二苯碳酰二肼分光光度法测定六价铬及其影响因素分析

周荣清(宁德市屏南环境监测站，福建 宁德 352300)

0 引言

近年来，各种科学检测手段和仪器都突飞猛进地发展，与此同时，分析技术也不断发展的背景下，检测六价铬的技术也在不断扩张。但目前最为常用的技术和方法还是分光光度法。二苯碳酰二肼分光光度法具有以下特点：干扰少，操作简单，灵敏度高，应用范围广。因此，到目前为止，确定样本中六价格含量的主要实验方法仍是分光光度法。本文重点了讨论和分析二苯碳酰二肼分光光度法，解释了影响其测定的常见因素，并提出消除该影响的具体措施，有助于将来改善水生环境中六价铬的测定。

1 方法原理

在酸性环境下，由于六价铬具有强氧化性，能够把二苯碳酰二肼通过氧化作用转化为二苯缩二氨基脲，再通过结合三价铬，变成紫红色络合物，紫红色络合物在一定浓度范围内的色度与六价铬呈现正相关，当波长达到540nm波长处出现极限值吸收时，确定水样中是否含有六价铬[1]。二苯碳酰二肼分光光度法能够完成地表水和工业废水中的六价铬测定，浓度范围在0.004～1mg/L之间。

2 分析和消除干扰因子测量的常用方法

2.1 收集和储存水样

不同的行业和领域在水样中具有不同的六价铬浓度。有很多因素都会对地表水环境中六价铬准确地测定造成影响。其中最主要干扰因素以下几种：水样的采集和保存，水样的酸碱性，水样的颜色和浑浊程度，水样中的金属离子的浓度，氧化性物质的浓度以及程色时间等，而影响水样测量结果的主要因素之一是水样的收集和存储方法。因此，在水样采集和储存方面，一定要考虑这些因素的影响。化学物质在酸性溶液中容易还原，所以可以把六价铬还原成三价铬。在进行测定时应该选择无色透明玻璃瓶，保证没有刮痕，用普通的pH试纸进行水样的pH值测试收集，将氢氧化钠或稀硝酸适量添加到瓶中，控制水样pH在8～9。保持水样的方法是将其放入温度为0～4℃的冷藏运输箱中，并尽快测量水样。将水样保存在冷藏室中的最佳时间是24h之内。

2.2 彩色显影剂的选择和制备

彩色显色剂对于水样中金属离子测定结果的准确性，以及测试过程是否顺利有十分重要的影响作用，因此，选择或制备优良且合适的显色剂显得尤为重要。在用于水样测试的试剂中，水样测试的结果会受到水样自身含有的物质影响，优质的二苯碳酰二肼通常为白色或透明状。长期放置在空气中的红色晶体粉末容易被空气氧化而变红并变质。通常，国内生产的分析纯药物可以满足日常测试的需求。在准备解决方案时，在要求的生产期限内选择新制造的产品。当测试要求高时，需要选择高纯度或进口产品，使实验的准确性得到保证，在进行测试时要保证环境干燥，容器要进行黑暗和密封保存。在进行显影剂制备期间，在丙酮和乙醇溶液中二苯碳酰二肼需要进行缓慢溶解。要保证在进行溶解期间不会出现结块和不溶解的情况，在丙酮溶剂完全融化后在丙酮中加入纯水进行稀释。当体积达到要求量时，应将准备好的溶液冷藏并避光。如果颜色变深，则无法使用。现在应准备六价铬显影剂，并尽量不要长时间使用保存在冰箱中。同时，为了避免三价铁、二价汞等的干扰。在测定六价铬时，有必要在向样品中加入显色剂后15分钟进行吸光度测量工作，以消除样品中的三价铬等金属离子对六价铬的干扰。

2.3 水样品的预处理

(1)金属离子的干扰和消除。六价铬水样品的测试结果各不相同且复杂。当铁离子含量超过400μg/L时，会生成黄色化合物。这种颜色反应也会干扰测试结果。为了消除这种干扰，样品溶液的颜色调节三价铁的酸度时，需要将硫酸用磷酸代替。如果磷酸过量会产生复合离子，从而让三价铁显色反应产生的影响消失。一些金属离子在显色反测定时会生成有色化合物。这样就会导致显色反应是不精确、不敏感的。低于200mg/L的汞和钳夹浓度不会干扰水样品的测定。磷大于4mg/L会干扰显色反应。水样品中明矾含量低，能够在样品中添加彩色显影剂。一些金属离子和二苯碳酰二肼的反应会导致有色物质生成，导致测定结果颜色不准确。铝离子与二苯碳酰二肼之间的反应所产生的颜色干扰将在15min内缓慢消失，因此可以在添加显色剂以去除其他有色物质，15min后开始吸光度测量。

