用紫外吸收光谱法测定水中的总酚_侍霞

1、用紫外吸收光谱法测定水中的总酚X侍霞( 盐城生物工程高等职业技术学校, 江苏盐城)摘要: 采用紫外吸收光谱法测定水中的总酚, 是以同一个水样酸化后作参比液, 碱化后作测定液,在选定的波长处进行测定。对对硝基酚、邻硝基酚、2, 4- 二硝基酚和苯酚进行了研究, 并与国家标准方法4- 氨基安替比林法进行比较。该方法测定结果的准确度、精密度、回收率都较高, 能满足分析的要求,且快速、简便、成本低、易于实现自动化分析, 可用于测定含酚量较高的水样。关键词: 紫外吸收光谱法; 4- 氨基安替比林法; 硝基酚; 苯酚引言工业废水中含有酚类。水体遭受酚污染后, 低浓度时会影响鱼类的回流繁殖, 浓度为0. 1

2、0. 2mg / L时, 鱼肉有酚味, 浓度更高会引起鱼大量死亡。人长期饮用被酚污染的水会引起头晕、贫血及各种神经系统病症, 许多酚及衍生物对人有显著的致突变作用。硝基酚对人体和哺乳动物都有毒性, 在生物体内易被酶转化为亚硝基和羟胺基衍生物, 这些衍生物可生成亚铁血红蛋白或亚硝基胺, 前者能与氧结合,后者是致癌物2。一些硝基酚毒性大且难以生物降解, 会在环境中产生积累, 如2- 硝基酚、4- 硝基酚和2, 4- 二硝基酚毒性较大, 被美国环保局列入“优先控制污染物名单”,美国环保局建议自然水体中这3 种物质的浓度控制在0. 1mg / L 以下。美国环保局还制定了硝基酚排放的预处理标准, 用于

3、限制合成纤维、热塑树脂、热固树脂等日用有机化学品和特殊有机化合物生产过程中硝基酚的排放。因此, 急需找到一种简便快速准确地监测水中酚含量的分析方法。目前, 酚类的检测方法较多, 有4- 氨基氨替比林- 直接分光光度法、4- 氨基氨替比林- 氯仿萃取分光光度法、溴酸钾法等1。一般化验室对水中酚的测定是采用4- 氨基氨替比林- 直接分光光度法。此法的分析原理是在pH102 的介质中, 在氧化剂铁氰化钾的存在下,与4- 氨基氨替比林反应, 生成橙红色的吲哚酚氨替比林染料, 在最大吸收波长处进行测定。这种方法的缺点是所采用的试剂不稳定, 当羟基对位或邻位有取代基时, 有些取代基阻止显色反应310。本文

4、采用紫外吸收光谱法测定水中的总酚, 以同一个水样酸化后作参比液, 碱化后作测定液, 在选定的波长处, 对样品进行测定。并对这种方法测定的准确度和精密度等进行了讨论, 并与4- 氨基氨替比林光度法进行对照5。1实验部分1. 1仪器与试剂1. 1. 1仪器紫外可见分光光度计( U V/ VIS916, 澳大利亚GBC 公司) ; 1cm 石英比色皿电子天平( FAL004N,上海民桥精密科学仪器有限公司) 。1. 1. 2试剂 邻硝基酚、对硝基酚、2, 4- 二硝基酚、苯酚( 均为分析纯) 。 邻硝基酚标准液: 准确称取邻硝基酚0. 10000. 1500g 于100mL 小烧杯中, 加水溶解后移

5、入100ml 容量瓶中, 用水稀释至标线, 得邻硝基酚的贮备液, 再从该溶液中移取10. 00mL 溶液定容至100ml 容量瓶中。( C= 1. 0245mmol / L ) 对硝基酚标准液: 配制方法同( 2) 。( C = 1.0302mmol / L )2, 4- 二硝基酚标准液: 配制方法同( 2) 。( C= 0. 2196mmol / L ) 苯酚标准液: 配制方法同( 2) 。( C = 1.105mmol/ L )盐酸溶液( C= 0. 1mol/ L ) 氢氧化钠溶液( C= 0. 1mol / L ) 实验用水均为二次蒸馏水。 缓冲溶液: 称取10g 氯化铵溶于50mL

