火焰原子吸收光谱法间接测定水中硫酸盐(1).pdf

CA理化检验-化学分册 PTCA(PART B:CHEM.ANAL.)2005年 第41卷8工作简报火焰原子吸收光谱法间接测定水中硫酸盐孙智敏(河北科技大学 理学院,石家庄050018)张德强(河北省科学院,石家庄050081)孙汉文(河北大学,保定071002)摘 要:研究利用硫酸根与铬酸钡悬浊液反应释放出铬酸根,以火焰原子吸收光谱法测定溶液中游离的铬酸根,间接测定硫酸根。并研究了试验条件对测定灵敏度的影响,确定了最佳试验条件,该法用于水中可溶性硫酸盐的分析,回收率在88.5%104.8%之间。关键词:火焰原子吸收光谱法;间接测定;硫酸根;水中图分类号:文献标识码:A 文章编号:100124020(2005)0820573202INDIRECT DETERMINATION OF SULPHATE IN WATER BY FLAMEATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRYSUN Zhi2min(College of Sciences,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang050018,China)ZHANGDe2qiang(Hebei Academy of Sciences,Shijiazhuang050081,China)SUN H an2wen(Hebei University,Baoding071002,China)Abstract:A method for the indirect determination ofsulphate in water by flame atomic absorptionspectrometry(FAAS)was proposed in this paper.On the basis of exchange reaction of SO2-4with BaCrO4in thewater2ethanol2ammonia medium,SO2-4was determined indirectly from the result of chromium found by FAAS.Experimental conditions were investigated and optimized.The proposedmethodhasbeen applied tothedetermination of sulphate in water with recoveries of 88.5%-104.8%.Keywords:Flame atomic absorption spectrometry;Indirect determination;Sulphate;Water 由于包括硫在内的废水的排放,致使环境中的大气、土壤和水体中硫含量的增加已不容忽视。硫通常以硫酸根形式存在,水体中的硫一旦过多,被人体摄入,会发生腹泻及肠胃炎等。水中硫酸盐的常用分析方法有重量法、离子色谱法、铬酸钡比色法和铬酸钡间接原子吸收光谱法1。尽管这些方法各有特点,但也或多或少存在不足。本文在文献14的基础上,对铬酸钡间接火焰原子吸收光谱法作了研究。1 试验部分收稿日期:2004205229基金项目:河北科技大学科研基金资助项目(2003XL77)作者简介:孙智敏(1973-),女,河北省邱县人,讲师,硕士,从 事应用化学及分析测试的研究。1.1 主要仪器与试剂WYX2402型原子吸收分光光度计硫酸盐标准溶液:称取无水硫酸钠(AR,在105 烘干2 h)1.478 6 g,用二次蒸馏水溶解,定容至1 L,SO2-4含量为1.000 gL-1,分析时逐级稀释至所需浓度。铬酸钡悬浊液:称取分析纯铬酸钡0.5 g溶于含有0.42 mL浓盐酸和14.7 mL冰乙酸的200 mL水中,贮备于聚乙烯瓶中,用前摇匀。硝酸铜溶液:10 gL-1,称取硝酸铜1.0 g溶于100 mL二次蒸馏水中。1.2 仪器工作条件波长357.9 nm,灯电流6.0 mA,光谱通带宽0.2 nm,燃烧器高度6 mm,空气流量5.5 Lmin-1,乙炔流量2.0 Lmin-1。