(2)干扰和去除水样中的颜色和浑浊。在确定六价铭文时，可以通过沉淀和分离锌盐，并对原始溶液的浊度和色度干扰进行校正。确保检测结果的科学合理[2]。入射光将会因为溶液(悬浮液、浊度、胶体)的浓度变化而受到影响，导致散射现象，吸光度也会因此发生变化，最后造成测量结果不准确。实验表明，当选择纯水作为测量干净地表水的基准时，将对吸光度值产生一些影响。因此，在实验室分析样品时，还必须对干净的地表水进行一些色浊校正。对于工业、采矿和企业废水的浊度、深色和严重污染，需要通过锌盐沉淀分离法进行水样品预处理。使用氢氧化锌共沉淀剂，可以实现有色水样品的絮凝和沉淀，然后用慢滤纸过滤，然后吸收滤液进行测定。用这种方法处理过的水样品应在测量过程中与原始样品进行比较。工作步骤更加复杂多样，但是有人对方法进行了改进，简化了测量步骤，减少了实验误差，提高了测量结果的准确性和效率。

(3)有色水样和未污染水样的测定。溶液中的游离氯、次氯酸盐、高氯酸盐、过氧化物和其他氧化性物质将与二苯碳酰二肼反应生成紫红色，这可能会干扰水样品的测试结果。在这种情况下，必须在测量水样之前对干扰性氧化物质进行预处理。干扰物质主要包括亚硫酸盐、硫化物、还原二价铁、亚硝酸盐等。通过和溶液中的六价铬进行氧化还原反应。不会出现明显的显色反应或颜色不显色，测量结果差[3]。

(4)水样的干扰和pH调整。pH值约为7.0的待测样品是应用二苯碳酰二肼分光光度法的主要目标。所以，需要首先测试样品的pH值。选择高浓度的碱液或酸溶液进行pH值得中和，达到中和后再进行测量。酸碱调节溶液的添加量不可以大于水样体积比的0.5%。

(5)氧化水样品的预处理。如果水样中含有氧化性物质，会出现和六价氧化铬二苯碳酰二肼一样的显色情况，对水样中六价铬含量的准确性造成影响。对于含有氧化剂的水样，应先进行干扰性氧化剂的预处理，然后测定六价铬含量，避免因为氧化物对测试试剂的消耗而完成分析结果的不准确。

2.4 测定中的其他关键问题

在每次测试之前，首先要对仪器进行打开和预热，确保仪器的稳定状态满足测定要求。但是，打开时间过长，仪器的稳定性也会产生影响。所以，要控制好显色时间，如果需要进行长时间测试，则需要对整个测试过程进行定点检查，防止出现仪器波动的情况。仪器预热后，可以向试管中加入等量的蒸馏水，然后将其放入仪器中进行测试。丢弃吸光度差异过大的比色杯，然后选择吸光度最小的那个作为最佳零点。通常，吸光度的差异应小于0.5%[4]。对于含有较高色度溶液的比色皿，应在使用后将其清洗几次，以防止残留液体干扰后续样品。特别是已测量曲线最大点的单元不应用于直接测量空白样品的值。避免颜色粘附导致测试结果偏差。通常情况下，较深的液体应选择光程较短的比色杯，较浅的液体由于在较小的光程下数字显示效果不佳而不适用于读取，而必须选择较大光度的比色杯。二苯碳酰二肼分光光度法建议使用10mm或30mm比色皿。对于光度计，如果所选比色皿放置后两侧都有空间，则需要保证每次放置的都在同一位置，同时要保证比色皿在同一垂直线上，请勿随意放置。

结合六价铬测定的实际情况，加强色度校正方法，提高锌盐沉淀分离方法的合理使用，消除浊度对工业六价铬测定中混浊的干扰；为了测定化合价铬的实际目的，应加强使用彩色显影水样品溶液的测定方法。在此期间，六价氧化铬二苯碳酰二肼与氧化性干扰物质会发生显色反应，这需要相关人员注意预处理方法的使用；在测定六价铬时，必须结合测量结果的准确性和敏感性。

3 结语

综上所述，加强对二苯碳酰二肼试剂的使用，有利于科学测定水和废水中的六价铬，保证水和废水中六价铬的测定结果符合相关规定，从而减少六价铬对水体和环境的污染，做到早发现、早处理，为提高我国的环境质量。二苯碳酰二肼分光光度法作为当前我国最为常用的测定水质中六价铬方法，操作人员对流程也相对熟悉，但需要强调的是，在六价铬的实际检测过程中，检测结果会受到诸如相关环境或水质等外界因素的影响而产生不稳定的情况。因此，为了提高这项工作的潜在价值，并获得相应的更加准确和有意义的研究结果，应当更加重视测定水和废水中六价铬的关键问题。