实验五邻菲啰啉分光光度法测定水中铁Word格式文档下载.doc
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3.方法的适用范围
用0.25mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定大于50mg/L的COD值。
用0.025mol/L浓度的重铬酸钾溶液可测定5—50mg/L的COD值,但准确度较差。
二、仪器及试剂
1.仪器
(1)回流装置:
带250ml锥形瓶的全玻璃回流装置见图3-2-1(如取样量在30ml以上,采用500ml锥形瓶的全玻璃回流装置)。
(2)加热装置:
电热板或变阻电炉。
(3)50ml酸式滴定管。
2.试剂
(1)重铬酸钾标准溶液(1/6K2Cr2O7=0.2500mol/L):
称取预先在120℃烘干2h的基准或优级纯重铬酸钾12.258g溶于水中,移入1000ml容量瓶,稀释至标线,摇匀。
(2)试亚铁灵指示液:
称取1.485g邻菲啰啉(C12H8N2•H2O,1,10-phenanthnoline),0.695g硫酸亚铁(FeSO4•7H2O)溶于水中,稀释至100ml,贮于棕色瓶内。
(3)硫酸亚铁铵标准溶液[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O0.1mol/L]:
称取39.5g硫酸亚铁铵溶于水中,边搅拌边缓慢加入20ml浓硫酸,冷却后移入1000ml容量瓶中,加水稀释至标线,摇匀。
临用前,用重铬酸钾标准溶液标定。
标定方法:
准确吸取10.00ml重铬酸钾标准溶液于300ml锥形瓶中,加水稀释至110ml左右,缓慢加入30ml浓硫酸,混匀。
冷却后,加入3滴试亚铁灵指示液(约0.15ml),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。
C[(NH4)2Fe(SO4)2]=
式中,C—硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L);
V—硫酸亚铁铵标准滴定溶液的用量(ml)。
(4)硫酸-硫酸银溶液:
于2500ml浓硫酸中加入25g硫酸银。
放置1—2天,不时摇动使其溶解(如无2500ml容器,可在500ml浓硫酸中加入5g硫酸银)。
(5)硫酸汞:
结晶或粉未。
三、测定步骤
1.取20.00ml混合均匀的水样(或适量水样稀释至20.00ml)置250ml磨口的回流锥形瓶中,准确加入10.00ml重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石,连接磨口回流冷凝管,从冷凝管上口慢慢地加入30ml硫酸-硫酸银溶液,轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流2h(自开始沸腾时计时)。
注意
(1)对于化学需氧量高的废水样,可先取上述操作所需体积1/10的废水样和试剂,于15×
150mm硬质玻璃试管中,摇匀,加热后观察是否变成绿色。
如溶液显绿色,再适当减少废水取样量,直至溶液不变绿色为止,从而确定废水样分析时应取用的体积。
稀释时,所取废水样量不得少于5ml,如果化学需氧量很高,废水样应多次稀释。
(2)废水中氯离子含量超过30mg/L时,应先把0.4g硫酸汞加入回流锥形瓶中,再加20.00ml废水(或适量废水稀释至20.00ml)、摇匀。
以下操作同上。
2.冷却后,用90ml水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶。
溶液总体积不得少于140ml,否则因酸度太大,滴定终点不明显。
3.溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
4.测定水样的同时,以20.00ml重蒸馏水,按同样操作步骤作空白试验。
记录滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
计算
