第26卷,第4期光 谱 实 验 室Vol.26,No.42009年7月ChineseJournalofSpectroscopyLaboratoryJuly,2009电镀废水中Cr(Ⅵ)的次甲基蓝分光光度法研究①联系人,手机:(0)13837383728;E-mail:fwxiu@hist.edu.cn作者简介:范文秀(1963—),男,河南省辉县市人,教授,主要从事分析化学的教学和研究工作。收稿日期:2009-03-17;接受日期:2009-03-30范文秀① 杨义钧a 朱芳坤 张微微(河南科技学院化学化工学院 河南省新乡市华兰大道 453003)a(济源职业技术学院 河南省济源市学苑路 454650) 在H2SO4溶液中,以次甲基蓝(MB)为显色剂,利用铬(Ⅵ)与次甲基蓝(MB)在水浴加热条件的显色反应,建立了一种测定电镀废水中微量铬(Ⅵ)的新光度法。反应产物的最大吸收波长为573nm,摩尔吸光系数为1.40×104L·mol-1·cm-1,检出限为2.4×10-7g·mL-1,铬(Ⅵ)含量在10—50μg/25mL范围内有良好的线性关系,相关系数为0.9991,用于测定电镀废水中的微量铬(Ⅵ),加标回收率为97.5%—104.5%,相对标准偏差≤0.46%。 铬;次甲基蓝;分光光度法:O657.32 :B :1004-8138(2009)04-0979-031 前言铬(Ⅵ)是一种毒性很大的致癌物质,研究环境中铬(Ⅵ)的测定方法,对环境保护具有十分重要的意义。目前光度法测定铬(Ⅵ)的方法有多种,常用的方法是二苯碳酰二肼分光光度法[1],色层分离-二苯卡巴肼分光光度法、流动注射分析法、催化光度法和萃取光度法[2—6]等。但由于有的灵敏度不高,有的试剂不稳定,有的仪器要求太高而不适宜于测定铬(Ⅵ)。本文研究发现,在硫酸介质中,次甲基蓝(MB)与铬(Ⅵ)反应形成稳定的离子缔合物,缔合物最大吸收峰在573nm处,表观摩尔吸光系数为1.40×104L·mol-1·cm-1,检出限为2.4×10-7g/mL,铬(Ⅵ)在10—50μg/25mL范围内有良好的线性关系,相关系数为0.9991。该方法结果准确,操作简便、快速,用于电镀废水中微量Cr(Ⅵ)的测定可获得满意的结果。2 实验部分2.1 UV-9200紫外可见分光光度计(北京瑞利分析仪器公司);铬(Ⅵ)储备液(100μg/mL):准确称取于120℃下烘干2h后的K2Cr2O7(分析纯)0.2828g,用水溶解后移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀;铬(Ⅵ)标准溶液(10μg/mL);次甲基蓝(MB,化学纯)溶液4.0×10-4mol/L;H2SO4(分析纯)2.0mol/L;实验用水均为纯净水。2.2 准确移取一定量铬(Ⅵ)标准液于比色管中,加入2.00mL硫酸(2.0mol/L)、4.00mL次甲基蓝(4.0×10-4mol/L),水浴加热12min,冷却至室温并定容至25mL。摇匀后于573nm处用1cm比色皿,以试剂空白为参比测定吸光度。3 结果与讨论图1 吸光光谱1——试剂空白(MB为6.4×10-5mol/L)/水;2——Cr(Ⅵ)(2μg/mL)-次甲基蓝(MB为6.4×10-5mol/L)/试剂空白(MB为6.4×10-5mol/L)。3.1 在硫酸(2.0mol/L)介质中,按照实验方法以蒸馏水为参比测定试剂空白在400—800nm之间的吸收曲线以及铬(Ⅵ)与次甲基蓝缔合物对试剂空白的吸收曲线,结果如图1所示。在硫酸介质中,缔合物、试剂空白最大吸收峰分别位于573nm和677nm波长处,Δλ=104nm,本方法采用的测量波长为在573nm。3.2 按照实验方法,固定反应条件为2.00mL硫酸(2.0mol/L),4.00mL次甲基蓝(4.0×10-4mol/L)与5.00mL铬(Ⅵ)标准液(10μg/mL),改变加热时间,测定次甲基蓝与铬所生成的缔合物的吸光度,缔合物的吸光度与加热时间的关系如图2。由图可知,加热10min后体系的吸光度值基本不变。因此,实验选定水浴加热的时间为12min。图2 加热时间对吸光度的影响Cr(Ⅵ)2μg/mL;MB为6.4×10-5mol/L;H2SO4为2.0mL。3.3 固定4.00mL次甲基蓝(4.0×10-4mol/L)与5.00mL铬(Ⅵ)标准液(10μg/mL),水浴加热的时间为12min的反应条件下,改变硫酸的加入量,研究其对体系吸光度的影响。结果发现酸度对体系的吸光度影响较大(如图3),加入硫酸(2.0mol/L)的体积在1.75—2.50mL范围内体系的吸光度基本不变,因此,本文选定硫酸的加入量为2.00mL。3.4 在固定2.00mL硫酸(2.0mol/L)与5.00mL铬(Ⅵ)标准液(10μg/mL),水浴加热的时间为12min的情况下,改变次甲基蓝用量,研究次甲基兰的用量对体系吸光度的影响。结果发现次甲基蓝(4.0×10-4mol/L)的加入量在3.50—4.50mL范围内体系的吸光度变化不大(如图4)。因此,选定次甲基蓝的加入量为4.00mL。