375 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/CA理化检验-化学分册孙智敏等:火焰原子吸收光谱法间接测定水中硫酸盐1.3 试验方法移取一定量的硫酸盐标准溶液于25 mL容量瓶中,加水至10 mL,摇匀,加入铬酸钡悬浊液2.0 mL,硝酸铜溶液1.0 mL,氢氧化氨(1+1)2.0 mL,无水乙醇6.0 mL,以水定容,振摇,静置20 min。将部分上层液转入干燥的离心管中,离心分离,于试验条件下,测定离心液的吸光度。2 结果与讨论2.1 氢氧化氨用量的影响样品中的硫酸根与过量的铬酸钡反应生成硫酸钡沉淀,反应式如下:SO2-4+BaCrO4(悬浊液,过量)BaSO4+CrO2-4+BaCrO4(剩余)将沉淀分离后,以火焰原子吸收光谱法测定释放出的铬酸根,以间接测定硫酸根的含量,但此反应受反应介质的酸度影响较大。当介质的p H高于8.0时,铬酸钡的溶解度基本保持稳定,空白值最小,加入适量的硫酸根所产生铬的吸光度最大且稳定。为使反应介质的p H高于8.0,在试液中加入氨水(1+1)调节酸度。在5.0 mL水样中加入氨水(1+1)1.5 mL时,可使溶液p H达到8.0。为保证试液p H高于8.0,选择氨水(1+1)2.0 mL。2.2 乙醇用量的影响在氨性介质中,加入适量乙醇可降低BaCrO4的溶解度,从而降低溶液中铬酸根的浓度和试剂空白,提高测定SO2-4的灵敏度。试验结果表明,在25.0 mL试液中加入无水乙醇210 mL,空白值最低且稳定。8.0 mgL-1SO2-4的吸光度也达到最大。选择无水乙醇的加入量为6.0 mL。2.3 沉化时间的影响BaSO4属于晶形沉淀,适当的沉化时间有利于晶体形成完全,也有利于与母液分离。在其它试验条件相同时,分别选择陈化时间10,20,30,60 min和2,4,8,16 h,结果表明,沉化时间对测定结果影响不大。这可能是反应在水2乙醇的混合介质中进行,BaSO4沉淀的类型由晶形沉淀变为无定形沉淀,理论上陈化时间长短不会对测定造成较大的影响,本试验只需将反应试液摇匀,使反应物充分接触即可,无需陈化。2.4 共存离子的影响按试验条件,对10 mgL-1SO2-4,当相对误差为 5%时,以下共存离子不干扰(以g计):Na+、K+、Mo()、NO-3、CO2-3(1 000),Cl-(2 000),Mg2+、Si()(800),Cu2+、Ni2+、Cd2+、CH3COO-(200),Mn2+、Fe3+(500),Al3+(50),Zn2+、F-、NO-2(100),Ag+(20),PO3-4(10)。含量超过50g的Pb2+对测定产生负干扰,可能是试液中的CrO2-4与Pb2+生成了PbCrO4沉淀。所测样品中Pb2+的含量,远低于干扰量,不必考虑。大于100g的PO3-4对测定产生正干扰,因PO3-4与Ba2+形成Ba3(PO4)2沉淀使BaCrO4释放出CrO2-4。为了消除磷酸根对测定的影响,在溶液中加入适量的Cu(NO3)2溶液,使铜离子与磷酸根生成溶度积比Ba3(PO4)2(310-23)更小的Cu3(PO4)2(110-37)沉淀,从而消除磷酸根对测定的干扰。试验结果显示,加入10 gL-1硝酸铜溶液0.5 mL即可将1 500 mgL-1磷酸根的干扰完全消除。选择10 gL-1硝酸铜溶液1.0 mL。2.5 工作曲线分别取100 mgL-1硫酸盐标准液0,1.0,210,3.0,4.0和5.0 mL于25 mL容量瓶中,按试验方法操作绘制工作曲线,SO2-4含量在020 mgL-1范围内线性关系良好。2.6 分析特性本法采用火焰原子吸收光谱法测定溶液中的铬,从而间接测定硫酸盐的含量,铬的特征浓度和检出限(3)分别为0.06 mgL-1/0.004 4A和01009 mgL-1,对于100g硫酸根标准溶液,按试验方法7次测定的相对标准偏差为3.6%。2.7 样品分析结果取适量水样于25 mL容量瓶中,加水至10 mL,以下操作同工作曲线的制备。并对水样进行了加标回收率试验,测定结果见表1。