CODCr(O2,mg/L)=
式中,c—硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L);
V0—滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量(ml);
V1—滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量(ml);
V—水样的体积(ml);
8—氧(1/2O)摩尔质量(g/mol)。
四、注意事项
1.使用0.4g硫酸汞络合氯离子的最高量可达40mg,如取用20.00ml水样,即最高可络合2000mg/L氯离子浓度的水样。
若氯离子浓度较低,亦可少加硫酸汞,使保持硫酸汞:
氯离子=10:
1(W/W)。
若出现少量氯化汞沉淀,并不影响测定。
2.水样取用体积可在10.00—50.00ml范围之间,但试剂用量及浓度需按表3-2-1进行相应调整,也可得到满意的结果。
表3-2-1水样取用量和试剂用量表
水样体积0.2500mol/LH2SO4—Ag2SO4HgSO4FeSO4(NH4)2SO4滴定前总体积
(ml)K2Cr2O7溶液(ml)溶液(ml)(g)(mol/L)(ml)
10.05.0150.20.05070
20.010.0300.40.100140
30.015.0450.60.150210
40.020.0600.80.200280
50.025.0751.00.250350
3.对于化学需氧量小于50mg/L的水样,应改用0.0250mol/L重铬酸钾标准溶液。
回滴时用0.01mol/L硫酸亚铁铵标准溶液。
4.水样加热回流后,溶液中重铬酸钾剩余量应为加入量的1/5—4/5为宜。
5.用邻苯二甲酸氢钾标准溶液检查试剂的质量和操作技术时,由于每克邻苯二甲酸氢钾的理论CODCr为1.176g,所以溶解0.4251g邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)于重蒸馏水中,转入1000ml容量瓶,用重蒸馏水稀释至标线,使之成为500mg/L的CODCr标准溶液。
用时新配。
6.CODCr的测定结果应保留三位有效数字。
7.每次实验时,应对硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行标定,室温较高时尤其应注意其浓度的变化。
实验四、邻菲啰啉分光光度法测定水中铁
一、实验目的
1.学习水中各种形态铁的测定方法;
2.熟悉分光光度计的使用方法。
二、实验原理
1.方法原理:
亚铁离子在PH3~9之间的溶液中与邻菲啰啉生成稳定的橙红色络合物,此络合物在避光时可稳定半年。
测量波长为510nm。
若用还原剂(如盐酸羟胺)将高铁离子还原,则本法可测高铁离子及总铁含量。
2.干扰及消除
强氧化剂、氰化物、亚硝酸盐、焦磷酸盐、偏聚磷酸盐及某些重金属离子会干扰测定,经过加酸煮沸可将氰化物及亚硝酸盐除去,并使焦磷酸、偏聚磷酸盐转化为正磷酸盐以减轻干扰。
加入盐酸羟胺则可消除强氧化剂的影响。
邻菲啰啉能与某些金属离子形成有色络合物而干扰测定。
但在乙酸-乙酸铵的缓冲溶液中,不大于铁浓度10倍的铜、锌、钴及小于2mg/L的镍,不干扰测定,当浓度再高时,可加入过量显色剂予以消除。
汞、隔、银等能与邻菲啰啉形成沉淀,若浓度低时,可加过量邻菲啰啉来消除;
浓度高时,可将沉淀过滤除去。
水样有底色,可用不加邻菲啰啉的试液作参比,对水样的底色进行校正。
3.方法的适用范围
此法适用于一般环境水和废水中铁的测定,最低检出浓度为0.03mg/L,测定上限为5.00mg/L。
对铁离子大于5.00mg/L的水样,可适当稀释后再按本方法进行测定。
三、仪器及器皿材料
1.分光光度计、10mm比色皿、50ml比色管
2.试剂:
①铁标准储备液:
准确称取0.7020g((NH4)2Fe(SO4)2·
6H2O),溶于50ml(1+1)硫酸中,转移至1000ml容量瓶中,加水至标线,摇匀。
此溶液每毫升含100μg铁。
②铁标准使用液:
准确移取标准贮备液25.00ml置100ml容量瓶中,加水至标线,摇匀。