6、氨水中, 得pH = 102 的缓冲溶液4。10 铁氰化钾溶液: 称取4g 铁氰化钾溶于50mL2008 年第19 期内蒙古石油化工 11X 收稿日期: 2008- 05- 12作者简介: 侍霞( 1973- ) , 女, 江苏盐城人, 盐城生物工程高等学校讲师, 在读硕士研究生, 主要从事化工产品对环境的影响研究。水中, 得80g/ L 铁氰化钾溶液4。11 4- 氨基氨替比林溶液: 称取1g 4- 氨基氨替比林溶于50mL 水中; 得20g / L 4- 氨基氨替比林溶液, 使用后应放入冰箱中保存4。1. 2测定方法1. 2. 1测定波长的确定移取对硝基酚、邻硝基酚、2 , 4- 二硝基酚

7、、苯酚标准使用液各0. 80mL , 分别置于10. 0mL 比色管中, 加水稀释至刻度, 摇匀。以水为空白, 用紫外可见分光光度计, 在波长200nm500nm 范围内扫描, 绘制吸收曲线, 确定几种硝基酚的最大吸收波长。移取对硝基酚、邻硝基酚、2 , 4- 二硝基酚、苯酚标准使用液各0. 80ml , 分别置于10. 0ml 比色管中,加入几滴N aOH ( pH = 10) , 此时硝基酚已成为硝基酚钠, 加水稀释至刻度, 以水为空白, 用紫外可见分光光度计, 在波长200nm500nm 范围内扫描, 绘制吸收曲线, 确定几种硝基酚钠的最大吸收波长6。1. 2. 2标准曲线的绘制( 1)

8、 对硝基酚钠标准曲线的绘制分别移取0. 00ml、0. 10ml、0 . 20ml、0. 30ml、0.40ml、0. 50ml、0. 60ml 对硝基酚标准溶液各两份,分别放入10. 0ml 比色管中, 向第一份中加入几滴0.1mol/ L 盐酸, 向第二份中加入几滴1mol/ L 氢氧化钠溶液加水稀释至标线, 混Ks4XDTA5MT匀。以酸性标样作参比,以碱性标样作测定样, 用1cm 石英比色皿, 在波长400nm 处, 测定各自的吸光度6811。以浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标, 绘制标准曲线, 得浓度校正方程( 1) 。( 2) 邻硝基酚钠标准曲线的绘制分别移取0. 00ml、0. 5

9、0ml、1 . 00ml、1. 50ml、2.00ml、2. 50ml、3. 00ml 邻硝基酚标准溶液各两份,分别放入10. 0ml 比色管中, 向第一份中加入几滴0.1mol/ L 的盐酸, 向第二份中加入几滴1mol / L 的氢氧化钠溶液加水稀释至标线, 密塞、混匀。以酸性标样作参比, 以碱性标样作测定样, 在波长414nm 处用1cm 石英比色皿测定各自的吸光度612。以浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标绘制标准曲线, 得浓度校正方程( 2) 。( 3) 2, 4- 二硝基酚钠标准曲线的绘制分别移取0. 00ml、0. 40ml、0 . 80ml、1. 20ml、1.60ml、2. 00

10、ml、2. 50ml 对硝基酚标准溶液各两份,分别放入10. 0ml 比色管中, 向第一份中加入几滴0.1mol/ L 的盐酸, 向第二份中加入几滴1mol / L 的氢氧化钠溶液加水稀释至标线, 密塞、混匀。以酸性标样作参比, 以碱性标样作测定样, 在波长378nm 处用1cm 石英比色皿测定各自的吸光度69。以浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标绘制标准曲线, 得浓度校正方程( 3) 。( 4) 苯酚钠标准曲线的绘制分别移取0. 00ml、0. 10ml、0. 20ml、0 . 30ml、0.40ml、0 . 50ml、0 . 60ml 苯酚标准溶液各两份, 分别放入10. 0ml 比色管中,

11、向第一份中加入几滴0.1mol / L 的盐酸, 向第二份中加入几滴1mol / L 的氢氧化钠溶液加水稀释至标线, 密塞、混匀。以酸性标样作参比, 以碱性标样作测定样, 在波长233nm 处用1cm 石英比色皿测定各自的吸光度5。以浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标绘制标准曲线, 得浓度校正方程( 4) 。1. 2. 3含酚试样的测定1. 2. 3. 1紫外吸收光谱法( UV 法)取含酚试样两份, 一份酸化作为参比, 另一份碱化作测定样, 在选定的波长处测定吸光度, 根据浓度校正方程( 4) 计算水样中总酚含量( mol / L ) 。1. 2. 3. 24- 氨基氨替比林( 4- A A P

