⚗️ 水中的钠和钾——火焰发射光谱法（589.0 nm和766.5 nm）配铯缓冲剂
三句话速览
向盛有5 ml氯化铯溶液的50 ml容量瓶中加入不超过40 ml的样品（经0。该检测依据 PN-ISO 9964-3:1994；范围：至10 mg/l的Na和K（取样40 ml → 50 ml）；下限 < 0.1 mg/l；浓度更高时——减小取样体积。整个程序共 6 个步骤；主要用于：饮用水和原水——钠和钾不超过10 mg/l时直接测定，更高时减小取样体积、废水——按国家附页PN-ISO 9964-3/Ak（按Dz.U. 2019 poz. 1311为参比方法）、矿泉水、医疗用水和工艺水——阳离子平衡、软化和除盐过程的控制。
要点速览
- 标准: PN-ISO 9964-3:1994
- 类别: 理化
- 操作步骤数: 6
- 范围: 至10 mg/l的Na和K（取样40 ml → 50 ml）；下限 < 0.1 mg/l；浓度更高时——减小取样体积
- 波长: Na 589.0 nm，K 766.5 nm（干涉滤光片或单色器）
- 电离缓冲剂: HCl中的CsCl 25 g/l——每50 ml加5 ml（约2 g Cs/l）；使用空气／乙炔火焰时必需
概述
该标准另有关于废水的国家附页PN-ISO 9964-3/Ak:1997。
ISO 9964-3:1993规定了用火焰发射光谱法（FES）测定溶解态钠和钾的方法，适用于原水和饮用水。它适用于钠和钾浓度不超过10 mg/l的样品——浓度较高时取较小体积进行分析；两种元素的测定下限均低于0.1 mg/l。只要存在电离抑制剂，原水和饮用水中通常存在的离子就不产生干扰。精密度（1992年实验室间试验）：饮用水钠4.38 mg/l、钾0.37 mg/l；河水63.1和5.28 mg/l；城市废水87.0 mg/l Na——重复性变异系数随水平不同约为2.4 %至30 %。在波兰它以PN-ISO 9964-3:1994施行，废水则适用国家附页PN-ISO 9964-3/Ak:1997；2019年的条例（Dz.U. 2019 poz. 1311［2019年《法律公报》第1311项］）把PN-ISO 9964-3和/Ak列为废水中钠和钾的参比方法（火焰发射光谱法），与按PN-ISO 9964-1和9964-2的原子吸收光谱法并列。
在实验室实践中，钠和钾普遍在火焰中用这两种元素的干涉滤光片测定（钠589.0 nm，钾766.5 nm），并加入抑制电离的氯化铯溶液；另一种方法是按PN-EN ISO 14911的阳离子离子色谱法（钠和钾1.0–100 mg/dm³）。
方法原理
把样品吸入热能足以使其中的钠和钾发出特征辐射的气体火焰中；在钠589.0 nm、钾766.5 nm的波长处测量强度。使用空气／乙炔火焰时必须加入作为电离缓冲剂的氯化铯溶液（使用其他火焰时可以省略）。试剂：浓盐酸（1.18 g/ml）或约16 mol/l硝酸（1.41 g/ml）；氯化铯溶液——25 g CsCl溶于50 ml HCl和450 ml水中，定容至1 l（约20 g Cs/l）；2000 mg/l钠储备液（5.084 g ± 0.005 g NaCl在140 °C ± 10 °C下至少干燥1 h，定容至1000 ml；在聚乙烯容器中至少稳定6个月）和2000 mg/l钾储备液（3.814 g ± 0.005 g KCl同法干燥）——或市售溶液；Na/K标准溶液（各取10 ml储备液定容至1000 ml；1 ml含20 µg Na和20 µg K；新配制）。仪器：带钠、钾适用干涉滤光片的火焰光度计，或发射模式下的原子吸收光谱仪；硼硅玻璃器皿和聚乙烯容器在10 %（体积分数）HNO₃中浸泡、用去离子水冲洗，并且只用于本方法。样品采入洁净的聚乙烯瓶中（ISO 5667-1、-2）；不必用酸保存（测定其他金属时——用HCl或HNO₃调至约pH 1，对样品、标准和空白同样处理）。含颗粒物的样品用经酸洗的0.45 µm滤膜过滤或离心。测定溶液：在50 ml容量瓶中——不超过40 ml样品和5 ml CsCl溶液，用水定容。校准溶液：在50 ml容量瓶中加入0；1.0；2.5；5；10；15；20；25 ml的Na/K标准溶液 + 5 ml CsCl → 0；0.4；1.0；2.0；4.0；6.0；8.0；10.0 mg/l的Na和K。火焰光度计：水 → 刻度的0 %，10 mg/l标准 → 100 %，重复至读数稳定；发射模式的原子吸收光谱仪：用水调零。曲线在10 mg/l以内通常是线性的（用光度计时可能略有弯曲；斜率宜每10个样品检查一次）。计算：ρ_Na = (R − R₀)·V_p/(V_m·b)，ρ_K同理（R、R₀——样品和空白的响应；V_m——取样体积，通常40 ml；V_p——容量瓶50 ml；b——斜率，单位l/mg）；c_Na = ρ_Na/23.0，c_K = ρ_K/39.1 mmol/l。
