⚗️ 水中的钠——火焰原子吸收光谱法（589.0 nm），以氯化铯为电离缓冲剂
三句话速览
向盛有10 ml氯化铯溶液（HCl中25 g CsCl/l）的100 ml容量瓶中移入2 ml样品（经0。该检测依据 PN-ISO 9964-1:1994 (ISO 9964-1:1993)；范围：5–50 mg/l Na（稀释2 ml → 100 ml）；测量溶液的最佳浓度0.1–1.0 mg/l。整个程序共 7 个步骤；主要用于：饮用水和原水——钠5–50 mg/l（改变稀释倍数可得其他范围）、废水——按国家附页PN-ISO 9964-1/Ak（按Dz.U. 2019 poz. 1311为参比方法）、矿泉水和医疗用水，软化（Ca/Mg交换为Na）和脱盐过程的控制。
要点速览
- 标准: PN-ISO 9964-1:1994 (ISO 9964-1:1993)
- 类别: 理化
- 操作步骤数: 7
- 范围: 5–50 mg/l Na（稀释2 ml → 100 ml）；测量溶液的最佳浓度0.1–1.0 mg/l
- 波长: 589.0 nm；狭缝小于0.3 nm；钠灯、对红光敏感的光电倍增管
- 火焰: 空气／乙炔
概述
ISO 9964-1:1993规定了用火焰原子吸收光谱法（AAS）测定溶解态钠的方法，适用于原水和饮用水的分析。该方法适用于钠浓度为5–50 mg/l的样品；采用不同于第8章所给的稀释系数，可把范围向下或向上扩展。原水和饮用水中通常存在的离子不干扰用AAS测定钠。在波兰该标准以PN-ISO 9964-1:1994施行，废水另有国家附页PN-ISO 9964-1/Ak:1997；2019年的条例（Dz.U. 2019 poz. 1311［2019年《波兰法律公报》第1311项］）把PN-ISO 9964-1和PN-ISO 9964-1/Ak（原子吸收）以及PN-ISO 9964-3（火焰发射光谱）列为废水中钠的参比方法。
在PWr教材《Chemia wody》[水化学]中，钠和钾依据PN-ISO 9964普遍用火焰AAS配这两种元素的灯测定（钠589.0 nm，钾766.5 nm）：向样品中加入氯化铯溶液以抑制电离，把样品直接吸入空气／乙炔火焰并在589.0 nm处测量吸光度，浓度由在该仪器上绘制的标准曲线读出。另一种方法是按PN-EN ISO 14911的阳离子离子色谱法（钠1.0–100 mg/dm³）。
方法原理
向样品中加入作为电离抑制剂的氯化铯溶液，把样品直接吸入原子吸收光谱仪的空气／乙炔火焰，并在589.0 nm波长处测量吸光度。试剂：约11 mol/l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，定容至1 l（约20 g Cs/l）；钠储备液1000 mg/l——2.542 g ± 0.005 g NaCl（在140 °C ± 10 °C下至少干燥1 h）定容至1000 ml，在聚乙烯瓶中至少稳定6个月（或市售溶液）；标准溶液10 mg/l（10 ml储备液定容至1000 ml），新配制。仪器：配空气／乙炔火焰燃烧器、钠空心阴极灯和对红光敏感的光电倍增管的原子吸收光谱仪，建议光谱狭缝宽度小于0.3 nm；硼硅玻璃器皿和聚乙烯容器用10 %（V/V）硝酸清洗并用水冲洗，且只用于本方法。样品采入洁净的聚乙烯瓶中（ISO 5667-1、-2）；通常不必用酸保存——若在样品中还要测定其他金属，可用HCl或HNO₃酸化至约pH 1，但所有样品、标准和空白必须含有相同浓度的同一种酸。含颗粒物的样品用经酸洗的0.45 µm滤膜过滤（或离心）。校准溶液：在一系列100 ml容量瓶中各加10 ml氯化铯溶液，并加入0；1.0；2.0；4.0；6.0；10.0 ml的10 mg/l标准 → 0；0.1；0.2；0.4；0.6；1.0 mg/l Na；该曲线（吸光度对浓度）在0.1–1.0 mg/l范围内通常是线性的。曲线为线性时的计算：ρ_Na = (A − A₀)/b · V_p/V_m（mg/l），其中A和A₀分别为样品和空白的吸光度，b为曲线斜率（l/mg），V_m为分取体积（通常2 ml），V_p为容量瓶体积（100 ml）；c_Na = ρ_Na/23.0（mmol/l）。
应用领域
- 饮用水和原水——钠5–50 mg/l（改变稀释倍数可得其他范围）
- 废水——按国家附页PN-ISO 9964-1/Ak（按Dz.U. 2019 poz. 1311为参比方法）
- 矿泉水和医疗用水，软化（Ca/Mg交换为Na）和脱盐过程的控制
- 配经典火焰AAS的实验室——按第2部分与钾（766.5 nm）一并测定
- 锅炉水和工艺水——除盐后钠的控制
关键参数
| 参数 | 数值 |
|---|---|
| 范围 | 5–50 mg/l Na（稀释2 ml → 100 ml）；测量溶液的最佳浓度0.1–1.0 mg/l |
| 波长 | 589.0 nm；狭缝小于0.3 nm；钠灯、对红光敏感的光电倍增管 |
| 火焰 | 空气／乙炔 |
| 电离缓冲剂 | HCl中的CsCl 25 g/l——每100 ml测量溶液加10 ml（约2 g Cs/l） |
| 校准 | 0；0.1；0.2；0.4；0.6；1.0 mg/l Na；0.1至1.0 mg/l线性；约每10个样品检查一次斜率 |
| 样品制备 | 经0.45 µm过滤（用经酸洗的滤膜）或离心；不作保存处理（或用HCl/HNO₃调至约pH 1，样品与标准同样处理） |
标准
- 标准编号
- PN-ISO 9964-1:1994 (ISO 9964-1:1993)
- 标准名称（波兰语）
- Jakość wody — Oznaczanie sodu i potasu — Część 1: Oznaczanie sodu metodą absorpcyjnej spektrometrii atomowej
