乙醇在水體總鉻測定中的巧應用

2021-08-18 02:19:10祁光發

純堿工業 2021年4期

祁光發

(唐山三友化工股份有限公司純堿分公司，河北唐山 063305)

總鉻屬于廢水監測中的第一類污染物，因此，總鉻的排放是否達標將會關系到企業是否能夠正常運轉以及對水體環境的污染程度，而在廢水總鉻的測定中所使用的顯色劑是用丙酮配制的，檢測過程中會產生大量的危險廢棄物，危廢處理成本較大。丙酮極易揮發且毒性較大，在配制顯色劑和顯色的過程中有大量的丙酮揮發出來，對檢測人員的身體健康造成較大危害。因此，尋找一種低毒或無毒溶劑代替丙酮，在保證準確度的前提下，既滿足節能減排的環保需求，又確保了檢測人員的職業健康安全。

1 實驗

1.1 原理

在酸性條件下用高錳酸鉀將Cr3+全部氧化為Cr6+，Cr6+與二苯碳酰二肼反應生成紫紅色的絡合物，與波長540 nm處測定其吸光度值。過量的高錳酸鉀用過量的亞硝酸鈉分解，過量的亞硝酸鈉用尿素分解[1]。

1.2 基本操作

1.2.1 水樣預處理

取10.00 mL樣品于250 mL錐形瓶中，加40 mL高純水，再加入3 mL濃硝酸和2 mL(1+1)硫酸，用電陶爐在通風櫥內加熱煮沸至近干。若溶液仍有顏色，需再加2 mL濃硝酸進行消解，直至溶液無色。

消解完成后取下冷卻，加入50 mL水，用1+1氨水調節pH至中性，然后加0.5 mL(1+1)磷酸和0.5 mL(1+1)硫酸，搖勻，加(40 g/L)高錳酸鉀3滴(若紫色消失，需補加高錳酸鉀，直至溶液保持紫色不變)，電陶爐加熱使樣品微沸，待樣品溶液濃縮至20 mL左右，取下錐形瓶冷卻至室溫。

1.2.2 顯色

處理好的樣品中加入1 mL(200 g/L)尿素溶液，搖勻。用滴管滴加(20 g/L)亞硝酸鈉溶液，每滴加一滴充分搖勻，至高錳酸鉀的紫紅色剛好褪去。稍停片刻，待溶液內氣泡逸出，轉移至50 mL比色管中，用水稀釋至刻線。加入2 mL顯色劑，搖勻，顯色10 min后，在540 nm波長下，用3 cm比色皿，以樣品空白做參比，測定吸光度。

2 實際測定中存在的問題

用丙酮配制二苯碳酰二肼時，在移取、攪拌溶解和顯色過程中有大量的丙酮揮發出來，長此以往，對檢測人員的身體健康會造成較大危害，且污染環境。

3 問題解決

由于二苯碳酰二肼易溶于醇類化合物，而較丙酮而言，乙醇屬于毒性極小的有機溶劑，因此用無水乙醇代替丙酮配制二苯碳酰二肼。

3.1 乙醇用量的選擇

在標準中是將0.2 g的二苯碳酰二肼溶于50 mL的丙酮中，根據丙酮的用量確定乙醇用量為30 mL至80 mL。稱取0.2 g二苯碳酰二肼分別溶于30 mL、40 mL、50 mL、60 mL、70 mL、80 mL的無水乙醇，分別用蒸餾水定容至100 mL，備用。

3.2 確定乙醇的最佳用量

取12支50 mL比色管，取其中6支比色管，分別加入6 mL 0.5 μg/mL的鉻標液，其余6支比色管為空白，分別加入以上配置好的顯色劑2 mL,顯色10 min后，以水為參比，分別測定在不同乙醇用量下的吸光度值，結果見表1。

表1 用無水乙醇配制顯色劑

圖1 吸光度值趨勢圖

通過圖1可知，當乙醇用量為60 mL至100 mL時吸光度值達到最大，且趨于穩定。為了降低藥品使用量和檢測成本，故無水乙醇的最佳用量選擇60 mL。

4 準確度驗證

4.1 顯色劑配制

稱取0.2 g二苯碳酰二肼，溶于50 mL丙酮中，用水稀釋至100 mL備用。

稱取0.2 g二苯碳酰二肼，溶于60 mL無水乙醇中，用水稀釋至100 mL備用。

4.2 繪制標準曲線

取0.5 μg/ mL鉻標液0 mL、1 mL、2 mL、4 mL、6 mL、8 mL分別置于250 mL錐形瓶內，然后按照樣品測定步驟(第1.2節)進行處理，顯色時用第4.1節(丙酮介質)中所配顯色劑，以鉻含量為橫坐標，吸光度值為縱坐標繪制標準曲線。另外再繪制一條使用第4.1節(乙醇介質)中所配顯色劑的標準曲線，前處理與第一條標準曲線相同。