。
此溶液每毫升含25.0μg铁。
③(1+3)盐酸。
④10%盐酸羟胺溶液。
⑤缓冲溶液:
40g乙酸铵加50ml冰乙酸用水稀释至100ml。
⑥0.5%邻菲啰啉(1,10-phenanthroline)水溶液,加数滴盐酸帮助溶解。
四、实验内容及步骤
1.校准曲线的绘制
依次移取铁标准使用液0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00ml置150ml锥形瓶中,加入蒸馏水至50.0ml,在加(1+3)盐酸1ml,10%盐酸羟胺溶液1ml,玻璃珠2~3粒。
加热煮沸至溶液剩15ml左右,冷却至室温,定量转移至50ml具塞比色管中。
加一小片刚果红试纸,滴加饱和乙酸钠溶液至试纸刚刚变红,加5ml缓冲溶液、0.5%邻菲啰啉溶液2ml,加水至标线,摇匀。
显色15min后,用10mm比色皿,以水为参比,在510nm处测量吸光度,由经过空白校正的吸光度对铁的微克数图,绘制曲线。
2.总铁的测定
采样后立即将样品用盐酸酸化至pH<1,分析时取50.0ml混匀水样于150ml锥形瓶中,加(1+3)盐酸1ml,盐酸羟胺溶液1ml,加热煮沸至体积减少到15ml左右,以保证全部铁的溶解和还原。
若仍有沉淀应过滤除去。
以下按绘制校准曲线同样操作,测定吸光度并作空白校正。
3.亚铁的测定
采样时将2ml盐酸放在一个100ml具塞的水样瓶内,直接将水样注满样品瓶,塞好瓶塞以防氧化,一直保存到进行显色和测量。
分析时只需取适量水样,直接加缓冲溶液与邻菲啰啉溶液,显色5~10min,在510nm处以水为参比测量吸光度,并作空白校正。
4.可过滤铁的测定
在采样现场,用0.45μm滤膜过滤水样,并立即用盐酸酸化过滤水至pH<1,准确吸取样品50ml置于150ml锥形瓶中,以下测定操作步骤与校准曲线步骤相同。
五、计算
铁(Fe,mg/L)=
式中:
m----由校准曲线查得的铁量(μg);
V----水样体积(ml)。
六、注意事项
1.含CN-或S2-离子的水样酸化时,必须小心进行,因为会产生有毒气体。
2.若水样含铁量较高,可适当稀释;
浓度低时可换用30mm或50mm的比色皿。
实验五水中氨氮的测定(纳氏试剂光度法)
氨氮(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中,两者的组成比取决于水的PH值。
当PH值偏高时,游离氨的比例较高。
反之,则铵盐的比例为高。
水中氨氮的来源主要为生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物,某些工业废水,如焦化废水和合成氨化肥厂废水等,以及农田排水。
此外,在无氧环境中,水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用,还原为氨。
在有氧环境中,水中氨亦可转变为亚硝酸盐、或继续转变为硝酸盐。
测定水中各种形态的氮化合物,有助于评价水体被污染和“自净”状况。
氨氮含量较高时,对鱼类则可呈现毒害作用。
一、方法的选择
氨氮的测定方法,通常有纳氏比色法、苯酚-次氯酸盐(或水杨酸-次氯酸盐)比色法和电极法等。
纳氏试剂比色法具有操作简便、灵敏等特点,水中钙、镁和铁等金属离子、硫化物、醛和酮类、颜色,以及混浊等到均干扰测定,需作相应的预处理。
苯酚-次氯酸盐比色法具灵敏、稳定等优点,干扰情况和消除方法同纳氏试剂比色法。
电极法通常不需要对水样进行预处理和具测量范围宽等到优点。
氨氮含量较高时,尚可采用蒸馏-酸滴定法。
二、水样的保存
水样采集在聚乙烯瓶或玻璃瓶内,并应尽快分析,必要时可加硫酸将水样酸化至pH﹤2,于2—5℃下存放。
酸化样品应注意防止吸收空气中的氨而遭致污染。
三、水样的预处理
水样带色或浑浊以及含其他一些干扰物质,影响氨氮的测定。
为此,在分析时需作适当的预处理。
对较清洁的水,可采用絮凝沉淀法,对污染严重的水或工业废水,则以蒸馏法使之消除干扰。
1.絮凝沉淀法:
本次实验采用此法预处理水样
加适量的硫酸锌于水样中,并加氢氧化钠使溶液呈碱性,生成氢氧化锌沉淀,再经过滤除去颜色和浑浊等。
