二苯碳酰二肼分光光度法測定六價鉻及其影響因素分析

周榮清(寧德市屏南環境監測站，福建 寧德 352300)

0 引言

近年來，各種科學檢測手段和儀器都突飛猛進地發展，與此同時，分析技術也不斷發展的背景下，檢測六價鉻的技術也在不斷擴張。但目前最為常用的技術和方法還是分光光度法。二苯碳酰二肼分光光度法具有以下特點：干擾少，操作簡單，靈敏度高，應用范圍廣。因此，到目前為止，確定樣本中六價格含量的主要實驗方法仍是分光光度法。本文重點了討論和分析二苯碳酰二肼分光光度法，解釋了影響其測定的常見因素，并提出消除該影響的具體措施，有助于將來改善水生環境中六價鉻的測定。

1 方法原理

在酸性環境下，由于六價鉻具有強氧化性，能夠把二苯碳酰二肼通過氧化作用轉化為二苯縮二氨基脲，再通過結合三價鉻，變成紫紅色絡合物，紫紅色絡合物在一定濃度范圍內的色度與六價鉻呈現正相關，當波長達到540nm波長處出現極限值吸收時，確定水樣中是否含有六價鉻[1]。二苯碳酰二肼分光光度法能夠完成地表水和工業廢水中的六價鉻測定，濃度范圍在0.004～1mg/L之間。

2 分析和消除干擾因子測量的常用方法

2.1 收集和儲存水樣

不同的行業和領域在水樣中具有不同的六價鉻濃度。有很多因素都會對地表水環境中六價鉻準確地測定造成影響。其中最主要干擾因素以下幾種：水樣的采集和保存，水樣的酸堿性，水樣的顏色和渾濁程度，水樣中的金屬離子的濃度，氧化性物質的濃度以及程色時間等，而影響水樣測量結果的主要因素之一是水樣的收集和存儲方法。因此，在水樣采集和儲存方面，一定要考慮這些因素的影響。化學物質在酸性溶液中容易還原，所以可以把六價鉻還原成三價鉻。在進行測定時應該選擇無色透明玻璃瓶，保證沒有刮痕，用普通的pH試紙進行水樣的pH值測試收集，將氫氧化鈉或稀硝酸適量添加到瓶中，控制水樣pH在8～9。保持水樣的方法是將其放入溫度為0～4℃的冷藏運輸箱中，并盡快測量水樣。將水樣保存在冷藏室中的最佳時間是24h之內。

2.2 彩色顯影劑的選擇和制備

彩色顯色劑對于水樣中金屬離子測定結果的準確性，以及測試過程是否順利有十分重要的影響作用，因此，選擇或制備優良且合適的顯色劑顯得尤為重要。在用于水樣測試的試劑中，水樣測試的結果會受到水樣自身含有的物質影響，優質的二苯碳酰二肼通常為白色或透明狀。長期放置在空氣中的紅色晶體粉末容易被空氣氧化而變紅并變質。通常，國內生產的分析純藥物可以滿足日常測試的需求。在準備解決方案時，在要求的生產期限內選擇新制造的產品。當測試要求高時，需要選擇高純度或進口產品，使實驗的準確性得到保證，在進行測試時要保證環境干燥，容器要進行黑暗和密封保存。在進行顯影劑制備期間，在丙酮和乙醇溶液中二苯碳酰二肼需要進行緩慢溶解。要保證在進行溶解期間不會出現結塊和不溶解的情況，在丙酮溶劑完全融化后在丙酮中加入純水進行稀釋。當體積達到要求量時，應將準備好的溶液冷藏并避光。如果顏色變深，則無法使用。現在應準備六價鉻顯影劑，并盡量不要長時間使用保存在冰箱中。同時，為了避免三價鐵、二價汞等的干擾。在測定六價鉻時，有必要在向樣品中加入顯色劑后15分鐘進行吸光度測量工作，以消除樣品中的三價鉻等金屬離子對六價鉻的干擾。

2.3 水樣品的預處理

(1)金屬離子的干擾和消除。六價鉻水樣品的測試結果各不相同且復雜。當鐵離子含量超過400μg/L時，會生成黃色化合物。這種顏色反應也會干擾測試結果。為了消除這種干擾，樣品溶液的顏色調節三價鐵的酸度時，需要將硫酸用磷酸代替。如果磷酸過量會產生復合離子，從而讓三價鐵顯色反應產生的影響消失。一些金屬離子在顯色反測定時會生成有色化合物。這樣就會導致顯色反應是不精確、不敏感的。低于200mg/L的汞和鉗夾濃度不會干擾水樣品的測定。磷大于4mg/L會干擾顯色反應。水樣品中明礬含量低，能夠在樣品中添加彩色顯影劑。一些金屬離子和二苯碳酰二肼的反應會導致有色物質生成，導致測定結果顏色不準確。鋁離子與二苯碳酰二肼之間的反應所產生的顏色干擾將在15min內緩慢消失，因此可以在添加顯色劑以去除其他有色物質，15min后開始吸光度測量。

