电镀铬废水中氟离子的测定杨晓燕

•31•电镀铬废水中氟离子的测定杨晓燕*，李莉，王碧璇，肖菊花，朱琦（南昌航空大学环境与化学工程学院，江西南昌330063）摘要：利用氟离子选择性电极标准曲线法测定电镀铬废水中氟离子含量，得标准曲线方程为y=59.6x−2.2，相关系数接近于1，方法误差为2.0%~5.4%。该法简便、快捷、准确，其测定结果与氟试剂分光光度法的测定结果一致。关键词：电镀铬；废水；氟离子；测定；标准曲线法；离子选择性电极中图分类号：TQ153.11文献标志码：A文章编号：1004–227X(2009)02–0031–02Determinationoffluorideionsinchromiumelectro-platingwastewater//YANGXiao-yan*,LILi,WANGBi-xuan,XIAOJu-hua,ZHUQiAbstract:AmethodforthedeterminationofF−inchromium-electroplatingwastewaterwasestablishedbasedonfluorideionselectiveelectrodebystandardcurve.Thestandardcurveregressionequationisy=59.6x−2.2,anditsrelativityofthelinearregressionequationapproaches1.000.Theabsoluteerrorofthetestingrangesfrom2.0%to5.4%.Themethodissimple,rapidandaccurate.Thedeterminationresultofthemethodaccordswiththatobtainedbyspectro-photometrywithalizarincomplexoneaschromogenicreagent.Keywords:chromium-electroplating;wastewater;fluorideion;determination;standardcurvemethod;ionselectiveelectrodeFirst-author’saddress:SchoolofEnvironmentandChemicalEngineering,NanchangHangkongUniversity,Nanchang330063,China1前言电镀铬废水中游离氟离子主要来源于添加剂，含量少，需用离子选择性电极或可见光分光光度计来测定。本文采用经典国标法──氟离子选择性电极法，以氟电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，根据能斯收稿日期：2008–05–08修回日期：2008–06–19基金项目：江西省高等学校教学研究省级立项课题──基于问题学习法在《仪器分析》中的应用研究（JXJG-O7-7-27）。作者简介：杨晓燕（1965–），女，高级工程师，从事仪器分析教学与科研工作。作者联系方式：(E-mail)[e-mail]。特方程E=K－blg[F−]对电镀铬废水中的氟离子进行定量分析。测定时，加入离子强度缓冲剂以固定离子强度，使电位φ与F−浓度符合能斯特方程，消除OH−干扰，确保pH在最佳范围(5.0~5.5)内，同时还可将铁、铝等氟配合物中的氟离子释放为游离形态的氟。2仪器与试剂实验仪器包括氟离子选择型电极、PHS-3C精密pH计以及JB-1型搅拌器，均为上海雷磁精密仪器有限公司产品。所用试剂有NaF、NaCl、冰醋酸和NaOH，均为分析纯。氟标准贮备液(0.1mol/L)的制备：称取4.199gNaF(120°C下烘1h)溶于1000mL容量瓶中，用超纯水稀释至刻度，摇匀，贮存于聚乙烯瓶中。离子强度缓冲剂的制备：称取58gNaCl、10g柠檬酸钠，溶于800mL去离子水，再加入57mL冰醋酸，缓缓加入6mol/L的氢氧化钠溶液，调节pH至5.0~5.5，冷却后移入1L容量瓶中，用超纯水定容。