其第二次电离约为10%左右）。

2、亚硫酸根离子被氧化或三氧化硫溶于水也会产生硫酸根。

3、含硫氨基酸经过氧化分解也会生成硫酸根，且半胱氨酸代谢是人体内硫酸根的主要来源。

电感耦合等离子发射光谱仪（ICP） 是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的仪器。ICP主要应用于 无机元素的定性及定量分析 。 ICP-OES可同时测定元素周期表中多数元素（金属元素及磷、硅、砷、硼等非金属元素），且均有较好的检出限。检测器线性范围可达到4〜5个数M级。

测试样品分类

一、直接测试的无机液体样品

(不需消解的液体样品)

1. 含氢氟酸液体样品须用纯水稀释后测试；纯氢氟酸样品必须注明，否则将损坏测试仪器。

2. 纯盐酸、硝酸、高氯酸、浓硫酸等需特别注明，特别是浓硫酸，否则须承担这些试剂产生的危险实验后果。告知后，一般用纯水稀释测试；

3. 浓酸性水溶液液体（浓度20%以上）样品，非纯酸试剂水溶液液体，一般用纯水稀释测试；

4. 稀酸性（浓度20%以下）液体样品，一般可以直接测试；

5. 水样一般用10%的稀硝酸酸化后测试；

6. 对于强碱性样品，一般浓酸酸化后测试；

7. 以上液体样品量一般需要提供5ml左右溶液，至少3ml以上。

声明：由于测试仪器为ICP光谱仪，所有粉末样品不能直接测试的，直接测试的必须是溶液样品。

二、需要消解的样品

A、含有机溶剂的液体样品：

1. 纯有机液体样品必须消解：纯有机溶剂必须告知是否有毒、加酸加热是否会爆等等危险，否则应该承担由此产生的后果；

2. 含低浓度有机物的水溶液（浓度10%以上的有机水溶液），一般也需消解后测试；

3. 部分含较低浓度有机物的水溶液可能可以直接测试，如含5%以下的有机水溶液，需咨询客户是否需要消解测试；

B、油样、淤泥、粘稠液体、植物粉末、塑料、泡沫、玻璃、陶瓷、金属氧化物及金属等，均需要加酸消解后测试

1. 油样、淤泥、粘稠液体、植物粉末、塑料、泡沫、玻璃、陶瓷等较难消解的样品，一般采用反应釜烘箱加热方式（默认190℃/8h）溶解；

2. 金属及金属氧化物等，较易溶解的样品，一般采用普通加热的方式，例如电热板。

（1）试剂配制

P标准溶液［ρ（P）=100毫克/升］

K标准溶液［ρ（K）=100毫克/升］

Ca标准溶液［ρ（Ca）=100毫克/升］

Mg标准溶液［ρ（Mg）=100毫克/升］

Na标准溶液［ρ（Na）=100毫克/升］

S标准溶液［ρ（S）=100毫克/升］

Fe标准溶液［ρ（Fe）=10毫克/升］

Mn标准溶液［ρ（Mn）=6毫克/升］

Cu标准溶液［ρ（Cu）=4毫克/升］

Zn标准溶液［ρ（Zn）=6毫克/升］

B标准溶液［ρ（B）=2毫克/升］

上述各标准溶液可通过购买、稀释后获得，也可自行配制（参见本节相关内容）。各实验室可根据条件加以选择。钠、硫、硼标准溶液的配制如下：

①钠标准溶液［ρ（Na）=100毫克/升］：准确称取氯化钠（NaCl，105℃干燥4小时，分析纯）0.2542克，溶于去离子水中，定容至1000毫升，摇匀。

②硫标准溶液［ρ（S）=100毫克/升］：准确称取硫酸钾（K2SO4，105℃干燥4小时，分析纯）0.5436克，溶于去离子水中，定容至1000毫升，摇匀。

③硼标准溶液［ρ（B）=100毫克/升］：准确称取干燥的硼酸（H3BO3，优级纯）0.5716克，溶于去离子水中，定容至1000毫升，摇匀后将溶液转入塑料瓶中保存。此为100毫克/升B标准溶液。

