高濃度碘化物比色法探討與改進

尹靜章,魏 琦，王玉玨，劉 琪

(1.德州市水文中心，山東 德州 253016；2.山東錦銘檢測技術有限公司，山東 德州 253016)

地下水是地球自然循環的產物，是生態循環的重要部分[1]。隨著工業化、城鎮化的快速發展，生活污水、工業廢水的排放使得區域地下水環境變得較為復雜[2]。碘是維持人體甲狀腺正常功能所必需的微量元素，碘是人體不可缺少的生命元素之一，又被稱為“智慧元素”[3]。準確測定地下水中碘化物含量具有重要意義。

目前適用地下水水中碘化物的測定方法很多，常用的有分光光度法、滴定法、色譜法、流動注射分析法、離子色譜法等[4]。本文就GB/T 5750.5—2006《生活飲用水標準檢驗方法方法》中高濃度碘化物比色法[5]進行了實踐和研究，對方法中主要不足進行分析并提出改進措施，對影響測定結果的條件進行了對比試驗，提出了具有指導意義的研究結論。分析結果如下：

1 高濃度碘化物比色法

1.1 方法原理

在磷酸酸化的水樣中加入過量飽和溴水，碘化物被氧化為碘酸鹽。用甲酸鈉除去過量的溴，此時溶液中溴的顏色應完全褪去，剩余的甲酸鈉在酸性溶液中加熱成為甲酸揮發逸失，冷卻后加入碘化鉀析出碘，再加入淀粉生成藍紫色復合物，比色定量[6]。

該方法所需溶液必須現用現配，滴加的飽和溴水和甲酸鈉必須在實踐中進行總結，確定加入量。加入碘化鉀后，必須在暗處放置反應，另外碘和淀粉的顯色反應比較復雜，沒有固定的摩爾比，是一個可逆反應[7]。

1.2 方法存在的不足

(1)GB/T 5750.5—2006中高濃度碘化物比色法規范中原理介紹相對清晰，但在分析步驟中明顯缺失甲酸鈉的加入時間，造成操作者無所適從。

(2)甲酸鈉的加入量多少未明確，應定性說明。

(3)加入甲酸鈉后是否加熱，加熱多長時間未明確。

(4)方法未明確檢出限，僅指出取樣體積10ml時最低檢測最低質量濃度為0.05mg/l，此表述不代表方法的檢出限，不完全、不準確。

該方法以上不足容易使檢測人員增加分析研究時間，標準曲線達不到精密度和準確度要求[8]。

2 方法優化與改進

(1)明確甲酸鈉的加入時間，甲酸鈉的加入應在水樣初次沸水浴加熱2min后加入，。

(2)甲酸鈉的加入量應略多于飽和溴水的加入量。

(3)甲酸鈉的加熱時間應不低于30s，以使甲酸完全揮發逸失。

(4)加入碘化鉀后保持暗處放置，且比色時應盡量減少漏光時間。

(5)水浴加熱建議采用燒杯沸水浴加熱方式。

3 對比分析

3.1 甲酸鈉的加入時機

高濃度碘化物比色法GB 5750.5—2006方法原理中講到加入甲酸鈉為了除去過量的溴，但印刷版本中分析步驟未明確甲酸鈉的加入時機，屬于方法遺漏。為了探究甲酸鈉的作用和影響，特在試驗過程中進行了甲酸鈉加入與否的對比試驗，甲酸鈉加入與否對比分析結果見表1。

表1 甲酸鈉加入與否對比分析成果表

由上表可以看出，碘化物的測定必須加入甲酸鈉，甲酸鈉的作用為去除過量的飽和溴水，否則無法測定正常的吸光度，標準系列不成線性，由此可以證明GB 5750.5—2006為刊印有誤。

3.2 飽和溴水的加入量對測定結果的影響

根據分析方法，標準系列和水樣中要加入飽和溴水至呈淡黃色穩定不變，飽和溴水的加入量會影響到碘化物是否被氧化完全及測定的吸光度，直至影響數據測定準確度。相同標準系列加入不同量飽和溴水的測定成果見表2。同標準系列不同量飽和溴水測定曲線分別如圖1—3所示。

通過以上結果可以看出，飽和溴水的加入量要根據試驗實際情況，對比吸光度得出最佳加入量。根據試驗結果分析，標準系列低濃度點飽和溴水的加入量不易過少，要保證碘化物完全被氧化，否則對測定值影響較大；同時因購置實際質量不同，加入量會略有區別，根據試驗可知，本實驗飽和溴水加入量以5滴最好。

3.3 甲酸鈉不同加入量對比分析

同系列標準溶液加入相同量的飽和溴水，加入不同量的甲酸鈉，對比分析監測結果，監測數據見表3。測定曲線如圖4—6所示。

表2 同標準系列加入不同量飽和溴水測定結果表

圖1 3滴飽和溴水5滴甲酸鈉測定曲線

圖2 5滴飽和溴水5滴甲酸鈉測定曲線

通過以上結果可以看出，甲酸鈉的加入量要適中，加入量太少，不能除去過量的溴，加入量太多，在加熱的過程中甲酸揮發不完全，影響測定結果，同樣使測定不準確。根據試驗結果分析，甲酸鈉的加入量過多時，標準曲線高濃度點測定值數值偏低。

圖3 7滴飽和溴水5滴甲酸鈉測定曲線圖

表3 不同加入量的甲酸鈉測定結果表

圖4 5滴飽和溴水3滴甲酸鈉測定曲線圖

圖5 5滴飽和溴水7滴甲酸鈉測定曲線圖

圖6 5滴飽和溴水10滴甲酸鈉測定曲線圖

3.4 加入甲酸鈉后的加熱時間及其它注意事項

(1)加入甲酸鈉以趁熱加入為好，同時為保證甲酸完全揮發，二次加熱時間根據試驗結果，應不低于30s，具體時間以取得最佳試驗結果為宜。

(2)試驗過程加入碘化鉀后要暗處放置，因為碘化鉀見光易分解，暗處放置，保證樣品中碘能夠完全析出。

4 實驗結論

通過對各組實驗結果分析，可得出如下結論：

(1)GB 5750.5—2006高濃度碘化物比色法存在刊印疏漏，遺漏甲酸鈉的加入過程。

(2)飽和溴水的加入量應保證碘化物氧化完全，且低濃度水樣飽和溴水可以適當多滴。

(3)甲酸鈉應趁熱加入，且加入量保證能除去過量的溴，二次加熱時間不低于30s，確保過量的甲酸揮發完全。

(4)水浴加熱可以采用燒杯沸水浴加熱方式，方法簡單，設備易得。

(5)加入碘化鉀后暗處放置，避免碘化鉀見光分解。

5 結語

通過改變試劑及環境條件，實驗得到良好效果，測定結果準確度與精密度得到大大提高，操作簡便，線性關系較好。總之，水環境監測人員在檢測過程中，要弄懂弄透方法的原理，熟知每一試劑每一步驟的作用和變化，分析總結經驗，根據實驗室條件找到最佳的檢測方法[9]。因受時間、精力、能力所限，本文對碘化物測定條件的改變、試劑質量及交互影響下的檢測對比分析尚不完全，而且積累的數據及時間相對較少，所得的結論或許存在偏差，希望大家共同探討，找到更高精密度更高準確度的檢測條件。