碘分析方法研究概况

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碘分析方法研究概况
梁军;刘宇丽;刘容
【摘要】碘缺乏病仍严重威胁着人的身体健康.当人体严重缺碘会导致甲状腺肿大,生育率降低,婴儿死亡率上升;当人体内碘含量高于某一水平时,会导致人的智力和抵抗疾病的能力下降.因此碘的分析方法是人们极为关注的问题.目前已见报道的有几十种方法,本文仅对目前常用的方法作一总结.
【期刊名称】《江西科学》
【年(卷),期】2010(028)002
【总页数】4页(P182-185)
【关键词】碘;IDD;分析方法
【作者】梁军;刘宇丽;刘容
【作者单位】南昌大学环境与化学工程学院,江西,南昌,330031;南昌大学环境与化学工程学院,江西,南昌,330031;南昌大学环境与化学工程学院,江西,南昌,330031【正文语种】中文
【中图分类】O661.1
碘在元素周期表中为 53号元素,1811年,法国的库特尔 (Courtois,B.1777-1838),用硫酸处理海草灰母液时,发现了碘的存在。

碘的原子序号为 53,原子量为126.904 47。

碘在自然界中的丰度不大,但是一切东西都含有碘,不论坚硬的土块还是岩石,甚至最纯净透明的水晶,都含有相当多的碘原子。

海水里含大量的碘,土壤和流水里含的也不少,动植物和人体里含的更多。

碘是人体必需的微量元素之一,健康
成人体内的碘的总量为 30 mg(20~50 mg),其中 70%~80%存在于甲状腺。

碘的化学性质活泼,化合价 -1、+1、+3、+5和 +7,是一个有多种形态的非金属元素,具有极强的亲生物性和高活动性及易氧化还原、易吸附和易挥发等特点。

碘的这些特性使得碘的测定具有一定难度,主要原因是:许多样品中碘的含量很低,甚至低于0.1μg/g;实验室大量使用碘化物试剂使得环境污染严重。

碘分析的主要难点是样品分解,其是生物样品,由于生物样品碘含量在都处于 ppb级,而分解过程中要保证碘尽可能不挥发损失,不能使分解后样品体积过大,致使在测定中浓度过低。

由于在酸性条件下碘更容易挥发,溶法需大量的酸,解稀释后体积很大,常规酸溶法无法用于碘的分析。

碱熔法需在高温下进行,样品污染问题难以控制,且操作条件下苛刻,需求操作者具有相当的实验经验。

样品同碱液或艾斯卡试剂等碱混合,于马弗炉程序升温后最终在 500~800℃半熔或熔融,用水提取,测定。

此方法因在敞开环境中熔融,对温度控制严格,这样样品要是否完全分解还难确定,M V Frontasyeva(2005)研究发现用 AAS和 ICPMS测定样品时,预处理时在用强酸或强碱来消解样品,这过程并不能保证样品消解完全,而且费时间[1]。

因为还没有一种更好的方法来取代它,这种方法仍为多数实验室进行批量样品分析。

微波密闭溶样在 1974年才用于样品分解,其应用很广[2]。

测碘时将样品置于聚氟乙烯密闭罐中,加入消解液,密闭后在微波消解仪中消化一定时间。

R R Rao等(1991)详细研究了 NAA测定物样品时的微波消解法。

微波消解法在测定金属方面已成为一种非常有效的样品分解方法。

但在用于碘的消解时,由于碘的性质的特殊性,仍有一些技术上的问题。

又称 Chonger燃烧法[3]。

方法是将样品铺在滤纸上,点燃后迅速放进底部有碱性吸收液的充有氧气的烧瓶中,使之充分燃烧。

方法不易掌握,结果一直不很稳定,因此没有普遍应用。

高温热水解法成功用于测定氯、氟的预处理上,考虑到碘的挥发性,分解时易损失,出现了高温热水解做为碘的样品预处理方法[4]。

容量法是测碘的一个重要方法,对于高含量碘的测定准确性较高,应用广泛。

银量法及硫代硫酸钠法是碘的经典测定方法,在智利硝石、海藻、油田水及一些含碘产品中仍广为采用。

薛宏基[5]等用硫代硫酸钠滴定法对食品中的碘含量进行测定,取得了满意的结果,线性范围为 0~4 μg/mL。

银量法的灵敏度稍差,多用于碘含量较高的样品。

光度法是目前在碘分析中最常用的方法,仪器简单,操作方便,检测范围宽,应用广泛。

2.2.1 催化光度法催化光度法是测碘的重要方法之一。

Ce(Ⅳ)-As(Ⅲ)体系空白反应慢、灵敏度高、干扰少、准确性好、容易掌握,应用广泛,测定范围为 0~4
ng/mL。

此方法经几十年来不断发展和改进,常海华[6]对反应温度、反应时间、比色杯等因素进行了系统的实验分析,对方法的操作提出了宝贵的建议,李芳[7]等对水碘测定进行改进,将氢氧化钠、氯化钠、亚砷酸同硫酸配成一种试剂以减少实验的操作误差,获得了满意的线性相关性(0.999 9)。

朱广伟[8]等取消方法中一切水浴装置,改进后,显色过程时间由原来的一个多小时缩短为半小时左右,这么短的时间内室温的变化很小,且只有在加硫酸铈和邻联甲苯胺的几分钟内室温的变化才会对显色有影响,其它时间内的室温变化对所有样品和标准产生同样的影响,对结果无影响,扩大了方法的线性范围,已作为大多数实验室测碘的常规性方法。

