活性炭在分析六價鉻樣品中的應用

王 萍 陳海星 戴小海

(臺州科技職業學院，臺州 318020) (寧波市象山縣環境保護局，寧波 315700)

在分析六價鉻的樣品中有時遇到樣品的色度比較深，用Zn(OH)2凝聚沉淀法不能完全除去樣品的色度，影響分析結果。筆者通過實驗發現，可以用活性炭在堿性條件下對水樣進行脫色處理后再分析六價鉻。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

調速多用振蕩器：ZD-4型，江蘇金壇金城國勝實驗儀器廠；

砂芯過濾活動裝置：M-50型，上海玻璃廠；

可見光分光光度計：V-1100D型，上海美譜達儀器有限公司；

鉻標準貯備液：100 μg/mL，稱取在110℃干燥2 h的重鉻酸鉀(優級純)(0.282 9±0.000 1)g并溶于水，移入1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度；

鉻標準使用液：1.00 μg/mL，吸取10.00 mL鉻標準貯備液于1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度，用前配制；

鹽酸溶液(1+1)：取濃鹽酸(分析純)50 mL，用水稀釋至100 mL；

氫氧化鈉溶液(10%)：稱取10 g氫氧化鈉(分析純)，溶于100 mL水中；

硫酸溶液(1+1)：將硫酸(ρ=1.84 g/mL，優級純)緩緩加入到同體積的水中；

磷酸溶液(1+1)：將磷酸(ρ=1.69 g/mL，分析純)緩緩加入到同體積的水中；

顯色劑：稱取二苯碳酰二肼(C13H14N4O，分析純)0.2 g，溶于50 mL丙酮(分析純)中，加水稀釋至100 mL；

活性炭：分析純，中國醫藥(集團)上海化學試劑公司；

碳酸氫鈉：分析純，上海虹光化工廠。

1.2 活性炭的制備

稱取活性炭50 g于500 mL燒杯中，加鹽酸溶液20 mL，加水至400 mL，加熱煮沸5 min，充分攪拌，防止活性炭濺出。冷卻至室溫，用0.45 μm的濾膜抽濾，再用水清洗數次以去除活性炭中的堿性氧化物。將酸洗后的活性炭放入500 mL燒杯中，加水至400 mL，加碳酸氫鈉，充分攪拌，至不再產生氣泡為止，用0.45 μm的濾膜抽濾。用水清洗數次以中和活性炭中的鹽酸。最后把中和后的活性炭置于稱量瓶中，于100℃的烘箱中烘5 h，把烘好的活性炭放到干燥器中密封保存。

1.3 實驗方法

先測樣品的pH值，如果pH<7，則用氫氧化鈉溶液把樣品的pH值調節到7以上；如果樣品的pH≥7,則直接取樣品100 mL于250 mL的碘量瓶中，然后加半藥匙活性炭，加蓋密封。把碘量瓶放到振蕩器上以250次/分的頻率振蕩1 min，然后用0.45 μm的濾膜抽濾。取適量體積的濾液于50 mL比色管中定容至刻度，再加入0.5 mL硫酸溶液、0.5 mL磷酸溶液，搖勻，再加入2.0 mL顯色劑，搖勻。放置10 min后，在波長540 nm，用光程長20 mm比色皿，以純水作參比，測定吸光度。

2 結果與討論

2.1 標準工作曲線

(1)未經過活性炭處理的標準工作曲線

在8個50 mL比色管中，分別加入0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL鉻標準使用液，再加水至刻度，配制成濃度分別為0.0、0.05、0.10、0.40、0.80、0.12、0.16、0.20 mg/L系列鉻標準工作溶液。在波長540 nm，用光程長20 mm比色皿，以純水作參比，測定吸光度。以鉻濃度c1對(A-A0)進行線性回歸,得回歸方程為c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3,相關系數r=0.999 5。

