水中六价铬的测定 二苯碳酰二肼分光光度法

水中六价铬的测定水中六价铬的测定 大连理工大学环境与生命学院大连理工大学环境与生命学院 二苯碳酰二肼分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法 一实验目的一实验目的 1. 掌握二苯碳酰二肼分光光度法掌握二苯碳酰二肼分光光度法(DPC法法)测定 水中六价铬的原理及方法； 测定 水中六价铬的原理及方法； 2. 熟悉分光光度计的使用方法。熟悉分光光度计的使用方法。 一实验原理一实验原理 在酸性介质中，在酸性介质中， Cr6+与二苯碳酰二肼与二苯碳酰二肼(C13H14N4O，简称，简称 DPC)反应生成紫红色络合物，该紫红色络合物溶液的最大吸收 波长为 反应生成紫红色络合物，该紫红色络合物溶液的最大吸收 波长为540 nm，并且其摩尔吸光系数为，并且其摩尔吸光系数为4104Lmol-1cm-1。 若测定总铬，先用高锰酸钾将水样中的 。 若测定总铬，先用高锰酸钾将水样中的Cr3+氧化为氧化为Cr6+， 再用本法测定。 ， 再用本法测定。 C H5H 6 C HNN 6+ 3+Cr Cr NNH C6H 5 H O + O H5 6 CNN NNH C6H 5 H C + 紫红色络合物紫红色络合物 二实验原理二实验原理 本法适用于地面水和工业废水中本法适用于地面水和工业废水中Cr6+的测定。的测定。Mo6+、Hg+、 Hg2+、V5+的存在或的存在或Fe3+大于大于1 mg/L，会使水样显色或与显色剂 反应生成有色化合物，但在本方法的显色酸度下反应不灵敏。 钼和汞含量低于 ，会使水样显色或与显色剂 反应生成有色化合物，但在本方法的显色酸度下反应不灵敏。 钼和汞含量低于200 mg/L不会干扰测定。不会干扰测定。V5+含量高于含量高于4 mg/L就 会干扰测定， 就 会干扰测定， 10 min后可自行褪色。后可自行褪色。 水样中含有氧化性及还原性物质水样中含有氧化性及还原性物质(ClO-、Fe2+、SO32-、S2O32- 等等)、水样有色或混浊，必须进行预处理。、水样有色或混浊，必须进行预处理。 DPC法测定法测定Cr6+的范围为的范围为0.004-1.0mg/L，当取样体积为，当取样体积为50 mL时，使用光程为时，使用光程为30 mm比色皿，方法的最低检出浓度为比色皿，方法的最低检出浓度为0.004 mg/L，使用光程为，使用光程为10 mm比色皿，测定上限浓度为比色皿，测定上限浓度为1.0 mg/L。 三实验设备三实验设备 (1) 分光光度计，配分光光度计，配10 mm、30 mm比色皿比色皿 (2) 恒温干燥箱恒温干燥箱 (3) 分析天平分析天平 (4) 刻度移液管，刻度移液管，1 mL、2 mL、5 mL (5) 50mL具塞比色管具塞比色管 四实验试剂四实验试剂 (1) 0.2%(m/V)氢氧化钠溶液：将氢氧化钠溶液：将1 g氢氧化钠溶于氢氧化钠溶于500 mL新煮 沸放冷的水中。 新煮 沸放冷的水中。 (2) 氢氧化锌共沉淀剂：氢氧化锌共沉淀剂：8 g硫酸锌硫酸锌(ZnSO47H2O)溶于溶于100 mL水 配成溶液 水 配成溶液I；2.4 g氢氧化钠溶于氢氧化钠溶于120 mL新煮沸放冷的水配成 溶液 新煮沸放冷的水配成 溶液II。溶液。溶液I和溶液和溶液II混合后为氢氧化锌共沉淀剂。混合后为氢氧化锌共沉淀剂。 (3) 4%(m/V)高锰酸钾溶液：将高锰酸钾溶液：将4 g高锰酸钾加热和搅拌条件下 溶于约 高锰酸钾加热和搅拌条件下 溶于约50 mL水中，稀释定容至水中，稀释定容至100 mL。 (4) 20%(m/V)尿素溶液：将尿素溶液：将20 g尿素尿素(NH2)2CO溶于水，并稀 释定容至 溶于水，并稀 释定容至100 mL。 (5) 2%(m/V)亚硝酸钠溶液：将亚硝酸钠亚硝酸钠溶液：将亚硝酸钠2 g溶于水，并稀释定 容至 溶于水，并稀释定 容至100 mL。 四实验试剂四实验试剂 120，2小时 重铬酸钾重铬酸钾 0.2829克 称取 克 称取 0.100 mg/mL六价铬六价铬 水水 (6) 铬标准贮备液铬标准贮备液 四实验试剂四实验试剂 (7) 铬标准溶液铬标准溶液 吸取吸取5.00 mL 铬标准贮备液铬标准贮备液 使用当天配制使用当天配制 1.00 g六价铬六价铬 /mL 500 mL 四实验试剂四实验试剂 (8) 二苯碳酰二肼溶液二苯碳酰二肼溶液 二苯碳酰二肼二苯碳酰二肼(C13H14N4O)0.2 g 50 mL丙酮丙酮 100mL 冰箱中保存， 色变深后不能使用 冰箱中保存， 色变深后不能使用 四实验试剂四实验试剂 (11) (1+1)硫酸：将硫酸硫酸：将硫酸(1.84 g/mL)缓缓加入到同体积水 中，混匀。 缓缓加入到同体积水 中，混匀。 (12) (1+1)磷酸：将磷酸磷酸：将磷酸(1.69 g/mL)缓缓加入到同体积水 中，混匀。 缓缓加入到同体积水 中，混匀。 (13) 丙酮丙酮 (14) 硝酸硝酸 (15) 硫酸硫酸 (16) (1+1)氢氧化铵溶液氢氧化铵溶液 五实验步骤五实验步骤 1. 样品的预处理样品的预处理 (1) 一般清洁的地面水可直接测定。一般清洁的地面水可直接测定。 (2) 如果水样有颜色但不深，需进行色度校正。如果水样有颜色但不深，需进行色度校正。 (3) 浑浊或色度较深的水样，应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过 滤处理 。 浑浊或色度较深的水样，应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过 滤处理 。 (4) 水样中存在水样中存在Fe2+、SO32-、S2O32-等还原性物质：取适量水 样 等还原性物质：取适量水 样(含含Cr6+少于少于50 g)置于置于50 mL具塞比色管中，加水稀释 至标线，加入 具塞比色管中，加水稀释 至标线，加入4 mL显色剂显色剂II，混匀，放置，混匀，放置5 min后，加入后，加入1 mL (1+1)硫酸溶液酸化，摇匀。放置硫酸溶液酸化，摇匀。放置5-10min后，于波长后，于波长 540nm处，用处，用10或或30 mm比色皿，以水为参比溶液，测定吸 光度。并以同法作标准曲线。 比色皿，以水为参比溶液，测定吸 光度。并以同法作标准曲线。 五实验步骤五实验步骤 (5) 水样中存在次氯酸盐等氧化性物质：取适量水样水样中存在次氯酸盐等氧化性物质：取适量水样(含含Cr6+少于少于 50 g)置于置于50 mL具塞比色管中，加水稀释至标线，加入具塞比色管中，加水稀释至标线，加入 (1+1)硫酸溶液、硫酸溶液、(1+1)磷酸溶液各磷酸溶液各0.5 mL，20%(m/V)尿素溶 液 尿素溶 液1.0 mL，摇匀。边摇边逐滴加入，摇匀。边摇边逐滴加入1 mL 2%(m/V)亚硝酸钠溶 液，待气泡除尽后，加入 亚硝酸钠溶 液，待气泡除尽后，加入2 mL显色剂显色剂I(或显色剂或显色剂II)，放置，放置5- 10 min，于波长，于波长540nm处，用处，用10或或30 mm比色皿，以水为参 比溶液，测定吸光度。 比色皿，以水为参 比溶液，测定吸光度。 (6) 当水样中含有大量有机物时，须先采用硝酸当水样中含有大量有机物时，须先采用硝酸-硫酸消解。硫酸消解。 (7) 水样经锌盐沉淀分离预处理后，若仍含有有机物干扰测定 时，可用酸性高锰酸钾氧化破坏有机物，然后再测定。 水样经锌盐沉淀分离预处理后，若仍含有有机物干扰测定 时，可用酸性高锰酸钾氧化破坏有机物，然后再测定。 五实验步骤五实验步骤 2. 