3.5 根据以上的实验测定结果,可得出其最佳实验条件为:2.00mL硫酸(2.0mol/L),4.00mL次甲基蓝(4.0×10-4mol/L),水浴加热12min。按照最佳实验条件进行实验操作,然后室温放置1h,测定其吸光度几乎没有变化,说明该体系的化学稳定性较好。3.6 按实验方法测定10μgCr(Ⅵ),相对误差≤±5%。结果表明共存离子允许量(以μg计)Cd2+(100);Zn2+(80);Mg2+(100);Cu2+(80);Mn2+(100);Hg2+(20);Co2+(60);Pb2+(20);Fe3+(20);Ba2+(15);Ca2+(15);V(Ⅴ)(10);Cl-(50);Cr3+(85);Ni2+(65);F-(12);SO2-3,S2O2-8对测定有较大干扰,测量时需除去干扰较大的离子。3.7 取不同用量的Cr(Ⅵ)标准溶液按实验方法测定吸光度,并绘制校准曲线。结果表明Cr(Ⅵ)含量在10—50μg/25mL范围内符合比耳定律,测定方法检出限为2.4×10-7g/mL线性回归方程为A=0.0103+0.0023C(μg/25mL),相关系数为0.9991,表观摩尔吸光系数X=1.40×104L·mol-1·cm-1。980光谱实验室第26卷图3 体系酸度对吸光度的影响Cr(Ⅵ)2μg/mL;MB为6.4×10-5mol/L。图4 次甲基蓝用量对体系吸光度的影响Cr(Ⅵ)2μg/mL;H2SO4为2.0mL。3.8 准确移取2.0mL稀释20倍的电镀废液于比色管中,按实验方法进行测定,结果与原子吸收光谱法进行比较,并对样品1进行了标准加入回收试验,结果如表1所示。1 样品测定值(μg/mL)本法火焰原子吸收法相对标准偏差(%)RSD原含量(μg)加标量(μg)测得量(μg)回收率(%)35.301045.75104.535.302055.86102.81353.0359.20.2835.303064.5597.535.304076.34102.635.305084.7098.82342.3346.20.46参考文献[1]《水和废水检测分析方法指南》编委会.水和废水检测分析方法指南[M].北京:中国环境科学出版社,1992.66—71.[2]陈焕文,徐抒平,于爱民.二苯碳酰二肼柠檬酸盐光度法快速测定水中铬(Ⅵ)[J].高等学校化学学报,2002,23(10):1873—1876.[3]徐子刚,郑林,吴清洲.大量三价铬中微量六价铬的分离和测定[J].环境污染与防治,2002,24(5):314—315.[4]黄梅兰,苏艳华,蒙丹军.二安替比林苯甲烷试剂与铬(VI)的显色反应研究[J].理化检验(化学分册),2002,38(8):391—393.[5]张爱梅,臧运波.催化动力学光度法测定微量铬(VI)[J].冶金分析,2003,23(6):36—38.[6]李欣,陈立仁,包永平.偶氮氯麟-pA褪色分光光度法测(VI)[J].分析化学,2002,30(2):256—258.DeterminationofChromium(Ⅵ)inElectroplatingWastewaterwithMethyleneBluebySpectrophotometryFANWen-Xiu YANGYi-Juna ZHUFang-Kun ZHANGWei-Wei(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,HenanInstituteofScienceandTechnology,Xinxiang,Henan453003,P.R.China)a(JiyuanVocationalandTechnicalCollege,Jiyuan,Henan454650,P.R.China)Abstract Insulfuricacidmedium,anewmethodofspectrophotometricfordeterminingchromium(Ⅵ)inelectroplatingwastewaterwasdevelopedbasedonthereactionofchromium(Ⅵ)andthedyemethyleneblueintheconditionofbeingheatedinthewaterbath.Themaximumabsorptionofthereactionproductis573nmwithmolarabsor-ptivityof1.40×104L·mol-1·cm-1.Thelinearrangeofthemethodis10—50μg/25mL,thecorrelationcoefficientis0.9991,andthedetectionlimitis2.4×10-7g/mL.Themethodhasbeenappliedtothedeterminationofchromium(Ⅵ)inelectroplatingwastewaterwithRSDofnomorethan0.46%andrecoveryof97.5%—104.5%.Keywords Chromium(Ⅵ);MethyleneBlue(MB);Spectrophotometry981第4期范文秀等:电镀废水中Cr(Ⅵ)的次甲基蓝分光光度法研究