上述各标准溶液中，K、Na、Ca、Mg可混配在一起，Fe、Mn、Cu、Zn、B可混配在一起。

（2）操作步骤

制备好的M3浸出液［注12］直接用电感耦合等离子发射光谱仪（ICP）测定各个元素的浓度。

（3）结果计算

ω＝ρ×v/m

式中：ω——土壤某元素的质量分数（毫克/千克）；

ρ——待测液中某元素的浓度（毫克/千克）；

v——浸提液体积（毫升）；

m——风干土样质量（克）。

网上能查到这个方法，但我个人认为硫铁矿中的硫在碱熔的过程中会跑掉一部分。如果想ICP测定一定要想办法把硫完全氧化成硫酸根才更可靠。文中直接用过氧化钠熔融，如果用硫铁矿标物同样品一起熔，用标准物质的标准值来建立标准曲线可能会好些，毕竟熔样过程中是会跑些S的

方法提要

水体中的硫主要是以+6价和-2价的价态存在。对于清洁的地下水和地表水样，硫是以+6价(即以硫酸盐)存在于水体中，-2价的硫含量很低，一般低于0.xmg/L。ICP-AES法通过测定水体中总硫作为水体中硫酸盐的含量。需特别注意的是，对于污染较重的地表水和二价硫化物含量高的水样，则不能用测定总硫作为硫酸盐的含量。

电感耦合等离子体发射光谱法可以同时测定水样中硼和总磷的含量。

本方法适用于地下水、地表水中B、P、S等多种元素的测定。检出限见表81.2。

仪器

电感耦合等离子体发射光谱仪。

试剂

硝酸。

盐酸。

硫酸根标准储备溶液ρ(SO2-4)=1.00mg/mL称取1.8141g无水硫酸钾或1.4786g无水硫酸钠(105～110℃干燥至恒量)溶于少量纯水中，加入20mLHCl，用水定容至1000mL。

磷酸根标准储备溶液ρ(PO3-4)=0.500mg/mL称取0.7165g磷酸二氢钾(105℃烘干)溶于100mL纯水中，加入20mLHCl，用水定容至1000mL。

硼酸标准储备溶液ρ(H3BO3)=0.500mg/mL称取0.2500g干燥H3BO3溶于纯水中，加入10mLHCl，用水定容至500mL。贮存于塑料瓶中。

混合标准溶液ρ(SO2-4)=500mg/L，ρ(H3BO3)=50.0mg/L，ρ(PO3-4)=10.0mg/L，由硫酸根、磷酸根、硼酸标准储备溶液稀释配制。应尽量保持与待测试样的酸度一致。

分析步骤

仪器的工作参数(根据不同仪器型号确定):高频功率1150W曝光时间长波段20s，低波段10s雾化气压力25×6894.76Pa蠕动泵速率100r/min。

各元素的分析谱线及其检出限见表81.2。

表81.2 元素及波长

仪器启动，稳定0.5h后，以(2+98)HNO3为零点，混合标准溶液为各元素高点进行仪器校准。

取25mL按规定过滤的水样，加入0.5mLHNO3，经蠕动泵引入ICP进行测定。直接报出SO2-4、PO3-4和H3BO3的分析结果。

注意事项

1)测定硼所用器皿要用塑料制品。

2)元素含量高于标准溶液高点时应稀释后测定。含量很低的洁净水，可浓缩后测定。

（1）P标准溶液［ρ（P）=100毫克/升］

（2）K标准溶液［ρ（K）=100毫克/升］

（3）Ca标准溶液［ρ（Ca）=100毫克/升］

（4）Mg标准溶液［ρ（Mg）=100毫克/升］

（5）Na标准溶液［ρ（Na）=100毫克/升］

（6）S标准溶液［ρ（S）=100毫克/升］

（7）Fe标准溶液［ρ（Fe）=10毫克/升］

（8）Mn标准溶液［ρ（Mn）=6毫克/升］

（9）Cu标准溶液［ρ（Cu）=4毫克/升］

（10）Zn标准溶液［ρ（Zn）=6毫克/升］

（11）B标准溶液［ρ（B）=2毫克/升］

上述各标准溶液可通过购买、稀释后获得，也可自行配制（参见本节相关内容）。各实验室可根据条件加以选择。

（1）Na标准溶液［ρ（Na）=100毫克/升］

准确称取氯化钠（NaCl，105℃干燥4小时，分析纯）0.2542克，溶于去离子水中，定容至1000毫升，摇匀。（2）S标准溶液［ρ（S）=100毫克/升］准确称取硫酸钾（K2SO4，105℃干燥4小时，分析纯）0.5436克，溶于去离子水中，定容至1000毫升，摇匀。（3）B标准溶液［ρ（B）=100毫克/升］准确称取干燥的硼酸（H3BO3，优级纯）0.5716克，溶于去离子水中，定容至1000毫升，摇匀后将溶液转入塑料瓶中保存。此为100毫克/升B标准溶液。

