棓花青褪色光度法测定电镀废水中的铬_郭振良

监测与评价花青褪色光度法测定电镀废水中的铬(Ⅵ)郭振良姜华(烟台师范学院化学系,山东264025)摘要在硫磷混酸介质,100℃恒温水浴中,铬(Ⅵ)能氧化花青显著褪色,据此建立了测定铬(Ⅵ)的新方法。铬(Ⅵ)的浓度在0～1.04μgmL范围内符合比耳定律,表观摩尔吸光系数为1.90×104Lmol·cm。此法用于测定电镀废水中铬(Ⅵ)的含量,结果令人满意。关键词铬(Ⅵ)花青褪色光度法1引言电镀工业排放的废水或废液中含有Cr(Ⅵ),已报道的测定废水中Cr(Ⅵ)的方法很多[1～5],而用褪色光度法[6]测定电镀废水中铬(Ⅵ)的方法较少,本试验研究了铬(Ⅵ)氧化花青褪色反应的条件,并用花青褪色光度法测定了电镀废水中的铬(Ⅵ),建立了电镀废水中测定铬(Ⅵ)的新方法。实验证明,在硫磷混酸介质中,铬(Ⅵ)的浓度在0～1.04μgmL范围内与花青褪色的程度呈良好的线性关系。方法简单、快速、选择性好,用于测定电镀废水中微量铬(Ⅵ)时,取得满意的结果。2实验部分2.1主要仪器与试剂722型分光光度计;WC09-05型超级恒温器;FA1604电子天平。铬(Ⅵ)标准溶液(1.0mgmL)准确称取0.2829gK2Cr2O7溶于适量水并定容至100mL,使用时用蒸馏水稀释100倍。花青(Gallocyanine,GC)溶液(5.0×10-4molL)准确称取0.1700g花青,加入0.1molLNaOH溶液1.0mL,加热充分溶解,冷却后,用蒸馏水定容至1000mL,摇匀,静置。硫磷混酸将2molLH2SO4和2molLH3PO4等体积混合。所用试剂均为分析纯,水为一次蒸馏水。2.2实验方法向2支比色管中各加入花青溶液1.5mL,硫磷混酸1.5mL,再在其中1支中加入适量铬(Ⅵ)标准溶液或样品溶液(氧化体系),另1支不加(非氧化体系),2支比色管均用蒸馏水稀释至12.5mL,于100℃恒温水浴中反应5min,流水冷却5min后,以蒸馏水作参比,于1cm比色皿中,在波长为530nm处测定氧化体系的吸光度A和非氧化体系的吸光度A0,求得氧化体系和非氧化体系的吸光度差值ΔA=A0-A。3结果与讨论3.1吸收曲线与最大吸收波长在不同波长下测定氧化体系和非氧化体系的吸光度并绘制吸收曲线,见图1。结果表明,铬(Ⅵ)能显著氧化花青褪色,氧化体系和非氧化体系的最大吸收波长均在530nm处,且二者在530nm处的吸光度ΔA也最大,所以选择530nm作为测定波长。图1吸收光谱3.2实验条件选择3.2.1酸度的影响分别试验了硫酸、盐酸、磷酸、硫磷混酸以及醋酸-醋酸钠(pH=4.0)、六次甲基四胺-盐酸(pH=5.4)等不同介质对铬(Ⅵ)氧化花青的影响,结果表明在硫磷混酸介质中该氧化反应的灵敏度最高。并且硫磷混酸的用量在1.0～4.0mL的范围内ΔA值稳定,本研究选择硫磷混酸的用量为1.5mL。3.2.2花青用量和反应温度的影响试验了20～100℃温度范围内,花青用量在53环境工程2003年4月第21卷第2期DOI:10.13205/j.hjgc.2003.02.0190.5～2.0mL时氧化体系和非氧化体系吸光度的变化。结果表明,随着反应温度的升高,非氧化体系的吸光度A0基本不变,氧化体系的吸光度A逐渐降低,因而ΔA逐渐增大,100℃时ΔA最大。同时,在20～80℃范围内随着花青用量的增加,ΔA逐渐增大;但反应温度为100℃时,花青用量为1.5mL时ΔA最大,再增加花青的用量,ΔA稍微降低,因此选择反应温度为100℃,花青的用量为1.5mL。3.2.3表观活化能由Arrhenius公式,lnΔA=-(EaRT)+B,其中B为常数,在60～100℃范围内以lnΔA对1T作图,可得一条直线,求得该氧化反应的表观活化能为9.95kJmol。图2花青的用量和温度的影响3.2.4反应时间的影响及其稳定性按实验方法,测定了不同反应时间氧化体系和非氧化体系的吸光度变化。随着反应时间的延长ΔA逐渐增加,4min后ΔA基本不变,选定反应时间为5min,流水冷却5min以终止反应,溶液的吸光度可保持3h不变。3.3工作曲线测定结果表明,在0～1.04μgmL范围内铬(Ⅵ)的浓度与ΔA呈良好的线性关系,线性回归方程为ΔA=0.00314+0.3625c,线性相关系数r=0.9986,其中c为铬(Ⅵ)的浓度(μgmL),表观摩尔吸光系数为1.90×104Lmol·cm。在相同条件下取9个空白样品,测其吸光度,计算相对标准偏差为0.84%。若空白测定的标准偏差为Sb,标准曲线斜率为Sc,则按Clim=3SbSc计算,测得的方法检出限为0.037μgmL铬(Ⅵ)。3.4共存离子的影响试验了常见离子对铬(Ⅵ)氧化花青的影响,当最后溶液中铬(Ⅵ)的含量为10.0μg时,在±5%误差范围内,下列离子允许共存