表1 样品分析结果(n=3)Tab.1Analytical results of samples and recoveries样品Sample测定值SO2-4Found(/mgL-1)加入量Standard added(/mgL-1)测定总量Total found(/mgL-1)回收率Recovery(%)井水35.540.074.998.560.098.4104.8自来水33.920.051.688.530.064.5102.0(下转第576页)475 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/CA理化检验-化学分册束 彤等:火焰原子吸收光谱法测定氯化钾中钾品,看其吸光度,然后选择比样品高和低的标准溶液再分别进行测定,读其吸光度,氧化钾含量(以干基计)按下式进行计算:X2=m1+(m2-m1)(E0-E1)/(E2-E1)0.631 8100/m(1-x)式中,m1为低浓度标准溶液中氯化钾的含量(g),m2为高浓度标准溶液中氯化钾的含量(g),E1为低浓度标准溶液的吸光度,E2为高浓度标准溶液的吸光度,E0为试样溶液的吸光度,其它同上式。2 结果与讨论2.1 标准系列的选择钾在次灵 敏线404.4 nm下,浓度 在01.000 0 gL-1范围有较好的线性回归曲线,因钾属碱金属元素,电离度较大,原子化时易电离,为了最大地减少电离带来的分析误差,在配制标准系列及分析试样时钾含量浓度应尽量接近,本法选用01200 00.260 0 g氯化钾稀释250 mL作为标准系列,得到的吸光度在0.4000.600之间,相关系数r 0.999。2.2 样品取样量按本法配制的标准系列,氯化钾含量在80%100%的试样,称取2.500 02.600 0 g稀释2 500倍,测定时样品吸光度都会落在标准系列范围内,均可用标准曲线回归法或插入法计算,若称取0.250 00.260 0 g试样稀释250倍,则称取样品代表性较差,不利于样品的准确测定。2.3 吸收线的选择因氯化钾产品中钾含量很高属于常量分析,选择钾的次灵敏线404.4 nm作为测定波长,不但能满足试样测定,且试样稀释倍数小,提高了测定稳定性和重现性。2.4 共存离子干扰试验在试验条件下,测定氯化钾产品中可能存在的干扰离子,以下离子(以gL-1计)不干扰:Na+、Mg2+、Ca2+(1),SO2-4(0.5)。2.5 方法精密度平行称取9份试样用本法测定氧化钾含量,结果分别为59.5%,59.1%,58.9%,59.8%,59.4%,59.1%,59.8%,59.3%,59.8%,平均值为59.4%,标准偏差0.34%,RSD为0.57%。2.6 测定准确度与回收率用63.18%(理论值)的氧化钾进行5次测定,其结果分别为63.3%,63.2%,63.1%,63.4%,6311%,平均值为63.2%。在样品加入氯化钾标准进行回收率试验,回收率在99.1%103.7%之间,测定结果见表1。表1 样品中钾的分析结果Tab.1Analytical results of potassium in samples样品Sample测定值Determined加标量Standard added(/mgL-1)测定总量Total determined回收率Recovery(%)10.4740.1090.585101.820.4740.2180.69099.130.2820.1090.395103.740.2820.2180.49899.1用本法与重量法对样品进行了分析,比较结果见表2。表2 样品中K2O分析结果Tab.2Analytical results of K2O in samples样品Sample本法By present methodw(%)重量法By gravimetryw(%)156.356.7259.860.3360.159.8455.656.0561.261.6本法测定结果与样品理论值及重量法结果一致,误差在允许范围内,方法便捷快速,结果准确,可用于企业常规分析和快速测定。(上接第574页)参考文献:1 国家环保局 水和废水监测分析方法 编写组.水和废水监测分析方法(第四版)M.北京:中国环境科学出版社,2002.162,165-167.2 谢建鹰,吴国英.原子吸收光谱法间接测煤中形态硫J.理化检验2化学分册,2000,36(8):350.3 何承顺.火焰原子吸收法间接测定植物中的硫J.光谱学与光谱分析,1998,18(2):223.4 李子恒,邹静霞.火焰原子吸收分光光度法间接测定水中硫酸盐J.铁道劳动安全卫生与环保,2001,28(2):126.675 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/