甲基橙分光光度法測定氯氣的方法驗證及改進

范月娥

摘要：本文主要依據國家標準分析方法HJ/T30-1999，通過驗證其檢出限、精密度、準確度對固定污染源廢氣中的氯氣的分析方法進行驗證，并且通過對實驗中遇到的一些問題的研究，對分析方法進行了一些改進，以便達到更好的分析效果，保證數據的科學性和準確性。

關鍵詞：甲基橙；分光光度法；氯氣；驗證；改進

1、前言

近年來，我們國家高度重視環境污染問題，我們政府也加大了環境治理的力度，效果十分顯著。然而環境污染問題仍然不容樂觀。尤其是隨著工業的發展，也產生了一些新的污染物，比如說氯氣，氯氣對人體的危害十分嚴重，它能刺激眼、鼻、喉以及上呼吸道等。長期吸入低濃度的氯會引起慢性中毒，引起鼻炎、慢性支氣管炎、肺氣腫和肝硬化。對氯敏感的人，當接觸較高濃度的氯氣后，即可發生皮炎或濕疹。氯氣對植物有危害作用，對金屬制品和建筑有腐蝕作用。因此，對氯氣的測定方法進行驗證和改進，使測定的結果更準確、更科學具有十分重要的意義。

2、實驗部分

2.1、實驗儀器

7200可見分光光度計

2.2、方法原理

含溴化鉀、甲基橙的酸性溶液和氯氣反應，氯氣將溴離子氧化成溴，溴能在酸性溶液中將甲基橙溶液的紅色減退，用分光光度法測定其退色的程度來確定氯氣的量。

2.3、實驗試劑

2.3.1、分析中所用試劑除溴酸鉀、溴化鉀為基準試劑外，其余均為分析純試劑。

2.3.2、甲基橙吸收貯備液的配制：稱取01000g 甲基橙，溶于約100ml 40～50℃水中，冷卻后加入20ml 無水乙醇，用水定量轉移入1000ml 容量瓶中，并稀釋至刻度。

2.3.3、甲基橙吸收使用液的配制：用吸管移取甲基橙吸收貯備液250ml，置于1000ml容量瓶中，加入500ml（1+6）硫酸溶液，再加入50g溴化鉀，溶解后用水稀釋至刻度，混勻。

2.3.4、溴酸鉀標準貯備液的配制（100mg/l）：準確稱取03925g溴酸鉀置于燒杯中，加入少量水溶解，移入500ml容量瓶中，用水稀釋至標線。

2.3.5、溴酸鉀標準使用液的配制（100μg/ml）：準確移取1000ml溴酸鉀標準貯備液于1000ml容量瓶中，用水稀釋至標線。

2.4、實驗步驟

2.4.1、標準曲線的繪制：

于8只100ml容量瓶中，分別準確移取溴酸鉀標準使用液00，10，20，40，60，100ml，并依次向容量瓶中加入2000ml甲基橙吸收液，最后用蒸餾水定容至刻線，搖勻。含氯量分別為00，100，200，400，600，800，1000μg，放置40min后，用1cm比色皿，以水作參比，在波長507nm處測量吸光度。以校準系列中零濃度管的吸光度（A0）與各標準色列管的吸光度（A）之差為縱坐標，含氯量為橫坐標，繪制標準曲線。

2.5、標準曲線及線性相關系數結果

2.6、檢出限的測定結果

2.6.1、測定方法

《地下水監測技術規范》（HJ/T164-2004）中規定，對各種光學分析方法，可測量的最小分析信號XL以下式確定：XL=Xb+KSb

式中：Xb—空白多次測量平均值；Sb—空白多次測量的標準偏差；K—根據一定置信水平確定的系數，當置信水平約為90%時，K=3。

與XL-Xb（即KSb）相應的濃度或量即為檢出限DL：DL=（XL-Xb）/S=3Sb/S

式中：S—方法的靈敏度（即校準曲線的斜率）。

2.6.2、測定結果

檢出限DL=3Sb/（S×V采樣體積），其中，當采集環境空氣時樣品體積為30L，當采集固定污染源廢氣時采樣體積為5L，Sb為20次空白吸光度的標準偏差。

根據測定方法，本次實驗測量20次全程序空白，實驗得出：對于環境空氣而言，實際測定最低檢出濃度0029 mg/m3，對于固定污染源廢氣而言，實際測定最低檢出濃度017mg/m3。

2.7、精密度測定

以氯氣校準曲線上限濃度值的01和09倍配制含量為01μg/ml和09μg/ml的氯氣自控樣。吸取濃度為10μg/ml溴酸鉀標準使用液50ml和450ml分別置于500ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻線，測定自控樣的同時做標準曲線。如此反復重復測定6次，測定結果如下表（該結果所用曲線為y=bx+a=00056x-00061）：

2.8、準確度的測定

2.8.1、加標回收率的測定

計算公式：

加標回收率=加標試樣測定值-試樣測定值加標量×100%

對濃度為05mg/l的自控樣做加標回收率實驗，于兩個100ml容量瓶中各取20ml甲基橙吸收液，各加入50ml溴酸鉀標準使用液（1000mg/L），在一只管中加入100ml 濃度為1000mg/L的標準使用液，用水定容到刻線，測定其吸光度。實際加標回收率的范圍為964%～1036%。其中一次加標回收率的詳細測定結果如下表（該結果所用曲線為y=bx+a=00056X-00095）：

3、實驗結論

3.1、HJ/T30-1999中對線性相關系數未作要求，根據《空氣和廢氣監測分析方法》（第四版）要求，線性相關系數應≥0999，該次試驗所得線性相關系數滿足相關要求。

3.2、根據方法HJ/T30-1999要求，環境空氣中氯氣的最低檢出濃度為003 mg/m3，固定污染源廢氣中氯氣的最低檢出濃度為02 mg/m3，實驗所得檢出限滿足方法要求。

3.3、通過對精密度和準確度的測定得出：精密度和準確度也滿足方法要求。

3.4在本次實驗過程中，如果嚴格按照分析方法HJ/T30-1999中標準曲線的繪制過程的話，很難繪制出線性相關系數的符合要求的曲線，故本次實驗對標準使用液的濃度進行了反復試驗并作出修改，采用標準使用液的濃度為100μg/ml，相應擴大取樣體積，使取樣量更準確，從而得到了符合要求的曲線（線性相關系數≥0999），提高了測定結果的準確度和精密度。

參考文獻：

[1]HJ/T30-1999，固定污染源排氣中氯氣的測定 甲基橙分光光度法[S].

[2]國家環境保護總局空氣和廢氣監測分析方法（第四版）[M]，北京：中國環境科學出版社.