上述各标准溶液中，K、Na、Ca、Mg可混配在一起，Fe、Mn、Cu、Zn、B可混配在一起。

操作步骤：

制备好的M3浸出液［注释12］直接用电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP）测定各个元素的浓度。

结果计算：

ω＝ρ×v/m

式中：ω——土壤某元素的质量分数（毫克/千克）；

ρ——待测液中某元素的浓度（毫克/千克）；

v——浸提液体积（毫升）；

m——风干土样质量（克）。

注释：

［1］为了避免F-以CaF2形态沉淀和磷的再吸附，应将M3浸提液的pH控制在2.9以下。配制M3浸提剂时应尽量准确，这样可不必每次都测定pH。因为溶液中的F-容易对玻璃电极或复合电极造成损坏。

［2］玻璃器皿会造成对B的污染，橡皮塞尤其是新塞子会严重引起锌的污染，建议最好使用塑料瓶振荡，接收滤液等。如果同时测定大量与微量元素，玻璃与塑料器皿最好事先用0.2%AlCl3或约5%HCl、5%HNO3溶液浸泡过夜，洗净后备用，以防微量元素的污染。

［3］M3法的土壤浸出液常带各种颜色，深浅不一，因土而异。溶液颜色可加入活性炭脱色，但会对锌造成污染，故以不加活性炭为宜。

［4］注意浸提温度的控制。冬季气温较低时可采取一些保暖措施。

［5］比色液中NH＋4和EDTA终浓度高时对P比色均有干扰，NH＋4多时生成蓝色沉淀，EDTA多时不显色或生成白色沉淀。试验表明，在一般钼锑抗比色法的条件下NH＋4不得大于0.01摩尔/升，EDTA不得大于1毫摩尔/升。

［6］研究发现，若在工作曲线中分别加入一定量的M3浸提剂，显色后很快会在较高磷浓度的各点出现沉淀，从而影响测定结果的准确性。故工作曲线配制时不加入M3浸提剂，而是选用空白试验的方法消除误差，可达到较好的效果。

［7］若浸出液中钾的浓度超过测定范围，应用M3浸提剂稀释后再测定。

［8］使用AAS法测定有效Ca、Mg时，浸出液需要用M3浸提剂适当稀释1～20倍后方可测定。

［9］如果条件具备，可直接用电感耦合等离子发射光谱仪进行测定，而不需要稀释；而且在同一浸出液中可同时测定P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B等多种元素。

［10］应特别注意浸提过程的规范化。同时应进行空白测定。

［11］使用AAS法测定有效微量元素Fe、Mn、Cu、Zn时，浸出液需要用M3浸提剂适当稀释后方可测定。一般测Fe时可能稀释1～10倍；测Mn时可能稀释2～10倍；测Cu、Zn时一般不需要稀释。可根据具体情况确定稀释倍数。也可直接用ICP同时测定4种元素。

［12］浸出液应清亮，混浊溶液容易堵塞ICP进样管道，影响测定结果的准确性。

比如硫酸根离子的检验.加氯化钡溶液.利用硫酸根可以与钡离子生成白色的硫酸钡,使溶液变浑浊,出现白色沉淀来判断硫酸根的存在.但是除了硫酸根.碳酸根和亚硫酸根也可以与钡离子生成白色沉淀,但是这两种沉底,遇到盐酸都溶解.而硫酸钡不溶解.所以如果假如盐酸就会排除碳酸根和亚硫酸根的干扰了.