(1)仪器与试剂
①100ml具塞量筒或比色管。
②10%(m/v)硫酸锌溶液:
称取10g硫酸锌溶于水,稀释至100ml。
③25%氢氧化钠溶液:
称取25g氢氧化钠溶于水,稀释至100ml,贮于聚乙烯瓶中。
④硫酸,ρ=1.84。
(2)步骤
取100ml水样于具塞量筒或比色管中,加入1ml10%硫酸锌溶液和0.1—0.2ml25%氢氧化钠溶液,调节pH至10.5左右,混匀。
放置使沉淀,用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤,弃去初滤液20ml。
2.蒸馏法
调节水样的pH使在6.0—7.4的范围,加入适量氧化镁使呈微碱性,蒸馏释出的氨,被吸收于硫酸或硼酸溶液中。
采用纳氏比色法或酸滴定法时,以硼酸溶液为吸收液,采用水杨酸-次氯酸比色法时,则以硫酸溶液为吸收液。
①带氮球的定氮蒸馏装置:
500ml凯氏烧瓶、氮球、直形冷凝管和导管,装置如图。
②无氨水制备:
Ⅰ蒸馏法:
每升蒸馏水中加0.1ml硫酸,在全玻璃蒸馏器中重蒸馏,弃去50ml初馏液,接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中,密塞保存。
Ⅱ离子交换法:
使蒸馏水通过强酸性阳离子交换树脂柱。
水样稀释及试剂配制均用无氨水。
③1mol/l盐酸溶液。
④1mol/l氢氧化钠溶液。
⑤轻质氧化镁(MgO):
将氧化镁在500℃下加热,以除去碳酸盐。
⑥0.05%溴百里酚蓝指示液(pH6.0-7.6)。
⑦防沫剂,如石腊碎片、玻璃珠。
⑧吸收液:
Ⅰ硼酸溶液:
称取20g硼酸溶于水,稀释至1L
Ⅱ硫酸(H2SO4)溶液:
0.01mol/L。
①蒸馏装置的预处理:
加250ml蒸馏水于凯氏烧瓶中。
加0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠,加热蒸馏至馏出液不含氨为止,弃去瓶内残液。
②分取250ml水样(如氨氮含量较高,可分取适量并加水至250ml,使氨氮含量不超过2.5mg),移入凯氏烧瓶中加数滴溴百里酚蓝指示液,用氢氧化钠溶液或盐酸调节至pH7左右(水样溶液变蓝)。
加入0.25g轻质氧化镁和数粒玻璃珠,立即连接氮球和冷凝管,导管下端插入吸收液液面下。
加热蒸馏,至馏出液达200ml时,停止蒸馏。
定容至250ml。
(采用酸滴定法或纳氏比色法时,以50ml硼酸溶液为吸收液;
采用水杨酸-次氯酸盐比色法时,改用50ml0.01mol/L硫酸溶液为吸收液。
)
注意事项
1.蒸馏时应避免发生暴沸,否则可造成馏出液温度升高,氨吸收不完全。
2.防止在蒸馏时产生泡沫,必要时可加少许石腊碎片于凯氏烧瓶中。
3如含余氯,则应加入适量0.35%硫代硫酸钠溶液,每0.5ml可除去0.25mg余氯
四、实验目的
1.了解测定废水中氨氮的水样预处理方法,掌握絮凝沉淀预处理技术;
2.掌握纳氏试剂光度法测定氨氮的原理和方法,掌握标准曲线的测定与绘制方法。
五、实验步骤
(一)、水样预处理——絮凝沉淀法
(二)水样的测定——纳氏试剂光度法
1.方法原理
碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成淡红色胶态化合物,此颜色在较宽的波长范围内具强烈吸收。
通常测量用波长在410—425nm范围。
2K2[HgI4]+3KOH+NH3=[Hg2O﹒NH2]I+2H2O+7KI
2.干扰及消除
脂肪胺、芳香胺、醛类、丙酮、醇类和有机氯胺类等有机化合物,以及铁、锰、镁和硫等无机离子,因产生异色或浑浊亦影响比色。
为此,须经絮凝沉淀过滤或蒸馏预处理,易挥发的还原性干扰物质,还可在酸性条件下加热以除去。
对金属离子的干扰,可加入适量的掩蔽剂加以消除。
3.方法的适用范围
本法最低检出浓度为0.025mg/L(光度法),测定上限为2mg/L。
采用目视比色法,最低检出浓度为0.02mg/L。
水样作适当的预处理后,本法可适用于地面水、地下水、工业废水和生活污水。
4.仪器与试剂
(1)分光光度计(可见光)、比色管(50ml)。
.
