溴氧化法測定水中苯酚和苯胺含量的應用

2015-07-28 07:19:03王鵬泰安市河道管理局山東泰安271000

山東水利 2015年7期

王鵬（泰安市河道管理局，山東泰安 271000）

溴氧化法測定水中苯酚和苯胺含量的應用

王鵬
（泰安市河道管理局，山東泰安 271000）

【摘要】研究了水體中的苯酚和苯胺在不經分離的情況下，利用溴氧化法和紫外分光光度法進行測定。結果表明，本方法相對誤差絕對值小，且操作簡單，可滿足微量苯酚和苯胺測定的要求。

【關鍵詞】苯酚；苯胺；紫外分光光度法；溴氧化法

目前環境檢測中苯酚和苯胺類化合物的測定方法主要有色譜分析法、分光光度法和電化學分析法，但這些方法儀器昂貴，且操作復雜，在小型工廠以及水利部門很難實現。本研究的目的是在不分離的條件下，用一種簡易可行的方法同時測定水中苯酚和苯胺。原理是溴氧化法和分光光度法的聯合運用，即在純水和乙醇溶液兩種不同的溶劑中，濃度相同的I2吸光度是不同的，這樣可以利用吸光度的加和性聯立方程，來求得水中苯酚和苯胺的含量。

1　實驗方法

在比色管中加入6×10-4mol/L的Br2溶液，然后加入2.5mg/L的苯酚XmL（苯胺YmL），劇烈振蕩后加入0.05mol/L的KI溶液振蕩，用重蒸水定容至10mL，以蒸餾水為參比測得吸光度A1……AN，不加苯酚（苯胺）吸光度為A0（空白溶液）。用另外的比色管配制加入2mL乙醇的苯酚（苯胺）溶液，同樣定容到10mL，由于溶劑不同，同樣濃度的溶液吸光度A也不同。

取△An=A0-AN，然后以ΔA為縱坐標，加入樣品體積V為橫坐標作工作曲線（見圖1），從而求得方程ΔA=kX+b（ΔA=kY+b）的常數k和b。根據吸光度的加和性，以純蒸餾水定容的溶液，可得方程：

加入乙醇后的溶液，可得方程：

聯立求解方程（1）、（2），可以求得對應苯酚和苯胺的濃度。

圖1苯酚、苯胺在不同溶劑中的工作曲線

2　不同溶液濃度選擇

1）KI用量的選擇。KI濃度越高，與溴反應越完全，I2的濃度就越大，吸光度也就越大，吸光度差值亦增大。在苯胺溶液中分別加入0.5～5×10-4mol/L 各0.5mLKI，結果表明，吸光度差值（ΔA）隨KI濃度的減少而減少，在加入濃度為5×10-3mol/L、5× 10-4mol/L、0.5mL溶液中，按實驗方法測得的吸光度已經為零，吸光度差值（ΔA）幾乎為零，KI與Br2反應不完全。若KI濃度過大，I-易被空氣中的氧氣氧化，致使測量結果偏大。所以本實驗選用5×10-2mol/LKI溶液加入0.5mL。

2）Br2用量的選擇。反復試驗表明：在10mL反應液中，含有0mL和2mL乙醇的溶液中與反應生成的碘的吸光度值以0.8～1.2之間為最好。如果吸光度差值太大，重復性則差。同時，如果溴的濃度過大，配制過程中就會揮發太快，使測的結果偏差太大；溴濃度過低時，使溶液中碘離子不能很好的被氧化，靈敏度低，線性范圍變窄。本法選用加6.0×10-4mol/L溴1.0mL。

3）乙醇用量的選擇。本實驗主要是通過改變溶劑來建立聯立方程，乙醇用量的選擇是最主要的條件之一。用95%的乙醇2mL和4mL做吸收曲線，結果發現加入4mL時，苯酚和苯胺吸收曲線的斜率相差太小，不易計算；加入2mL乙醇的時候，二者的吸收曲線的斜率有明顯的區別。故本測定選定加2mL95%的乙醇。

3　聯立方程的建立

按以上方法以及試驗條件測定水中的苯酚和苯胺，利用吸光度的加和原理，建立二元一次方程組：

將得到的ΔA1、ΔA2代入方程解之，得到C苯酚和C苯胺。

4　平行實驗

按實驗條件，在10mL的比色管中分別加入2.5mL和2.5mg/L的苯酚和苯胺溶液，定容到10 mL，分別在不加乙醇和加入2mL乙醇的條件下各做8份平行實驗，按實驗條件求得ΔA。經計算得到變異系數（Sr）為3.0%、2.6%、1.75%和 1.43%。水溶液中摩爾吸光系數為ε1=7.42×104L· mol-1·cm-1、ε2=7.90×105L·mol-1·cm-1,乙醇溶液中的摩爾吸光系數為 ε1=1.14×105L·mol-1·cm-1、ε2= 1.05×105L·mol-1·cm-1，符合光度法的要求。

5　精密度和準確度考察

配制7組不同濃度比的苯酚和苯胺混合溶液，在不加乙醇和加入2mL95%乙醇條件下，定容至10mL。按實驗方法進行測定，求得△A。帶入方程求解，測定結果見表1。由表1可見，苯酚的回收率為96%～103%，苯胺的平均回收率為95%～103%。

表1合成樣品結果分析（n=7）

6　加標回收實驗

取泰安奈河水樣,先用布氏漏斗進行抽濾,除去懸浮物和浮游生物。放入棕色瓶中靜置24 h。再次抽濾，除去所產生的紅色絮狀物。移取50mL放入100mL容量瓶中，在加入2.5mg/L苯酚和苯胺各10mL，用蒸餾水定容到刻度。分別移取1.0mL、2.0mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL放入10mL比色管中，按實驗方法進行測定，測定結果見表2。由表2可見，苯酚的平均相對偏差為2.28%，苯胺的相對偏差3.71%，小于4.0%，符合分光光度法測定要求。