12、法)4- 氨基氨替比林分光光度法测定水中挥发酚含量是国家标准方法。它是根据酚类化合物在pH= 10. 00. 2 的介质中, 在铁氰化钾的存在下, 与4- 氨基氨替比林反应, 生成橙红色的吲哚酚氨替比林染料, 在510nm 处有最大吸收峰310。显色反应受酚环上取代基的种类、位置、数目等影响, 邻硝基酚、对硝基酚、2, 4- 二硝基酚与4- 氨基氨替比林不产生显色反应。这主要是因为硝基阻止了酚类氧化成醌型结构。因此本文主要讨论, 用4- 氨基氨替比林分光光度法测定苯酚的含量2310。( 1) 标准曲线分别移取0. 00ml、0. 10ml、0. 20ml、0. 30ml、0.40ml、0. 5

13、0ml 苯酚标准使用液各一份, 分别放入10.0ml 比色管中, 加2- 3 滴缓冲溶液, 摇匀; 加3- 4 滴4-氨基氨替比林溶液, 摇匀; 再加3- 4 滴铁氰化钾溶液, 再加水至标线, 摇匀, 放置10min 立即于510nm 波长处, 以水为参比测定其吸光度。以浓度为横坐标, 吸光度为纵坐标, 绘制标准曲线4。得到浓度校正方程( 5) : A = 11.664C- 0. 0017, R 2= 0. 9998。( 2) 对照试验分别移取0. 15ml、0. 25ml、0. 45ml、0. 55ml 苯酚标准溶液( C = 1. 105mmol / L ) 各两份, 分别置于10. 0m

14、l 比色管中, 向第一份中加入几滴0. 1mol / L盐酸, 向第二份中加入几滴1mol / L 氢氧化钠溶液,加水稀释至标线, 混匀。以酸性标样作参比, 以碱性标样作测定样, 在波长233nm 处, 用1cm 比色皿, 分别测定吸光度。根据浓度校正方程( 4) 计算相应的浓12 内蒙古石油化工2008 年第19 期度。分别移取0. 15ml、0. 25ml、0. 45ml、0. 55ml 苯酚标准使用液( C = 1. 105mmol / L ) 各一份, 分别放入10. 0mL 比色管中, 加2- 3 滴缓冲溶液, 摇匀; 加3- 4 滴4- 氨基氨替比林溶液, 摇匀; 加3- 4 滴铁

15、氰化钾溶液, 加水至10ml 标线, 摇匀, 放置10min。立即于510nm 波长处, 以水为参比测定其吸光度4。根据浓度校正方程( 5) 计算相应的浓度。2结果与讨论2. 1测定波长的确定4 种硝基酚在水溶液和碱性介质中的最大吸收波长见表1。表1 4 种硝基酚及其钠盐的最大吸收波长( nm)对硝基酚邻硝基酚2, 4- 二硝基酚苯酚硝基酚314 278 261 211钠盐400 414 378 233从表1 可以看出, 在碱性介质中, 4 种硝基酚已成为硝基酚钠, 其最大吸收峰发生了红移, 且吸收峰强度增加, 特征性强、灵敏度高。2. 2标准曲线及线性范围4 种硝基酚钠的标准曲线及线性范围,

16、 见图1图4。从图1图4 可以看出, 对硝基酚钠的线性范围在0. 0510. 51mmol / L , 邻硝基酚钠线性范围00.2561mmol / L , 2, 4- 二硝基酚钠线性范围在00.0549mmol / L , 苯酚钠线性范围在00. 0663mmol/L 。2. 3准确度与精密度2. 3. 1对硝基酚钠的准确度和精密度表2 不同浓度的对硝基酚钠测定结果吸光度0. 206 0. 197 0. 204 0. 204 0. 208 0. 197浓度( mol/ L )0. 01045 0. 00999 0. 01035 0. 01035 0. 01056 0. 01004吸光度0.