(2)纳氏试剂
可选择下列一种方法制备:
①称取20g碘化钾溶于水中,边搅拌边分次少量加入二氯化汞(HgCl2)结晶粉末(约10g),至出现朱红色沉淀不易溶解时,改为滴加饱和二氯化汞溶液,并充分搅拌,当出现微量朱红色沉淀不再溶解时,停止滴加氯化汞溶液。
另称取60g氢氧化钾溶于水,并稀释至250ml,冷却至室温后,将上述溶液在搅拌下,徐徐注入氢氧化钾溶液中,用水稀释至400ml,混匀。
静置过夜,将上清液移入聚乙烯瓶中,密塞保存。
②称取16g氢氧化钠,溶于50ml水中,充分冷却至室温。
另称取7g碘化钾和10g碘化汞(HgI2)溶于水,然后将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中,用水稀释至100ml,贮于聚乙烯瓶中,密塞保存。
(3)酒石酸钾钠溶液
称取50g(KNaC4H4O6·
4H2O)溶于100ml水中,加热煮沸以除去氨,放冷,定容至100ml。
(4)铵标准贮备溶液
称取3.819g经100℃干燥过的氯化铵(NH4Cl)溶于水中,移入1000ml容量瓶中,稀释至标线。
此
溶液每毫升含1.00mg氨氮。
(5)铵标准使用溶液
取5.00ml铵标准贮备液于500ml容量瓶中,用水稀释至标线。
此溶液每毫升含0.010mg氨氮。
注:
配制试剂用水均应用无氨水(无氨水的制备方法:
⑴蒸馏法:
每升蒸馏水中加0.1mL硫酸,在全玻璃蒸馏器中重蒸馏,弃去50mL初馏液,接取其余馏出液于具塞磨口的玻璃瓶中,密塞保存。
⑵离子交换法:
5.测定步骤
(1)校准曲线的绘制
吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0ml铵标准使用液于50ml比色管中加水至标线,加1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀。
加1.5ml纳氏试剂,混匀。
放置10min后,在波长420nm处,用光程20mm比色皿,以水为参比,测量吸光度。
由测得的吸光度,减去零浓度空白管的吸光度后,得到校正吸光度,绘制以氨氮含量(mg)对校正吸光度的校准曲线。
表4-1标准曲线测定结果
比色管序号
1
2
3
4
5
6
7
铵标液量(mL)
0.50
1.00
3.00
5.00
7.00
10.00
氨氮含量(mg)
吸光度
校正吸光度
回归方程相关系数r
(2)水样的测定
①本次实验步骤
分取适量经絮凝沉淀预处理后的水样(使氨氮含量不超过0.1mg),加入50ml比色管中,稀释至标线,加1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀,加1.5ml纳氏试剂,混匀。
放置10min后,同校准曲线步骤测量吸光度。
②分取适量经蒸馏预处理后的馏出液,加入50ml比色管中,加一定量1mol/l氢氧化钠溶液以中和硼酸,稀释至标线。
加1.0ml酒石酸钾钠溶液,混匀,加1.5ml纳氏试剂,混匀。
(3)空白试验:
以无氨水代替水样,作全程序空白测定。
六、计算
由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后,从校准曲线上查得氨氮含量(mg)
①经絮凝沉淀预处理
氨氮(N,mg/L)=
式中,m—由校准曲线查得的氨氮量(mg);
V—预处理后发色所取水样体积(ml)。
②经蒸馏法预处理
氨氮(N,mg/L)=
V—预处理后发色所取水样体积(ml)。
V水—预蒸馏水样体积
七、注意事项
(1)纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例,对显色反应的灵敏度有较大影响。
静置后生成的沉淀应除去。
(2)滤纸中常含痕量铵盐,使用时注意用无氨水洗涤。
所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的沾污。
实验六、水中钙、镁含量的测定(原子吸收光谱法)
1、掌握原子吸收光谱法的基本原理;
2、熟悉原子吸收光谱法的基本定量方法——标准曲线的制备
3、了解原子吸收分光光度计的基本结构、性能和操作方法。
原子吸收是指气态自由原子对于同种原子发射出的特征波长光的吸收现象。
原子吸收分光光度计由光源、原子化器、单色器和检测系统四部分组成。
当含钙、镁的溶液喷入空气——乙炔火焰中,由于高温解离,钙、镁元素变成原子状态,并具有最稳定的电子排列,即处于基态。
这些基态原子吸收火焰的热能或适当波长的辐射能,上升到高能态,即处于激发态。
激发态原子又很快回到基态,并以光的形式放出能量。
因此从光源(空心阴极灯)发出的特征谱线的光就能被该元素的基态原子所吸收,而基态原子对入射光的吸收程度与分光光度法一样,符合朗伯——比耳定律。
由于蒸气中基态原子数目接近被测元素原子的总数,且与被测元素的浓度成正比。
并选用422.7nm共振线的吸收定量钙,用285.2nm共振线的吸收定量镁。
A=KC
A——吸光度值;
K——常数
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- 实验 五邻菲啰啉 分光光度法 测定 水中