甲基橙分光光度法测定氯气的方法验证及改进

范月娥

摘要：本文主要依据国家标准分析方法HJ/T30-1999，通过验证其检出限、精密度、准确度对固定污染源废气中的氯气的分析方法进行验证，并且通过对实验中遇到的一些问题的研究，对分析方法进行了一些改进，以便达到更好的分析效果，保证数据的科学性和准确性。

关键词：甲基橙；分光光度法；氯气；验证；改进

1、前言

近年来，我们国家高度重视环境污染问题，我们政府也加大了环境治理的力度，效果十分显著。然而环境污染问题仍然不容樂观。尤其是随着工业的发展，也产生了一些新的污染物，比如说氯气，氯气对人体的危害十分严重，它能刺激眼、鼻、喉以及上呼吸道等。长期吸入低浓度的氯会引起慢性中毒，引起鼻炎、慢性支气管炎、肺气肿和肝硬化。对氯敏感的人，当接触较高浓度的氯气后，即可发生皮炎或湿疹。氯气对植物有危害作用，对金属制品和建筑有腐蚀作用。因此，对氯气的测定方法进行验证和改进，使测定的结果更准确、更科学具有十分重要的意义。

2、实验部分

2.1、实验仪器

7200可见分光光度计

2.2、方法原理

含溴化钾、甲基橙的酸性溶液和氯气反应，氯气将溴离子氧化成溴，溴能在酸性溶液中将甲基橙溶液的红色减退，用分光光度法测定其退色的程度来确定氯气的量。

2.3、实验试剂

2.3.1、分析中所用试剂除溴酸钾、溴化钾为基准试剂外，其余均为分析纯试剂。

2.3.2、甲基橙吸收贮备液的配制：称取01000g 甲基橙，溶于约100ml 40～50℃水中，冷却后加入20ml 无水乙醇，用水定量转移入1000ml 容量瓶中，并稀释至刻度。

2.3.3、甲基橙吸收使用液的配制：用吸管移取甲基橙吸收贮备液250ml，置于1000ml容量瓶中，加入500ml（1+6）硫酸溶液，再加入50g溴化钾，溶解后用水稀释至刻度，混匀。

2.3.4、溴酸钾标准贮备液的配制（100mg/l）：准确称取03925g溴酸钾置于烧杯中，加入少量水溶解，移入500ml容量瓶中，用水稀释至标线。

2.3.5、溴酸钾标准使用液的配制（100μg/ml）：准确移取1000ml溴酸钾标准贮备液于1000ml容量瓶中，用水稀释至标线。

2.4、实验步骤

2.4.1、标准曲线的绘制：

于8只100ml容量瓶中，分别准确移取溴酸钾标准使用液00，10，20，40，60，100ml，并依次向容量瓶中加入2000ml甲基橙吸收液，最后用蒸馏水定容至刻线，摇匀。含氯量分别为00，100，200，400，600，800，1000μg，放置40min后，用1cm比色皿，以水作参比，在波长507nm处测量吸光度。以校准系列中零浓度管的吸光度（A0）与各标准色列管的吸光度（A）之差为纵坐标，含氯量为横坐标，绘制标准曲线。

2.5、标准曲线及线性相关系数结果

2.6、检出限的测定结果

2.6.1、测定方法

《地下水监测技术规范》（HJ/T164-2004）中规定，对各种光学分析方法，可测量的最小分析信号XL以下式确定：XL=Xb+KSb

式中：Xb—空白多次测量平均值；Sb—空白多次测量的标准偏差；K—根据一定置信水平确定的系数，当置信水平约为90%时，K=3。

与XL-Xb（即KSb）相应的浓度或量即为检出限DL：DL=（XL-Xb）/S=3Sb/S

式中：S—方法的灵敏度（即校准曲线的斜率）。

2.6.2、测定结果

检出限DL=3Sb/（S×V采样体积），其中，当采集环境空气时样品体积为30L，当采集固定污染源废气时采样体积为5L，Sb为20次空白吸光度的标准偏差。

根据测定方法，本次实验测量20次全程序空白，实验得出：对于环境空气而言，实际测定最低检出浓度0029 mg/m3，对于固定污染源废气而言，实际测定最低检出浓度017mg/m3。

2.7、精密度测定

以氯气校准曲线上限浓度值的01和09倍配制含量为01μg/ml和09μg/ml的氯气自控样。吸取浓度为10μg/ml溴酸钾标准使用液50ml和450ml分别置于500ml容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻线，测定自控样的同时做标准曲线。如此反复重复测定6次，测定结果如下表（该结果所用曲线为y=bx+a=00056x-00061）：

2.8、准确度的测定

2.8.1、加标回收率的测定

计算公式：

加标回收率=加标试样测定值-试样测定值加标量×100%

对浓度为05mg/l的自控样做加标回收率实验，于两个100ml容量瓶中各取20ml甲基橙吸收液，各加入50ml溴酸钾标准使用液（1000mg/L），在一只管中加入100ml 浓度为1000mg/L的标准使用液，用水定容到刻线，测定其吸光度。实际加标回收率的范围为964%～1036%。其中一次加标回收率的详细测定结果如下表（该结果所用曲线为y=bx+a=00056X-00095）：

3、实验结论

3.1、HJ/T30-1999中对线性相关系数未作要求，根据《空气和废气监测分析方法》（第四版）要求，线性相关系数应≥0999，该次试验所得线性相关系数满足相关要求。

3.2、根据方法HJ/T30-1999要求，环境空气中氯气的最低检出浓度为003 mg/m3，固定污染源废气中氯气的最低检出浓度为02 mg/m3，实验所得检出限满足方法要求。

3.3、通过对精密度和准确度的测定得出：精密度和准确度也满足方法要求。

3.4在本次实验过程中，如果严格按照分析方法HJ/T30-1999中标准曲线的绘制过程的话，很难绘制出线性相关系数的符合要求的曲线，故本次实验对标准使用液的浓度进行了反复试验并作出修改，采用标准使用液的浓度为100μg/ml，相应扩大取样体积，使取样量更准确，从而得到了符合要求的曲线（线性相关系数≥0999），提高了测定结果的准确度和精密度。

参考文献：

[1]HJ/T30-1999，固定污染源排气中氯气的测定 甲基橙分光光度法[S].

[2]国家环境保护总局空气和废气监测分析方法（第四版）[M]，北京：中国环境科学出版社.