17、616 0. 599 0. 593 0. 623 0. 597 0. 623浓度( mol/ L )0. 03184 0. 03095 0. 03064 0. 0322 0. 03085 0. 0322分别移取0. 10ml、0. 30ml 对硝基酚( C = 1.0302mmol / L ) 各6 份, 稀j?猍j?skj?释至10. 0ml, 浓度分别为0.01030mmol / L 、0. 03091mmol / L 分别测定其吸光度, 根据浓度校正方程( 1) 计算相应的浓度, 结果见表2。不同浓度的对硝基酚钠水样, 6 次平行测定结果见表3。表3 对硝基酚的准确度及精密度配制浓度(

18、mol / L )测得浓度均值( mol/ L )相对误差( %)标准偏差S相对标准偏( %)t 值0. 01030 0. 01029 - 0. 1 0. 00023 2. 2 0. 130. 03091 0. 03145 0. 8 0. 00072 2. 3 1. 85P = 0. 95, f = 5 时t= 2. 57。用t 检验法检查发现, 对硝基酚的样本平均值与标准值之间无显著性差异。结果表明, 本法具有较好的准确度和精密度13。2008 年第19 期 侍霞用紫外吸收光谱法测定水中的总酚 132. 3. 2邻硝基酚钠准确度和精密度分别移取0. 50ml、1 . 50ml、2 . 50m

19、l 邻硝基酚钠( C= 1. 0245mmol/ L ) 各6 份, 稀释至10. 0ml , 浓度分别为0. 05122mmol / L 、0. 1537mmol / L 、0.2561mmol / L 分别测定其吸光度, 根据浓度校正方程( 2) 计算相应的浓度, 结果见表4。表4 不同浓度的邻硝基酚测定结果吸光度0. 09 0. 091 0. 089 0. 089 0. 089 0. 092浓度(mol / L ) 0. 0504 0. 0510 0. 0498 0. 0498 0. 0498 0. 0516吸光度0. 264 0. 257 0. 268 0. 268 0. 257 0.

20、 264浓度(mol / L ) 0. 1520 0. 1479 0. 1543 0. 1543 0. 1479 0. 1520吸光度0. 436 0. 441 0. 435 0. 422 0. 434 0. 424浓度(mol / L ) 0. 2524 0. 2553 0. 2518 0. 2442 0. 2512 0. 2454不同浓度的邻硝基酚钠水样, 6 次平行测定结果见表5。表5 邻硝基酚的准确度及精密度配制浓度( mol/ L )测得浓度均值( mol/ L )相对误差( %)标准偏差S相对标准偏差( %)t 值0. 051 23 0. 05042 - 1. 7 0. 00085

21、 1. 7 2. 290. 1537 0. 1514 - 1. 4 0. 0033 2. 1 1. 710. 2561 0. 2500 - 1. 7 0. 0059 2. 4 2. 52P= 0. 95, f = 5 时t= 2. 57。13用t 检验法检查发现, 邻硝基酚的样本平均值与标准值之间无显著性差异。结果表明, 本法具有较好的准确度和精密度。2. 3. 32, 4- 二硝基酚钠准确度和精密度分别移取0. 20ml、1. 50ml、2. 50ml 2, 4- 二硝基酚钠( C = 0. 2196mmol / L ) 各6 份, 稀释至10.0ml , 浓度分别为0. mmol/ L 、

22、0. 03294mmol/L 、0. 0549mmol / L 分别测定其吸光度, 根据浓度校正方程( 3) 计算相应的浓度, 结果见表6。表6 不同浓度的2, 4- 二硝基酚测定结果吸光度0. 060 0. 061 0. 062 0. 063 0. 061 0. 062浓度(mol / L ) 0. 00422 0. 00430 0. 00439 0. 00447 0. 00430 0. 00439吸光度0. 398 0. 414 0. 413 0. 400 0. 410 0. 412浓度(mol / L ) 0. 0323 0. 0336 0. 0335 0. 0335 0. 0333 0

23、. 0335吸光度0. 665 0. 655 0. 665 0. 674 0. 633 0. 666浓度(mol / L ) 0. 0545 0. 0536 0. 0545 0. 0552 0. 0518 0. 0545不同浓度的2, 4- 二硝基酚水样, 6 次平行测定结果见表7。表7 2, 4- 二硝基酚的准确度及精密度配制浓度( mol/ L )测得浓度均值( mol/ L )相对误差( %)标准偏差S相对标准偏差( %)t 值0. 004 39 0. 00434 - 1. 1 0. 2. 0 1. 380. 0329 0. 0331 0. 5 0. 00058 1. 8 0. 670.