标准曲线的绘制 向 标准曲线的绘制 向9支支50 mL具塞比色管中分别加入具塞比色管中分别加入0、0.20、0.50、1.00、 2.00、4.00、6.00、8.00和和10.00 mL铬标准溶液铬标准溶液I(或铬标准溶 液 或铬标准溶 液II)，用水稀释至标线后，加入，用水稀释至标线后，加入(1+1)硫酸、硫酸、(1+1)磷酸各磷酸各0.5 mL，摇匀。加入，摇匀。加入2 mL显色剂显色剂I(或显色剂或显色剂II)，摇匀。放置，摇匀。放置5-10 min后，于后，于540 nm波长，用波长，用10或或30 mm光程的比色皿，以水 作参比，测定吸光度并作空白较正。 用最小二乘法计算吸光度对 光程的比色皿，以水 作参比，测定吸光度并作空白较正。 用最小二乘法计算吸光度对Cr6+含量标准曲线的回归方程。含量标准曲线的回归方程。 五实验步骤五实验步骤 2. 标准曲线的绘制标准曲线的绘制 Y(A-A0)，标准溶液吸光度，标准溶液吸光度(A)与试剂空白液吸光度与试剂空白液吸光度(A0)之 差； 之 差； XCr6+的含量的含量(g)； b标准曲线回归方程的斜率；标准曲线回归方程的斜率； a标准曲线回归方程的截距。标准曲线回归方程的截距。 YbXa=+ 五实验步骤五实验步骤 3. 水样测定 取适量 水样测定 取适量(含含Cr6+少于少于50 g)无色透明水样或经预处理的水样， 置于 无色透明水样或经预处理的水样， 置于50 mL具塞比色管中，用水稀释至标线后，加入具塞比色管中，用水稀释至标线后，加入(1+1)硫 酸、 硫 酸、(1+1)磷酸各磷酸各0.5 mL，摇匀。加入，摇匀。加入2 mL显色剂显色剂I(或显色剂或显色剂 II)，摇匀。放置，摇匀。放置5-10 min后，于后，于540 nm波长处，用波长处，用10或或30 mm光程的比色皿，以水作参比，测定吸光度并作空白较正。光程的比色皿，以水作参比，测定吸光度并作空白较正。 六实验结果计算六实验结果计算 A 样品溶液的吸光度；样品溶液的吸光度； A0试剂空白液的吸光度；试剂空白液的吸光度； b、a标准曲线回归方程的斜率和截距；标准曲线回归方程的斜率和截距； V水样的体积水样的体积(mL)。 Vb aAA LmgCrCr = + )( /, 0 6 ）（ 七思考题七思考题 1. 如何进行空白校正？如何进行空白校正？ 2. 水样测定过程中哪些量需要精确称量？水样测定过程中哪些量需要精确称量？ 3. 如何测定水样中的如何测定水样中的Cr3+？ 八注意事项八注意事项 1. 所有玻璃仪器所有玻璃仪器(包括采样用的包括采样用的)，要求内壁光洁，且不能用重铬 酸钾洗液洗涤，可用硝酸 ，要求内壁光洁，且不能用重铬 酸钾洗液洗涤，可用硝酸-硫酸混合液或洗涤剂洗涤，洗涤后要 冲洗干净。 硫酸混合液或洗涤剂洗涤，洗涤后要 冲洗干净。 2. 铬标准溶液有两种浓度，其中铬标准溶液铬标准溶液有两种浓度，其中铬标准溶液II适用于适用于Cr6+含量高 的水样测定，同时标准曲线绘制和水样测定时对应采用显色剂 含量高 的水样测定，同时标准曲线绘制和水样测定时对应采用显色剂II 和和10 mm比色皿。比色皿。 3. Cr6+与二苯碳酰二肼反应时，显色酸度一般控制在与二苯碳酰二肼反应时，显色酸度一般控制在0.05-0.3 mol/L(1/2H2SO4)，以，以0.2 mol/L显色最好。同时，温度和放置时 间对显色也有影响，温度为 显色最好。同时，温度和放置时 间对显色也有影响，温度为15时，放置时，放置5-15 min颜色即稳定。颜色即稳定。 八注意事项八注意事项 4. 如测定清洁地下水，显色剂可按下法配制：溶解如测定清洁地下水，显色剂可按下法配制：溶解0.20 g二苯碳 酰二肼于 二苯碳 酰二肼于95%乙醇乙醇100 mL中，边搅拌边加入中，边搅拌边加入(1+9)硫酸硫酸400 mL。 此法配制的显色剂在冰箱中可保存一个月，