通过用高频等离子体将样品进行离子化的方法测定样品中所含目标元素。用质谱测定产生的离子，从而可以得到目标元素的质/荷比（m/z)，从而进一步分析元素或其同位素。

检测样溶液：用于测量的样品。

校准标准溶液：含有一定浓度待测物的溶液，它可用来做校准曲线。

校准空白溶液：组成与不含待测物的校准用标准溶液相同的溶液。

内标元素：加在具有相同浓度的校准用标准溶液、校准用空白溶液和样品溶液中的元素。这些元素的加入是为了调节分析仪器的使用过程中的非谱线干扰和随时间产生的变化。

实验室空白试剂：一个试剂水或其它空白基体。用处理样品的方法处理该试剂水或其它空白基体，并用分析方法进行测试，其目的是为了测定实验室、设备和试剂的污染或其它干扰（包括与玻璃器皿和其它设备的接触、添加溶剂或试剂）。

为了在痕迹量级测定元素，试剂必须具有极高的纯度。与被测定的最低浓度相比，那些分析物

或试剂、水中的干扰物质的浓度是可以忽略的。

a） 水：ISO 3696：1987中指定的等级为1、用于所有样品溶液的制备和稀释的水。

b） 硫酸：ρ(H2SO4)＝1.84g/ml，95％

c） 硝酸：ρ(HNO3)＝1.40g/ml，65％

d） 过氧化氢：ρ(H2O2 )＝1.10g/ml，30％

e） 盐酸：ρ(HCl)＝1.19g/ml，37％

f） 氢氟酸：ρ(HF)＝ISO 40≈42%；JIS 46≈48％

g） 硼酸（HBO3 ）

h） 铅浓度为1000μg/l的标准溶液

j） 镉浓度为1000μg/l的标准溶液

k） 内标溶液将使用不干扰目标元素的内标元素。而且样品溶液中内标元素的含量必须在可以忽略的量级。Sc，In，Tb，Lu，Re，Rh，Bi和Y可以用来作内标元素。

使用ICP/AES(-OES)时，推荐使用Sc或Y；使用ICP/MS时，推荐使用Rh。内标元素的浓度通常为1000μg/l。

硫酸根硫酸根是硫酸二级电离出的负离子。

在水中溶解的硫酸根离子是由于硫酸或可溶性硫酸盐溶于水产生的。硫酸是强电解质，溶于水会迅速发生二级电离，产生两个氢离子和一个硫酸根离子。硫酸盐也多为可溶性。

亚硫酸根离子被氧化或三氧化硫溶于水也会产生硫酸根。

除此之外，含硫氨基酸经过氧化分解也会生成硫酸根，且半胱氨酸代谢是人体内硫酸根的主要来源。

硫酸根是一个硫原子和四个氧原子通过共价键连接形成的正四面体结构，硫原子位于正四面体的中心位置上，而四个氧原子则位于它的四个顶点，一组氧-硫-氧键的键角为109°28'，而一组氧-硫键的键长为1.44埃。因硫酸根失去两个电子才形成稳定的结构，因此带负电，且很容易与金属离子或铵根结合，产生离子键而稳定下来。

硫酸盐十分常见，且在其固体盐中出现的这个离子常常携带阴离子结晶水，这是由于水分子通过氢键和上面的氧原子相连。

硫酸根与金属钡离子结合会产生硫酸钡白色沉淀，但有许多不溶性钡盐也为白色，但他们多溶于酸，而硫酸钡不溶于酸。因此检验硫酸根离子时，通常先使用盐酸使实验环境酸化，排除碳酸根的干扰，然后加入钡盐，如氯化钡，以此确定液体是否含有硫酸根离子。

硫酸根遇高温会分解为二氧化硫和氧。因此煤在燃烧前都要经过总硫含量测定，以减少有害气体的排放.

硫酸钾是常见的钾肥。

无水硫酸铜可以用于吸水。

二水合硫酸钙俗称石膏，在医学上可以用于固定，也用于进行家居装潢，制造混凝土时也可以使用它控制凝固时间。

硫酸钡又称钡餐，在医学上可以用于消化系统的x光检查。

硫酸是一种强酸，用途广泛。

取自"http://wiki.keyin.cn/index.php/%E7%A1%AB%E9%85%B8%E6%A0%B9"

近代硫酸根离子测定方法比较

ICP- AES法测定剩余 Ba2 + ,间接测定 SO2 -4的具体方法、光谱干扰及有关影响条件 重量法测定 ,通过预处理、沉淀、过滤、灼烧、称重等步骤 ,最后对 Ba SO4沉淀进行称量 火焰原子吸收分光光度法 ,根据反应式 SO2 -4+ Ba Cr O4Ba SO4↓ + Cr O42 -,用原子吸收法测定反应释放出的 Cr O42 -,间接算出 SO42 -的含量

【关键词】：硫酸根离子火焰原子吸收分光光度法间接测定重量法