水样：稀土镀铬(镀液含CrO3100~150g/L，24SO−1.0g/L，CS-3添加剂约1g/L，氯离子0.2g/L)生产线最后一道清洗水。3实验步骤3.1溶液制备氟标准系列溶液的配制：采用逐级稀释法，用0.1mol/L氟标准贮备液配制内含10mL离子强度缓冲剂的10−6~10−2mol/L氟标准系列溶液。待测水样的配制：用移液管准确移取10mL水样，置于100mL容量瓶中，加入10mL离子强度缓冲剂，用超纯水稀释至刻度，摇匀。3.2活化电极将氟离子选择性电极浸泡在10−6mol/L的氟标准溶液中0.5h，然后将其与甘汞电极一起插入装有超纯电镀铬废水中氟离子的测定•32•水的烧杯中，置于磁力搅拌器之上，并将氟离子选择性电极插入精密pH计的电极孔，甘汞电极接“mV”端，测量调节旋钮调至“mV”档，开启电源，清洗氟电极电位至−300mV左右。3.3测电位用滤纸吸去氟电极上的水滴，在不断搅拌的情况下，由稀至浓依次测定10−6~10−2mol/L的氟标准溶液的稳定电位值。测试之后，用超纯水再次清洗氟离子选择性电极的电位至−300mV左右，吸去氟电极上的水滴后测待测水样的电位φ(水样)以及10−5mol/L、10−3mol/L的氟标准溶液的电位值。4结果与讨论标准含氟溶液测定的电位数据列于表1。表1标准含氟溶液中氟的测定数据Table1Measureddataoffluorideinstandardfluoride-containingsolutions[F−]/(mol/L)10−610−510−410−310−2φ/mV−339−282−226−169−1114.1绘制标准曲线以氟标准系列溶液浓度对数的负值为横坐标，以标准系列溶液的电位负值为纵坐标进行线性回归，得方程：y=56.9x−2.2(1)其中y=−φ，x=−lg[F−]，其相关系数的平方R2≈1。4.2计算测得原电镀废水稀释10倍后的待测样液的电位值为−295mV，将其代入式(1)，得x=5.2232。由x=−lg[F−]，可得[F−]=5.981×10−5mol/L，故原电镀废水中F−质量浓度ρ(F−)=5.981×10−5mol/L×10×18.99g/mol=11.36mg/L。4.3方法误差重测10−5mol/L和10−3mol/L的氟标准溶液电位值，利用式(1)反算其浓度分别为1.054×10−5mol/L和9.800×10−4mol/L，测定误差分别为5.4%和−2.0%。由此可见，溶液浓度越大，测定误差越小。4.4与氟试剂比色法测定结果的比较利用氟试剂比色法得标准曲线线性方程为y′=0.0657x′+0.0024，其中y′表示吸光度，x′表示F−质量浓度(mg/L)，其线性相关系数R′=0.9978，线性区间为0~0.5mg/L。采用氟试剂比色法对氟离子选择性电极法测量过的电镀废水进行检测，原废水稀释100倍后的待测样品的吸光度为0.010，算得其中F−质量浓度为0.1157mg/L，故原电镀废水中ρ(F−)=11.57mg/L。该结果与氟离子选择性电极法测量的结果仅相差0.21mg/L。5结语氟离子选择性电极法和氟试剂比色法是水中氟离子含量测定的常用方法，前者具有线性范围宽、操作简便等特点，后者则适合于浓度较低的氟离子测定。氟离子选择性电极法测定电镀铬废水中氟离子含量的结果与氟试剂比色法测量的结果基本接近，测试结果可靠。[编辑：吴定彦]（上接第27页）该浸锌液在配制时，应将定量的NaOH及ZnO溶解在一个容器中，待其全部溶解(含配位)后待用。在另一个容器中将定量的三氯化铁及酒石酸钾钠彻底溶解，使用时将两种溶液混合起来，待溶液全部冷却后使用。使用时应严格控制m(NaOH)∶m(ZnO)=6∶1，否则置换层粗糙或置换速度太慢，甚至置换层结合力不佳。该改良型浸锌液也可改为二次浸锌液，进一步提高置换层的质量。具体做法是将除油后的铝件浸入高浓度的浸锌液中，按工艺规范及程序处理后转入改良型镀锌液中置换锌层，其置换层比单用改良型浸锌层质量更佳。3结语铝及其合金的镀前处理防止了其表面的氧化，为后续的电镀处理打下了良好的基础，使铝材得到更加广泛的应用。[编辑：吴定彦]