应用领域
- 饮用水和原水——钠和钾不超过10 mg/l时直接测定，更高时减小取样体积
- 废水——按国家附页PN-ISO 9964-3/Ak（按Dz.U. 2019 poz. 1311为参比方法）
- 矿泉水、医疗用水和工艺水——阳离子平衡、软化和除盐过程的控制
- 配备简易火焰光度计（无空心阴极灯）或发射模式原子吸收光谱仪的实验室
- 常规批量样品——从同一测定溶液中同时测量Na和K
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 范围 | 至10 mg/l的Na和K（取样40 ml → 50 ml）；下限 < 0.1 mg/l；浓度更高时——减小取样体积 |
| 波长 | Na 589.0 nm，K 766.5 nm（干涉滤光片或单色器） |
| 电离缓冲剂 | HCl中的CsCl 25 g/l——每50 ml加5 ml（约2 g Cs/l）；使用空气／乙炔火焰时必需 |
| 校准 | 0；0.4；1.0；2.0；4.0；6.0；8.0；10.0 mg/l的Na和K；光度计：水 = 0 %，10 mg/l = 100 %；10 mg/l以内线性 |
| 样品制备 | 0.45 µm过滤（经酸洗的滤膜）或离心；不作保存处理 |
| 精密度（1992年） | 饮用水Na 4.38 mg/l、K 0.37 mg/l；河水Na 63.1、K 5.28 mg/l；废水Na 87.0 mg/l |
标准
- 标准编号
- PN-ISO 9964-3:1994
- 标准名称（波兰语）
- Jakość wody — Oznaczanie sodu i potasu — Część 3: Oznaczanie sodu i potasu metodą emisyjnej spektrometrii płomieniowej
- 标准名称（英语）
- Water quality — Determination of sodium and potassium — Part 3: Determination of sodium and potassium by flame emission spectrometry
分步操作程序
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采样
采入洁净的聚乙烯瓶（ISO 5667-1、-2）；不必用酸保存；测定其他金属时——用HCl或HNO₃调至约pH 1，对样品、标准和空白同样处理。
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测定溶液
含颗粒物的样品用经酸洗的0.45 µm滤膜过滤（或离心）。向50 ml容量瓶中加入不超过40 ml样品和5 ml氯化铯溶液；用水定容（浓度超过10 mg/l时取较小体积）。
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校准溶液
向50 ml容量瓶中移入0；1.0；2.5；5；10；15；20；25 ml的Na/K标准溶液，加5 ml CsCl并用水定容（0–10.0 mg/l的Na和K）。
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仪器设置
装上待测金属的滤光片；在吸喷校准溶液的同时优化吸喷和火焰。光度计：水 → 0 %，10 mg/l标准 → 100 %，重复至读数稳定；发射模式的原子吸收光谱仪：用水调零。
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校准与测量
吸喷校准溶液（其间用水冲洗），在589.0 nm（Na）和766.5 nm（K）处测量响应，绘制曲线并计算斜率b；吸喷测定溶液（其间用水冲洗），每批测一个空白；约每10个样品检查一次斜率。
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计算
