pH校正最小二乘紫外分光光度法同时测定焦化废水中的吡啶_苯酚和萘_姜效军

分析测试学报第31卷第4期1994.7.25FENXICESHIXUEBAO(JournalofIsnrrumentalAnalys招)pH校正最小二乘紫外分光光度法同时测定焦化废水中的毗吮、苯酚和蔡“姜效军陈(鞍山钢铁学院化工系鞍山斌114002摘要利用任一pH一卜被测组分的分布系数,提出pH校正最小二乘法。对不同pH的试样进行分析,既可简化分析步骤又可提高准确度。该pH校正原理同样适合于其它化学计量学光度法。利用该法对焦化废水中的毗陡、苯酚、蔡混合三组分进行同时测定,得到了满意的结果。关键询:pH校正最小二乘法,紫外光度法,毗吮,苯酚,蔡。最小二乘(Ls)光度法是多组分休系同时测定中的一种常用化学计量学方法〔”。当组分的入二二和￡受pH严重影响时,通常采用缓冲溶液(如醋酸盐,磷酸盐体系)控制pH[’一”或用NaOH、HCI调节pH〔`’,而一些缓冲液在紫外区有一定的吸收。当缓冲液浓度较稀,与浓度范围变动大的一系列样品作用时,不可能使pH严格恒定。把不同pH的未知试样用Na0H、HCI调到同标样相同的pH,其操作比较费时。如用大浓度的Na0H、Hcl溶液使体系pH>13或使pH<1,虽可保证pH恒定,但可能使体系失去最大灵敏度的pH。象卡尔曼滤波、因子分析、偏最小二乘光度法也会遇到同样的问题〔5一`’。文献〔”利用Ls法计算了偶氮肿I在不同pH下的浓度分布。本文提出了pH校正最小二乘印-HCLS)算法,把毗吮、毗睫盐酸盐、苯酚、苯酚钠盐、蔡的吸光度作纯组分的吸光度输入,计算结果以毗睫、苯酚、蔡三组分输出。p玲CSL法可对任一pH下的样品直接测定,程序能将pH的影响自动加以校正。校正方法也适合于其它化学计量学光度法。文中对焦化废水中的毗咙、苯酚、蔡三组分进行了同时测定,得到了满意的结果。1方法原理毗吮在水中一部分与H+结合生成毗吮盐,苯酚一部分电离出H十,生成苯酚盐。由Lambert一Ber定律叠加原理可得:A=a}cla}+a全cla全+Q里c:a委+a旦cZa呈+a3c3[H+〕K。:+〔H十〕K_.、~l瓦万亡的)+`,叹。K。-[H十」K。:+[H十j+QZKaZKa?+[H十〕1几,`Q了`飞、任皿C一一毗苯+asC3“cial+cZaZ+c3a3式中c:,cZ,c3分别表示溶液中毗吮、苯酚、蔡的分析浓度,川,川分别表示毗吮盐、吮的分布系数,叫,a全分别表示苯酚、苯酚盐的分布系数。K。1,凡2分别表示毗吮盐、补冶金部基晌科学研究基金资助第31卷第」期(199共)分析测试学报钧酚的酸解常数。如把pH在毗吮盐的pK。士2时的毗咤溶液看成全部以毗吮或毗吮盐的形式存在,通过上式,就可把由pH不同引起的毗吮吸光度的变化自动加以校正。苯酚也作同样的处理。对含有”个未知吸光组分的混合液在L个波长处测定吸光度,则有艺“八二气艺=1一j一lL,氏,为夕组分在￡波长处的吸光系数。上式用矩阵表示为以C=刀,通常L>。,就是矛盾方程组。一般无解,可求它的最小二乘解。其法方程组为ATAC=ATB,如A恤为非奇异阵,则法方程组的解为矛盾方程组的唯一最小二乘解。利用计算时间较少的Chotseky分解法,得AT左=LLT,其中L=取D,D=亿刀,D,L分别为单位对角阵和下三角阵。所以得乙LTC=八华,令石TC二y,则LY=ATB,AT为A的转置矩阵。由石,,D求乙。由L,ATB求出y,从而求出浓度矩阵C。并计算离差平方和及复相关系数,以检验回归效果。具体分解方式见文献〔’】。2实验部分2.1仪器DMS300UV一Vis分光光度计(美国Varian公司)。EPSONLX一500打印机。IBMpC401计算机,使用DoS2.0版本。821型数字MVP/H离子计(中山大学电子厂)。1cm石英比色皿。2.2试剂毗陡AR,用水配成0.5098%贮备液。苯酚AR,配成1%贮备液。蔡AR,用se%乙醇配成0.1%贮备液。NaOH,Hcl为GR,其它试剂均为AR,水为燕馏水。2.3操作配制pH=3.0,7.50浓度都是25.凌mg/L的毗陡溶液作纯组分。配制pH=7.50,12.0浓度都是20mg/L的苯酚及10mg/L的茶溶液作纯组分。pH测定采用两点定位法。在DM导30分光光度计上从肠3至298nm,每隔3nm输入一波长值扫描,测定16个波长的数据。先扫5个纯组分,混合样品测定pH后扫描。平滑常数0.25,狭缝2.onm,打印10.0cm/min。3结果及讨论3.1三组分的吸收光谱及pH的影晌在前述测试条件下,测定上述三组分的吸收光谱,浓度各为2x10一’,pH=7.50。由图1知,毗吮、苯酚、蔡三组分的吸收光谱是严重重叠的,这种情况常规紫外光度法无法分析测试学报第23卷第4期(1994)测定。实验中测定了pH对毗吮、苯酚吸光数据的影响。当pH分别从3.0变到