(2)干擾和去除水樣中的顏色和渾濁。在確定六價銘文時，可以通過沉淀和分離鋅鹽，并對原始溶液的濁度和色度干擾進行校正。確保檢測結果的科學合理[2]。入射光將會因為溶液(懸浮液、濁度、膠體)的濃度變化而受到影響，導致散射現象，吸光度也會因此發生變化，最后造成測量結果不準確。實驗表明，當選擇純水作為測量干凈地表水的基準時，將對吸光度值產生一些影響。因此，在實驗室分析樣品時，還必須對干凈的地表水進行一些色濁校正。對于工業、采礦和企業廢水的濁度、深色和嚴重污染，需要通過鋅鹽沉淀分離法進行水樣品預處理。使用氫氧化鋅共沉淀劑，可以實現有色水樣品的絮凝和沉淀，然后用慢濾紙過濾，然后吸收濾液進行測定。用這種方法處理過的水樣品應在測量過程中與原始樣品進行比較。工作步驟更加復雜多樣，但是有人對方法進行了改進，簡化了測量步驟，減少了實驗誤差，提高了測量結果的準確性和效率。

(3)有色水樣和未污染水樣的測定。溶液中的游離氯、次氯酸鹽、高氯酸鹽、過氧化物和其他氧化性物質將與二苯碳酰二肼反應生成紫紅色，這可能會干擾水樣品的測試結果。在這種情況下，必須在測量水樣之前對干擾性氧化物質進行預處理。干擾物質主要包括亞硫酸鹽、硫化物、還原二價鐵、亞硝酸鹽等。通過和溶液中的六價鉻進行氧化還原反應。不會出現明顯的顯色反應或顏色不顯色，測量結果差[3]。

(4)水樣的干擾和pH調整。pH值約為7.0的待測樣品是應用二苯碳酰二肼分光光度法的主要目標。所以，需要首先測試樣品的pH值。選擇高濃度的堿液或酸溶液進行pH值得中和，達到中和后再進行測量。酸堿調節溶液的添加量不可以大于水樣體積比的0.5%。

(5)氧化水樣品的預處理。如果水樣中含有氧化性物質，會出現和六價氧化鉻二苯碳酰二肼一樣的顯色情況，對水樣中六價鉻含量的準確性造成影響。對于含有氧化劑的水樣，應先進行干擾性氧化劑的預處理，然后測定六價鉻含量，避免因為氧化物對測試試劑的消耗而完成分析結果的不準確。

2.4 測定中的其他關鍵問題

在每次測試之前，首先要對儀器進行打開和預熱，確保儀器的穩定狀態滿足測定要求。但是，打開時間過長，儀器的穩定性也會產生影響。所以，要控制好顯色時間，如果需要進行長時間測試，則需要對整個測試過程進行定點檢查，防止出現儀器波動的情況。儀器預熱后，可以向試管中加入等量的蒸餾水，然后將其放入儀器中進行測試。丟棄吸光度差異過大的比色杯，然后選擇吸光度最小的那個作為最佳零點。通常，吸光度的差異應小于0.5%[4]。對于含有較高色度溶液的比色皿，應在使用后將其清洗幾次，以防止殘留液體干擾后續樣品。特別是已測量曲線最大點的單元不應用于直接測量空白樣品的值。避免顏色粘附導致測試結果偏差。通常情況下，較深的液體應選擇光程較短的比色杯，較淺的液體由于在較小的光程下數字顯示效果不佳而不適用于讀取，而必須選擇較大光度的比色杯。二苯碳酰二肼分光光度法建議使用10mm或30mm比色皿。對于光度計，如果所選比色皿放置后兩側都有空間，則需要保證每次放置的都在同一位置，同時要保證比色皿在同一垂直線上，請勿隨意放置。

結合六價鉻測定的實際情況，加強色度校正方法，提高鋅鹽沉淀分離方法的合理使用，消除濁度對工業六價鉻測定中混濁的干擾；為了測定化合價鉻的實際目的，應加強使用彩色顯影水樣品溶液的測定方法。在此期間，六價氧化鉻二苯碳酰二肼與氧化性干擾物質會發生顯色反應，這需要相關人員注意預處理方法的使用；在測定六價鉻時，必須結合測量結果的準確性和敏感性。

3 結語

綜上所述，加強對二苯碳酰二肼試劑的使用，有利于科學測定水和廢水中的六價鉻，保證水和廢水中六價鉻的測定結果符合相關規定，從而減少六價鉻對水體和環境的污染，做到早發現、早處理，為提高我國的環境質量。二苯碳酰二肼分光光度法作為當前我國最為常用的測定水質中六價鉻方法，操作人員對流程也相對熟悉，但需要強調的是，在六價鉻的實際檢測過程中，檢測結果會受到諸如相關環境或水質等外界因素的影響而產生不穩定的情況。因此，為了提高這項工作的潛在價值，并獲得相應的更加準確和有意義的研究結果，應當更加重視測定水和廢水中六價鉻的關鍵問題。