ρ_Na = (R − R₀)·V_p/(V_m·b)，ρ_K同理[mg/l]（V_m通常40 ml，V_p 50 ml）；曲线非线性时从图上读取浓度并按稀释倍数换算；c_Na = ρ_Na/23.0，c_K = ρ_K/39.1 mmol/l。在报告中给出结果和偏离情况。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 带Na、K干涉滤光片的火焰光度计，或发射模式下的原子吸收光谱仪 | 按制造商说明设置；优化吸喷和火焰 | — |
| 燃烧器和供气（空气／乙炔或其他火焰） | 使用其他火焰时可省略铯缓冲剂 | — |
| 50 ml和1000 ml容量瓶、移液管（硼硅玻璃）、聚乙烯瓶 | 用10 % HNO₃清洗，只用于本方法 | — |
| 经酸洗的0.45 µm滤膜或离心机 | 除去颗粒物 | — |
| 干燥箱140 °C ± 10 °C | 干燥NaCl和KCl | — |
试剂、培养基与耗材
| 试剂 | CAS | 详情 |
|---|---|---|
| 氯化铯——HCl中25 g/l的溶液（约20 g Cs/l） | — | 电离缓冲剂 |
| 浓盐酸（1.18 g/ml）或约16 mol/l硝酸（1.41 g/ml） | — | CsCl溶液、器皿清洗、必要时的样品保存 |
| 钠储备液2000 mg/l（5.084 g NaCl/l）和钾储备液2000 mg/l（3.814 g KCl/l） | — | 标准（或市售溶液） |
| Na/K标准溶液，各20 µg/ml | — | 校准溶液（新配制） |
| 去离子水 | — | 稀释、调零、空白 |
职业健康与安全
- 乙炔和其他可燃气体——管路密封、通风、看管燃烧器
- 浓酸（HCl、HNO₃）——护目镜、手套、通风柜
- 灼热的燃烧器和火焰产生的烟气——仪器上方设排风
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-ISO 9964-3:1994 — 《Water quality — Determination of sodium and potassium — Part 3: Determination of sodium and potassium by flame emission spectrometry》。
该方法的原理是什么？
把样品吸入热能足以使其中的钠和钾发出特征辐射的气体火焰中；在钠589.0 nm、钾766.
测量范围和准确度是多少？
范围：至10 mg/l的Na和K（取样40 ml → 50 ml）；下限 < 0.1 mg/l；浓度更高时——减小取样体积；波长：Na 589.0 nm，K 766.5 nm（干涉滤光片或单色器）；电离缓冲剂：HCl中的CsCl 25 g/l——每50 ml加5 ml（约2 g Cs/l）；使用空气／乙炔火焰时必需；校准：0；0.4；1.0；2.0；4.0；6.0；8.0；10.0 mg/l的Na和K；光度计：水 = 0 %，10 mg/l = 100 %；10 mg/l以内线性。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 6 个步骤。标准未对每个步骤给出时长——实际用时取决于实验室自身的操作程序。
需要哪些设备？
带Na、K干涉滤光片的火焰光度计，或发射模式下的原子吸收光谱仪、燃烧器和供气（空气／乙炔或其他火焰）、50 ml和1000 ml容量瓶、移液管（硼硅玻璃）、聚乙烯瓶、经酸洗的0.45 µm滤膜或离心机、干燥箱140 °C ± 10 °C。
该检测用于哪些场景？
饮用水和原水——钠和钾不超过10 mg/l时直接测定，更高时减小取样体积；废水——按国家附页PN-ISO 9964-3/Ak（按Dz.U. 2019 poz. 1311为参比方法）；矿泉水、医疗用水和工艺水——阳离子平衡、软化和除盐过程的控制；配备简易火焰光度计（无空心阴极灯）或发射模式原子吸收光谱仪的实验室；常规批量样品——从同一测定溶液中同时测量Na和K。
需要采取哪些安全防护措施？
乙炔和其他可燃气体——管路密封、通风、看管燃烧器；浓酸（HCl、HNO₃）——护目镜、手套、通风柜；灼热的燃烧器和火焰产生的烟气——仪器上方设排风。
哪家实验室可以开展此项检测？
该检测由通过 ISO/IEC 17025 认可的实验室开展。在 LabCoda 上可按标准编号检索 PN-ISO 9964-3。