(2)經過活性炭處理的標準工作曲線

在8個100 mL容量瓶中，分別加入0、1.00、2.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00 mL鉻標準使用液，再加水至刻度，配制成濃度分別為0.0、0.05、0.10、0.40、0.80、0.12、0.16、0.20 mg/L系列鉻標準工作溶液并移入對應的8個250 mL碘量瓶中，分別加半藥匙活性炭，加蓋密封。把碘量瓶放到振蕩器上以250次/分的頻率振蕩1 min，用0.45 μm的濾膜抽濾，將濾液移入8個50 mL的比色管中。在波長540 nm，用光程長20 mm比色皿，以純水作參比，測定吸光度。以鉻濃度c2對(A-A0)進行線性回歸，得回歸方程為c2=0.648 0(A-A0)-4.361×10-3，線性相關系數r=0.999 2。

2.2 活性炭處理樣品的可行性試驗

(1)活性炭中是否含有六價鉻

用超純水作為樣品，按1.3實驗方法進行分析，測定結果列于表1。

表1 超純水測定結果

注：使用c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3工作曲線；1#樣品為空白樣品(未經活性炭預處理)。

由表1可知，純水樣品用活性炭處理后，測得樣品中六價鉻的含量均小于GB/T 7467-1987分析方法的檢出限(0.004 mg/L)，因此可以忽略活性炭中六價鉻對實驗的干擾。

(2)活性炭在不同pH值環境下對六價鉻的影響

用濃度為0.10 mg/L的六價鉻溶液作為樣品，用HCl溶液和NaOH溶液調節樣品不同的pH值，然后按1.3實驗方法進行測定，測定結果列于表2。

表2 不同pH值環境下活性炭對六價鉻的影響

注：使用c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3工作曲線。

由表2可知，在pH>9時，使用活性炭符合實驗要求。為了減少樣品中六價鉻在脫色過程中的損失，加NaOH溶液調節樣品的pH值為堿性。

(3)活性炭的用量

用濃度為0.10 mg/L的六價鉻溶液作為樣品，改變活性炭的加入量，按1.3實驗方法進行測定，測定結果列于表3。

表3 活性炭用量試驗結果

注：使用c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3工作曲線。

試驗結果表明，活性炭加入量在0.5～2.0 g之間對樣品分析不影響。本實驗選擇活性炭的加入量只要達到樣品的脫色效果即可。

(4)震蕩時間

用濃度為0.10 mg/L的六價鉻溶液作為樣品，加入適量活性炭，改變震蕩時間，按1.3實驗方法進行測定，結果列于表4。由表4可見，震蕩時間在1.0～20.0 min之間對樣品的分析結果無影響，因此實驗選擇振蕩時間為1 min。

表4 震蕩時間試驗結果

注：使用c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3工作曲線。

2.3 精密度和準確度試驗

按1.3實驗方法分析六價鉻標準工作溶液，測定結果列于表5。

表5 精密度和準確度試驗結果(n=3)

注：使用c2=0.648 0(A-A0)-4.361×10-3工作曲線。

用本實驗方法測定濃度在0.04～0.20 mg/L之間的六價鉻標準樣品(批號203334)，所得數據符合實驗要求，見表6。

表6 質控樣試驗結果

注：使用c2=0.648 0(A-A0)-4.361×10-3工作曲線。

2.4 回收試驗

按1.3實驗方法在標準樣品中加入近似含量的標準樣品進行分析，測定結果及回收率列于表7。由表7可見，方法的回收率良好。

表7 回收試驗結果(n=3)

注：使用c2=0.648 0(A-A0)-4.361×10-3工作曲線。

2.5 廢水樣品分析

用1.3實驗方法對電鍍廠廢水和污水廠廢水進行分析，測定結果列于表8。

表8 實際樣品測定結果(n=2)

3 結語

用活性炭處理六價鉻濃度大于0.04 mg/L的樣品，經過平行試驗、加標回收試驗、質控樣試驗，結果表明，方法的精密度和準確度達到實驗要求，可見用活性炭除去樣品的色度來分析樣品中的六價鉻的方法是可行的。

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