但方法也有其自身的缺点:要求操作者要熟练,因为动力学方程对时间敏感,操作者主观性对实验方法的影响较大,往往造成标准曲线相关性不好。

朱清运[9]等用亚硝酸钠催化光度法测定碘,并对亚硝酸钠用量进行了实验性探索,随着亚硝酸钠用量增多,反应速度加快,无亚硝酸钠时,氧化反应不能进行。

当 40 g/L亚硝酸钠用量达到 1.0 mL时,反应速度显著加快,多于 1.5 mL后,反应速度变缓。

刘朝霞[10]等用硫氰酸钾、硫酸铁铵溶液、亚硝酸钠反应体系,碘催化光度法,也得到较满意的结果。

2.2.2 碘淀粉比色法碘淀粉比色法是测碘的一个经典方法,其选择性好、操作简单;
但显色反应不够稳定,灵敏度受多种因素的影响。

王晓东[11]建立了无需消除过量
氧化剂的 H2O2氧化比色法,该法可应用于加 KI碘盐的定量检测,最低检出浓度为
3μg/mL。

李春娟[12]等采用 KOH固定碘,分步浓缩样液后,用高温干法灰化将有机碘全部转化为无机碘,利用碘淀粉比色法测定了饮料中碘。

方法简便、易行。

2.2.3 有机试剂光度法在酸性介质中,碘离子或碘酸根离子可与某些试剂反应生成
有色络合物。

例如,以玫瑰红为络合剂测定食盐中是个常用的半定量分析方法[13]。

该方法受共存离子干扰少,适用的 pH范围宽。

在酸性介质中,碘酸钾与苯二胺反应
生成粉红色化合物,在波长520 nm处测定,该方法简单、快速[14]。

2.3.1 极谱法倪宏刚[15]等建立了测定 K IO3碘盐中碘含量的二次微分简易示波伏安法,此方法无需通氮除氧,其二次微分简易示波伏安峰峰高随 K IO3浓度在一定范围内线性增长,线性范围为3.5×10-6~6.4×10-5mol/L,检出限为1.0×10-6mol/L。

周俊明[16]等用示波极谱法测量地质样品中的痕量碘,取得了满意的效果。

2.3.2 离子选择电极法碘离子选择电极测碘是一种比较简单的方法,其选择性较好,
设备比较简单,操作方便,测定范围宽;但碘离子选择电极的记忆效应等使其应用受到较大的限制,适用于基体较简单、含量变化范围小的物料的测定;地质物料中虽有应用,但不广泛。

宋永年[17]应用离子选择电极法对加碘盐中的碘含量进行了测定,加
标回收率为 98%~101%。

2.3.3 阴极溶出伏安法阴极溶出伏安法是电化学法中测碘最重要的方法,有较低的
检出限,用于微量碘的测定报道较多。

与前几种方法相比,阴极溶出伏安法设备比较
简单,方法灵敏度高、成本低、干扰少,且可直接测定有较深颜色及存在氧化 (或还原)物质的样液。

在环境检测、食品分析和医学保健等领域都有应用。

李吉学[18]
等利用微波消化-阴极溶出伏安法对尿碘进行了测定,选用三电极系统:JM-01型悬汞电极、饱和甘汞电极和铂片电极。

尿碘分析的相对标准偏差为 4.0%(n=7),回收
率为 102.0%。

中子活化最具优势,但其仪器价格高,国内外只有很少的实验室才有配备,因此一般用于样准样品的制作。

M V Frontasyeva[19]采用超热中子活化对土壤碘测定,碘含量在 2.2~15.7 mg/kg。

刘耀华[20]研究了微堆中于活化分析测定质样品中卤素元素的测量条件和测量中的影响因素。

对超热中子活化分析测定 I和 Br进行了研究,碘的检出限为7.8×10-6。

2.5.1 气相色谱法气相色谱法具有分离效能高、分相速度快、试剂用量少等特点。

常用的检测器有电子俘获检测器、火焰电离检测器和热导检测器。

表1列出了气相色谱法测定碘的一些应用实例,见表1[21]。

2.5.2 离子色谱法离子色谱法是 20世纪 70年代后发展起来的一种色谱新技术,具有快速、多种离子连续检测等特点,正逐步发展成为无机阴离子分析的重要方法。

在碘的分析测定中主要用于牛奶、食品和海水中碘的分析测定。

地质标样定值中离子色谱法提供的碘的数据在灵敏度和准确度方面都较好。

2.5.3 高效液相色谱法高效液相色谱 (HPLC)以适用范围广、分离效率高、快速简便和灵敏度高为其特点。

目前 HPLC技术发展很快,并在碘形态分析方面得到了应用研究。

Kirkbright[22]等首次报道了电感耦合等离子体原子发射光谱法 (I CP-AES)测碘的论文,此后,ICP-AES技术测痕量碘的研究开始引起人们的关注。

ICP联用MS、AES、OES等能高效的测定碘,具有相当好的选择性和检测限,样品预处理相对简便,但仪器昂贵,无法用于多数实验室进行常规分析。

Max Haldimann[23]使用 ICP-MS测定废水中的碘结果比较满意。

Eva Niedobova[24]使用ICP-OES测定碘,并用 AS-CE做验证性对比测定,一致性达 96%。

从以上的讨论可以看出碘的分析方法有很多种。

从现有的分析方法来看,基本上能够满足人们对各种样品中碘分析的需要,存在的主要问题是大多数分析方法操作步
骤繁琐,有的还需要经过分离和富集。

因而对于更灵敏、更准确的碘分析方法的研
究仍是人们努力追求的目标之一。

【相关文献】
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