工業廢水中微量碘離子的分析方法研究

2014-03-10 04:41:28鄭麗娟王高升宋志楊許丹紅金曉云

浙江化工 2014年3期

鄭麗娟，王高升，宋志楊，許丹紅，金曉云，任斌

（浙江省化工研究院有限公司，浙江杭州310023 ）

碘是人體不可缺少的生命元素之一,也是化工行業制造各種無機及有機碘化物以及合成中常用的重要原料，因此工業廢水中常含有一定的碘離子，既是碘資源的浪費，也會影響水體質量，進而影響生命健康。所以，對廢水中碘離子進行分析檢測，具有十分重要的研究意義，也為工業廢水碘的回收打好基礎[1]。

1 碘離子的測定方法

1.1 碘離子選擇電極法

離子選擇性電極是近年來獲得廣泛應用的電化學傳感器，離子選擇性電極是基于各種膜對離子有選擇性的電位響應來測定離子含量的。Ⅰ-選擇電極主要是混晶膜(AgI-Ag2S)，加入Ag2S 的作用是增加膜的機械強度、降低內阻和減小光敏作用。離子選擇電極都遵循Nerst 定律Φ=φ+RTInaA/ZAF。離子選擇電極法操作簡單快速、靈敏度高、具有良好的重現性，利于自動化批量連續測定[2]。

1.2 火焰原子吸收法

基于被測元素基態原子在蒸汽狀態對其原子共振輻射吸收進行元素定量分析的方法。原子吸收光譜法有許多優點:檢出限低，準確度高,選擇性好，大多數情況下共存元素對被測元素不產生干擾;分析速度快;應用范圍廣，價格較低廉。劉英杰等通過I-和Hg（NO3）2生成較難熱解離的HgI2的方法，石墨爐原子吸收法間接測定水中I-，檢出限達到了1 μg/L[3]。

1.3 氣相色譜法

氣相色譜法測定I-是通過衍生化反應來進行的。一種是在酸性條件下，用氧化劑把I-氧化為單質I2，然后用酮和I2反應生成碘代酮，用有機溶劑萃取，采用一定的色譜條件測定，根據積分面積進行定量測定。龐敏好等用該原理衍生氣相色譜法測定奶粉中的微量碘，平均回收率在93.3%～106.0%之間，變異系數小于10.7%，最小檢出濃度為0.0162 mg/kg[4-5]。另一種是采用碘與硫酸二甲酷能發生甲基化反應生成碘甲烷,采用HS-GCECD 測定。符展明等則是采用該方法測定食鹽、植物油、啤酒中的碘[6]。

1.4 分光光度法（碘一淀粉顯色光度法）

該方法是基于單質碘與淀粉作用生成藍色吸附絡合物，該藍色絡合物在580 nm 處有吸收，根據吸光度與碘濃度之間的關系進行定量測定，各種研究方法的區別主要在于所采用的氧化劑的不同，碘-淀粉顯色光度法測定碘選擇性好，靈敏度較高，操作簡單快速，但顯色反應不夠穩定，淀粉要新鮮配制的，采用甘油一淀粉溶液則能顯著改變淀粉溶液的穩定性[7]。

1.5 容量法(次氯酸鹽法)

在酸性溶液中，加入定量的氧化劑把I-氧化為IO3ˉ，再用適當的還原劑除去過量的氧化劑,然后加入KI 結晶和IO3ˉ反應生成I2，用標準Na2S2O3溶液滴定至淡黃色，加入淀粉指示劑，接著用Na2S2O3溶液滴定溶液至藍色消失為止，通過消耗的Na2S2O3溶液的體積計算碘含量[8]。

針對工業廢水中碘離子的檢測，采用了碘離子選擇性電極測定碘離子含量，為工業生產中工業廢水碘的回收提供參考。

2 實驗部分

2.1 主要試劑

標準碘溶液：準確稱取于105 ℃干燥2 h 的碘化鉀1.3081 g，稱準至0.0001 g，溶于水稀釋至1000 mL。此溶液每毫升含碘1 mg。工作液稀釋20 倍。每毫升含碘50 μg。

溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑：0.1%溴酚綠乙醇液與0.2%甲基紅乙醇液按3:1 比例混合。

2.2 主要儀器

PHS-3C 精密pH 計(上海雷磁儀器廠)；

PI-1 型碘離子選擇電極(上海雷磁儀器廠)；

217 型飽和甘汞參比電極（用飽和硝酸鉀溶液作為鹽橋，上海雷磁儀器廠）。

2.3 實驗方法

2.3.1 標準曲線

用微量移液管分別吸取含碘50 μg/mL 標準溶液：0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL 于50 mL 容量瓶中，滴加2 滴溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑，用10%氫氧化鈉和5%硫酸調至溶液剛變綠，水稀釋至刻度搖勻。于50 mL 燒杯中，用PI-1 型碘離子選擇電極和217 型飽和甘汞參比電極測定其電位E。繪制logC—E 曲線。

2.3.2 測定方法

準確吸取2.00 mL 待測廢水于50 mL 容量瓶中，滴加2 滴溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑，用10%氫氧化鈉和5%硫酸調至溶液剛變綠，水稀釋至刻度搖勻。于50 mL 燒杯中，用PI-1 型碘離子選擇電極和217 型飽和甘汞參比電極測定其電位E。若碘含量超出線性范圍，則稀釋至碘的線性范圍。

3 結果和討論

3.1 線性范圍的測定

表1 I-濃度與E 的關系

圖1 I-濃度與E 的關系圖

由表1 及圖1 可以看出，碘離子濃度在2～10 ppm 范圍時，顯直線關系，符合Nerst 定律。

3.2 干擾離子對碘離子選擇電極法測定的影響

主要對廢水如生產七氟碘丙烷的副產物KI回收I2所產生的廢水進行試驗，在碘回收的廢水中含有大量的KCl、K2SO4、KNO3。下面就這些物質對測定碘離子的影響分別模擬測定。

3.2.1 KCl 對測定碘離子的影響

吸取100 ppm 碘標準溶液2.00 mL 于50 mL容量瓶中，加5 mL 1 mol/L KNO3溶液，分別加入25% KCl 溶液0、2、10、20、30、40 mL，水稀釋到刻度。配成含KCl 為0%，1%，5%，10%，15%，20%的4 ppm 碘溶液，分別測定其電位，看氯化鉀濃度對測定的影響。結果如表2，從電位E1可以看出，當KCl 為5%時，電位開始增大，即是用標準加入法測定碘可以減少干擾，但當氯化鉀的濃度大于5%時，還是產生嚴重干擾。