- 标准名称（英语）
- Water quality — Determination of sodium and potassium — Part 1: Determination of sodium by atomic absorption 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）；通常不必用酸保存；若还要测定其他金属，用HCl或HNO₃酸化至约pH 1——此时标准和空白必须含有同一种酸。
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测量溶液的制备
含颗粒物的样品用经酸洗的0.45 µm滤膜过滤（或离心）。向100 ml容量瓶中各加10 ml氯化铯溶液，移入2 ml样品并用水定容；浓度落在0.1–1.0 mg/l之外时，改变样品的体积。
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校准溶液
向一系列盛有10 ml CsCl的100 ml容量瓶中加入0；1.0；2.0；4.0；6.0；10.0 ml的10 mg/l标准并用水定容（0–1.0 mg/l Na）。
-
光谱仪的设置
在吸喷校准溶液的同时优化吸喷速度、火焰类型和光束位置；用水把吸光度调零。
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校准
吸喷校准溶液（其间用水冲洗），在589.0 nm处测量吸光度，绘制吸光度－浓度曲线并计算斜率b（l/mg）；约每10个样品检查一次斜率。
-
样品和空白的测量
吸喷测量溶液（其间用水冲洗）并记录吸光度；每批用水代替样品做一个空白。
-
计算
ρ_Na = (A − A₀)/b · V_p/V_m [mg/l]（V_m通常2 ml，V_p 100 ml）；曲线非线性时从图上读出浓度并按稀释倍数换算；c_Na = ρ_Na/23.0 mmol/l。在报告中给出结果。
所需设备与仪器
| 设备 | 示例 | 参考价格 |
|---|---|---|
| 配空气／乙炔燃烧器的原子吸收光谱仪 | 按制造商说明设置，优化吸喷和火焰 | — |
| 钠空心阴极灯和对红光敏感的光电倍增管 | 光谱狭缝小于0.3 nm | — |
| 100 ml和1000 ml容量瓶、2 ml和10 ml移液管（硼硅玻璃） | 用10 % HNO₃清洗，只用于本方法 | — |
| 聚乙烯瓶 | 样品的采集与保存、储备液 | — |
| 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 | — |
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） | — | 抑制钠在火焰中的电离 |
| 约11 mol/l盐酸或约16 mol/l硝酸 | — | CsCl溶液、玻璃器皿的清洗（10 % HNO₃）、必要时的样品保存 |
| 钠储备液1000 mg/l（2.542 g NaCl/l）和标准溶液10 mg/l | — | 校准 |
| 去离子水 | — | 稀释、调零、空白 |
| 乙炔和压缩空气 | — | 火焰用气体 |
职业健康与安全
- 乙炔——气路须有安全装置，保持通风，检查密封性；不得让燃烧器无人看管
- 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——光谱仪上方设排风
常见问题
该检测依据哪项标准？
该检测依据的标准为 PN-ISO 9964-1:1994 (ISO 9964-1:1993) — 《Water quality — Determination of sodium and potassium — Part 1: Determination of sodium by atomic absorption spectrometry》。
该方法的原理是什么？
向样品中加入作为电离抑制剂的氯化铯溶液，把样品直接吸入原子吸收光谱仪的空气／乙炔火焰，并在589.0 nm波长处测量吸光度。
测量范围和准确度是多少？
范围：5–50 mg/l Na（稀释2 ml → 100 ml）；测量溶液的最佳浓度0.1–1.0 mg/l；波长：589.0 nm；狭缝小于0.3 nm；钠灯、对红光敏感的光电倍增管；火焰：空气／乙炔；电离缓冲剂：HCl中的CsCl 25 g/l——每100 ml测量溶液加10 ml（约2 g Cs/l）。
完成检测需要多长时间？
整个程序共 7 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？
配空气／乙炔燃烧器的原子吸收光谱仪、钠空心阴极灯和对红光敏感的光电倍增管、100 ml和1000 ml容量瓶、2 ml和10 ml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5–50 mg/l（改变稀释倍数可得其他范围）；废水——按国家附页PN-ISO 9964-1/Ak（按Dz.U. 2019 poz. 1311为参比方法）；矿泉水和医疗用水，软化（Ca/Mg交换为Na）和脱盐过程的控制；配经典火焰AAS的实验室——按第2部分与钾（766.5 nm）一并测定；锅炉水和工艺水——除盐后钠的控制。
需要采取哪些安全防护措施？
乙炔——气路须有安全装置，保持通风，检查密封性；不得让燃烧器无人看管；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——光谱仪上方设排风。
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 9964-1。