工业废水中硝基苯类化合物的含量测定
硝基苯类化合物主要存在于染料、炸药和制革等工业废水中,是有毒性的有机污染物。常见的硝基苯类化合物有硝基苯、二硝基苯、二硝基甲苯、三硝基甲苯等。
本实验用还原—偶氮光度法测定废水中的硝基苯类(主要为一硝基和二硝基类)化合物。其原理是:在含硫酸铜的酸性溶液中,由锌粉将硝基苯类化合物还原成苯胺类,经重氮偶合反应生成紫红色染料,经过比色,测定其含量。结果以硝基苯表示。
当测定还含有苯胺类化合物的废水时,需测定2份样品。一份不经还原测苯胺类吸光度,一份将硝基苯类还原成苯胺类后测定总吸光度,在减去苯胺类吸光度后,计算出硝基苯类化合物的含量。
工具与材料
721型分光光度计,比色皿,具塞比色管,容量瓶,移液管,精密pH试纸,锥形瓶,分析天平,慢速滤纸。
浓盐酸,锌粉,硫酸氢钾(粉末状),10%硫酸铜溶液,10%氢氧化钠溶液,5%亚硝酸钠溶液,2.5%氨基磺酸钠溶液,2%盐酸萘乙二胺溶液。乙醇,硝基苯,2%硫酸。
活动过程
1.硝基苯标准溶液的配制。
取10毫升乙醇于25毫升容量瓶中,盖紧瓶塞,精确称量。加入2~3滴硝基苯,盖紧瓶塞,重新称量,计算加入硝基苯的质量。用2%硫酸稀释到标线,摇匀。计算出每毫升溶液中硝基苯的含量。使用前,再用2%硫酸稀释,配制成硝基苯的质量浓度为0.1000毫克/升的标准溶液。
2.校准曲线的绘制。
(1)吸取1.00毫升硝基苯溶液于50毫升锥形瓶中,加水20毫升,加入2毫升浓盐酸,0.5克锌粉,2滴硫酸铜溶液,摇匀。放置15分钟后,用慢速滤纸过滤,滤液收集于50毫升容量瓶中,用水洗涤滤纸3次,洗涤液也移入容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
(2)吸取0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00、10.00毫升上述溶液于25毫升比色管中,加水至10毫升,用氢氧化钠溶液调节pH值至4~5,加水至标线,摇匀。再用硫酸氢钾调节pH值至1.5~2.0,加1滴亚硝酸钠溶液,摇匀,放置3分钟后,加0.5毫升氨基磺酸钠溶液,再放置3分钟。待气泡除尽后,加入1毫升盐酸萘乙二胺,摇匀,放置。
(3)30分钟后,用10毫米比色皿,于545纳米波长处,以水为参比,测定吸光度,结果填入下表。
表3-1-35-1 校正曲线的绘制
注:A0即管号为0的溶液的吸光度。
(4)根据表内数据,以校正吸光度为纵坐标,硝基苯质量为横坐标,绘制校准曲线。
3.水样的测定。
(1)取适量水样(硝基苯和苯胺的总吸光度不超过0.5)于锥形瓶中,加水至20毫升,加2毫升浓盐酸,0.5克锌粉,2滴硫酸铜溶液,摇匀。放置15分钟后,过滤并将滤液转移至50毫升容量瓶中,用水洗涤锥形瓶和滤纸3次,洗涤液也移入容量瓶,用水稀释至标线,摇匀。
(2)另取与上述相同体积的水样于50毫升容量瓶中,加2毫升浓盐酸、2滴硫酸铜溶液,加水至标线,混匀。
(3)分取上述两种溶液各10.00毫升,分别置于25毫升比色管中,按照与绘制校准曲线相同的步骤,测定吸光度。各减去零浓度空白液的吸光度(表中A0)后,得出硝基苯类化合物的吸光度和苯胺类化合物的吸光度。
(4)根据硝基苯类吸光度减去苯胺类吸光度后的数值,从校准曲线上查得硝基苯的质量,根据下式计算水样中一硝基和二硝基类化合物的含量:
ρ:水样中一硝基和二硝基类化合物的质量浓度(毫克/升)
m:由硝基苯类吸光度减去苯胺类吸光度后,从校准曲线上查得的硝基苯的质量(毫克)
V:水样体积(毫升)
说明与延伸
1.测定时,应避免阳光直射和强光照射。
2.当水样中不含有苯胺类化合物时,水样测定步骤(2)可略去。
3.采集水样后,用硫酸调至pH值为1~2,并在4摄氏度以下保存。
4.本方法最适宜的显色温度在22~30摄氏度之间,当低于此温度时,校准曲线绘制与水样测定必须同时进行。
5.由于水样酸化与否对苯胺类测得值有影响,因此测定水样时的步骤(1)、(2)要同时进行,同时加盐酸及硫酸铜溶液,同时比色。