对GB/T 5750.5—2006中热法铬酸钡测水中硫酸根检测过程解释

2015-06-09 22:39
计量技术 2015年4期
关键词:铬酸悬浊液热法

王 巍

(福建南平市产品质量检验所,南平 353000)



对GB/T 5750.5—2006中热法铬酸钡测水中硫酸根检测过程解释

王 巍

(福建南平市产品质量检验所,南平 353000)

通过对GB/T 5750.5—2006中热法铬酸钡测水中硫酸根的试剂配制、检测过程、原理进行要点补充说明,提高了检测结果的精密度和准确度。整个实验过程中溶液的pH为控制的关键点,其次是各干扰离子的去除。

硫酸盐;热法铬酸钡分光光度;检测过程;补充说明

0 引言

在利用该方法测定水中硫酸盐时,步骤相对简单,所需试剂较少,要求使用的仪器设备一般实验室都能具备。但标准方法描述简单,要做好校准曲线及实测样品,以下几个测定过程中应注意的问题是笔者的一点心得,现与大家共同探讨。

1 标准要点的解释

1.1 铬酸钡悬浊液

称取19.44g铬酸钾(K2CrO4)与24.44g氯化钡(BaCl2·2H2O),分别溶于1L蒸馏水中,加热至沸腾。将两溶液倾入同一个3L烧杯内,此时生成黄色铬酸钡沉淀。待沉淀下降后,倾出上层清液,然后每次用约1L蒸馏水洗涤沉淀,共需洗涤5次左右。最后加蒸馏水至1L,使成悬浊液,每次使用前混匀。每5mL铬酸钡悬浊液可以沉淀约48mg硫酸根(SO42-)。

要点:铬酸钡悬浊液的制备,必须洗至无铬酸根离子和钡离子,这一点至关重要,否则,结果或者是偏高,或者是偏低,甚至测不出来。标准写到:待沉淀下降后,倾出上层清液,然后,每次用约1L蒸馏水洗涤沉淀,共需洗涤5次左右。这个操作步骤的关键是要将铬酸钡悬浊液洗干净,要有检验,即滤液加铬酸钾检验钡离子,滤液加氯化钡检测铬酸根,必须都无沉淀现象。否则,继续洗。

1.2 操作步骤

1)分取50mL水样,置于150mL锥形瓶中。

2)另取150mL锥形瓶八个,分别加入0、0.25、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00及10.00mL硫酸根标准溶液(1mg/mL),加蒸馏水至50mL。

3)向水样及标准溶液中各加1mL 2.5mol/L盐酸溶液,加热煮沸5min左右。取下后再各加2.5mL铬酸钡悬浊液,再煮沸5min左右。

要点:加入盐酸后,溶液务必呈酸性(pH≤1)且一定要加热煮沸除碳酸根、亚硫酸根、硫离子等,否则在酸性条件下,铬酸钡溶解生成的铬酸根,变重铬酸钾根后,会还原亚硫酸根和硫离子自身变成三价铬离子,导致溶液中有过多的钡离子,虽然硫酸根能沉淀完全,但到后续氨性条件下,本应释放出的铬酸根又部分复合成铬酸钡,使测定结果偏低,此外,较多的碳酸根也会缓慢地少量地转化铬酸钡,释放出铬酸根来,又使结果偏高。不同干扰离子产生不同的干扰,本实验观察了23种金属离子和无机盐类对测定干扰情况,结果见表1。从表1可看出,加HCl煮沸5min后(pH≤1),除了Cu2+、Fe2+对测定有干扰外,其它离子的干扰甚微,可忽略不计,而对于Cu2+、Fe2+的干扰,可加入EDTA二钠盐络合消除。

现象:加入悬浊液后,溶液应该呈较深的橙色,以保证铬酸钡全部溶解,不溶部分为白色硫酸钡。反应的PH<2,就一定能满足此条件。铬酸钡全溶解条件下,能够保证硫酸根完全沉淀(因为有过量的钡离子存在,有同离子效应,很低浓度的硫酸根都可以沉淀完全),下面的化学平衡[2],可以帮助理解酸碱度对沉淀转化、对结果偏高的影响:

2CrO42-(黄色)+2H+=Cr2O72-(橙色)+H2O

(pH值不同导致平衡移动,橙色是溶液偏酸的标志);SO42-+BaCrO4=BaSO4(沉淀)+CrO42-(正常情况下应该发生的反应);BaCrO4+2H+=Cr2O72-+H2O+2Ba2+(氨性情况下不该发生的反应,微酸性到酸性发生了,结果必定偏高,而且因BaCrO4使用量较大,故Cr2O72-生成量也较大,空白和不空白的溶液都含由它转化而来的重铬酸根)。

表1 各种共存离子对水中硫酸盐的热法铬酸钡分光光度测定法的影响

4)取下锥形瓶,稍冷后,向各瓶逐滴加入(1+1)氨水(3.2)至呈柠檬黄色,再多加2滴。

5)待溶液冷却后,用慢速定性滤纸过滤,滤液收集于50mL比色管内(如滤液浑浊,应重复过滤至透明)。用蒸馏水洗涤锥形瓶及滤纸三次,滤液收集于比色管中,用蒸馏水稀释至标线。

6)在250~500nm范围内测定了本方法的吸收光谱,结果见图1。由图1可见,在275nm和370nm处有两个吸收峰,如选用紫外区测定,可选用370nm波长,如选用可见光测定,可选择可见光的最小波长420nm测定吸光值。本方法考虑到多数基层单位紫外分光光度计并不普及,故以可见光区420nm进行测定。

图1 硫酸盐的铬酸钡分光光度测定法吸收曲线

7)工作曲线的绘制。在420nm波长,用10mm比色皿测量吸光度,以硫酸盐含量Y为纵坐标,对应的吸光度X为横坐标,绘制校准曲线,其工作曲线为:Y=9.3601X-0.2637,其校准曲线见图2。

图2 热法铬酸钡测水中硫酸盐含量工作曲线

2 改进后热法铬酸钡测水中硫酸盐的精密度和准确度

按上述的操作步骤,取硫酸盐浓度为10mg/L、50mg/L、100mg/L的标准合成水样各测定6次,相对标准偏差分别为4.18%,1.79%,1.09%,结果见表2。在不同水样中做加标回收实验,结果见表3。

表2 精密度试验结果(n=6)

表3 各种水样中硫酸盐的铬酸钡分光光度测定法的加标回收实验结果(n=3)

3 结论

硫酸盐的测定方法较多,称量法为经典方法,但手续繁琐且不能测定10mg/L以下的水样。比浊法虽可测定40mg/L以下的水样,但反应条件苛刻,测定范围较窄,实用性较差。离子色谱法[3-4]虽有明显的优势,但设备昂贵,尚不能在基层推广应用。而热法铬酸钡分光光度法测水中的硫酸盐应用范围较宽,但标准描述的较简单,本文对标准中各检测过程、原理进行要点补充说明,说明了整个操作过程溶液的pH为控制的关键点,其次是各干扰离子的去除,进而提高了检测结果的精密度和准确度。

[1] GB/T 5750.5—2006水质硫酸盐的检测热法铬酸钡分光光度法[S]

[2] 武汉大学.分析化学[M].北京:高等教育出版社,1995

[3] 华南理工大学.实用工业分析[M].广州:华南理工大学出版社,1999

[4] 李怡,刘晓松,周帆,冉亚莉,黄玉仙.离子色谱法快速分析饮用水中的四种阴离子[J].理化检验-化学分册,2006,42(10)

[5] 朱国英,管健.离子色谱法和铬酸钡分光光度法测定水中硫酸盐的比较[J]环境与健康杂志,2008,25(2)

10.3969/j.issn.1000-0771.2015.4.11

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