24、 0549 0. 0540 - 0. 5 0. 00137 2. 5 1. 58P= 0. 95, f = 5 时t= 2. 57。13用t 检验法检查发现, 2, 4- 二硝基酚的样本平均值与标准值之间无显著性差异。结果表明, 本法具有较好的准确度和精密度。2. 3. 4苯酚准确度和精密度分别移取0. 10ml、0. 30ml、0. 50ml 邻硝基酚钠( C= 1. 105mmol / L ) 各6 份, 稀释至10. 0ml , 浓度分别为0. 01105mmol/ L 、0. 05525mmol / L 、0.05525mmol / L 分别测定其吸光度, 根据浓度校正方程( 4) 计

25、算相应的浓度, 结果见表8。表8 0. 1ml0. 01105mmol/ L 的苯酚吸光度0. 123 0. 119 0. 117 0. 118 0. 117 0. 12浓度( mol/ L) 0. 01152 0. 01113 0. 01095 0. 01104 0. 01095 0. 01123吸光度0. 347 0. 352 0. 345 0. 348 0. 347 0. 341浓度( mol/ L) 0. 03284 0. 03331 0. 03265 0. 03293 0. 03284 0. 03226吸光度0. 58 0. 574 0. 579 0. 581 0. 579 0. 5

26、82浓度( mol/ L) 0. 05501 0. 05444 0. 05492 0. 05511 0. 05492 0. 05520对高中低含量的苯酚水样, 6 次平行测定结果见下表。表9 苯酚的准确度、精密度实验配制浓度(mol / L )测得浓度均值( mol/ L)相对误差( %)标准偏差S相对标准偏差(%)t 值0. 01105 0. 01114 0. 7 0. 00022 1. 9 1. 010. 03315 0. 03280 - 1. 0 0. 00034 1. 05 2. 490. 05325 0. 05493 - 0. 5 0. 00027 0. 48 1. 57P = 0.

27、 95, f = 5 时t= 2. 57。用t 检验法检查发现: 苯酚的样本平均值与标准值之间无显著性差异。结果表明, 本法具有较好的准确度和精密度13。2. 4加标回收试验以无酚水为空白, 加入一定量的硝基酚钠标准溶液进行回收试验, 结果见表1010。表10 4 种硝基酚钠加标回收试验结果( mol / L )对硝基酚浓度0. 01545 0. 02576 0. 03606 0. 04636 0. 05 151测定结果0. 01625 0. 02699 0. 03617 0. 04618 0. 05 275回收率( %) 105 105 100 99 10 2邻硝基酚浓度0. 06147 0

28、. 08196 0. 1229 0. 1434 0. 1844测定结果0. 06327 0. 08135 0. 1310 0. 1444 0. 1841回收率( %) 102 99 106 100 992, 4- 二硝基酚浓度0. 01098 0. 01318 0. 02196 0. 03074 0. 03 294测定结果0. 01053 0. 01327 0. 02398 0. 03146 0. 03 345回收率( %) 96 101 109 102 10 1苯酚浓度0. 0. 02763 0. 03868 0. 04973 0. 05 525测定结果0. 01704 0. 02693 0

29、. 03893 0. 04844 0. 05 482回收率( %) 102 97 100 97 99从表10 可以看出, 对硝基酚钠样品的回收率在99%105%, 邻硝基酚钠样品的回收率在99% 106% , 2, 4- 二硝基酚钠样品的回收率在96% 109% , 苯酚钠样品的回收率在97% 102%, 均满足14 内蒙古石油化工2008 年第19 期样品分析的要求。2. 5含酚试样测定结果两种方法测定结果见表11。表11 两种方法测定结果( mol/ L )试样浓度0. 01658 0. 02763 0. 04973 0. 05525UV 法0. 01628 0. 02722 0. 049

30、21 0. 054924- AA P 法0. 01640 0. 02755 0. 04941 0. 05515用4- A A P 法及本法测定不同样品中的酚, 将测定的结果用F 检验法进行检验7。S ( UV 法) = 0. , S ( 4 - A A P ) = 0., F= 4. 22。当f 大= 3, f 小= 3 时, 从文献13中查得F= 9. 28 4. 22。结果表明, 两种方法的测定值之间无显著性差异。3结论紫外吸收光谱法测定水中的总酚, 为保证准确度是以同一个水样酸化后作参比液, 碱化后作测定液, 在选定的波长处进行测定, 该方法可测定含酚量较高的水样。与4- A A P 法相比具有以下的优点:( 1) 本法操作简单, 不需要显色剂,