陸道明,邱 舒,唐國鋼
(鎮(zhèn)江高等??茖W校 化工系,江蘇 鎮(zhèn)江 212003)
水中磷含量的測定是水質(zhì)分析中的一項重要指標,測定方法有很多,氯化亞錫還原法是其中之一,由于該方法相對快速、簡單,配制試劑保存時間長[1-3],因此,在測定磷含量的實驗中常常使用該方法。但氯化亞錫還原法對實驗操作要求相對較高,影響因素較多[1-6],通過大量的實驗對比和總結(jié),確定磷含量測定的注意事項,使磷含量測定的準確度和精密度大大提高。
1.1 主要儀器
UV 1200。
1.2 實驗試劑
1)磷酸鹽標準貯備溶液:稱取3.839g磷酸二氫鉀(KH2PO4)溶于純水中,并定容為1 000mL,加1~2mL甲苯,保存。
2)磷酸鹽標準溶液:吸取5.00mL磷酸鹽標準貯備溶液,用純水稀釋為到1 000mL。
3)1.0mol/L硫酸溶液。
4)鉬酸銨溶液:稱取25g鉬酸銨溶于1000mL純水中。
5)2.5%氯化亞錫甘油溶液:稱取2.5g氯化亞錫(SnCl2·2H2O),置于100mL甘油中,在溫熱水浴上促使其溶化,混勻后貯于玻璃瓶中。
1.3 實驗測定方法
1.3.1 酸度對實驗的影響
移取2.0mL鉬酸銨于50mL的比色管中,再移取1.0mol/L的硫酸,稀釋到刻度,搖勻,滴加氯化亞錫甘油溶液5滴,搖勻,靜置15min,測定溶液的吸光度(1cm玻璃比色皿,測定波長690nm)。
1.3.2 酸度對磷鉬藍穩(wěn)定性影響
移取2.0mL鉬酸銨于50mL的比色管中,再移取1.0mol/L的硫酸,稀釋到約40mL,分別移取磷酸鹽標準溶液2mL,4mL,6mL,再稀釋到刻度,搖勻,滴加氯化亞錫甘油溶液5滴,搖勻,每隔1min測定溶液的吸光度。
2.1 酸度對實驗的影響
在實驗過程中,改變硫酸移取量,其余步驟相同,測定的結(jié)果如圖1所示。從圖1可以看出,在溶液中氫離子的濃度低于0.4mol/L時,鉬酸銨可以直接與氯化亞錫反應(yīng),使溶液呈藍色,當酸度逐漸提高后,反應(yīng)不能進行,溶液呈無色。
2.2 酸度對磷鉬藍穩(wěn)定性影響
當溶液的酸度超過0.4mol/L時,鉬酸銨與氯化亞錫反應(yīng)已基本無影響,可以正常進行顯色反應(yīng)。從圖2,圖3,圖4可以看出,隨著溶液的酸度提高,磷鉬藍穩(wěn)定增加,但吸光度略有下降。在同一酸度下,磷鉬藍濃度高的穩(wěn)定性差。顯色反應(yīng)10~30min內(nèi),磷鉬藍穩(wěn)定性好,可以達到吸光度測定要求。綜合考慮實驗成本和實驗精度,最佳的實驗條件應(yīng)為:酸度0.5~0.6mol/L,顯色時間10~30min。
圖1 低酸度下鉬酸銨與氯化亞錫反應(yīng)溶液吸光度與酸度的關(guān)系
圖2 酸度為0.4mol/L時,溶液中三種濃度的磷鉬藍吸光度與時間的關(guān)系
圖3 酸度為0.5mol/L時,溶液中三種濃度的磷鉬藍吸光度與時間的關(guān)系
圖4 酸度為0.6mol/L時,溶液中三種濃度的磷鉬藍吸光度與時間的關(guān)系
2.3 實驗步驟對實驗的影響
在文獻[1]中,鉬酸銨溶液的配制是加入硫酸溶液的,因此,要保持溶液酸度穩(wěn)定,移取鉬酸銨就必須準確,且需要改變實驗步驟。應(yīng)先準確移取鉬酸銨溶液,用蒸餾水稀釋到40mL左右(同一批次的實驗,稀釋量應(yīng)一致),搖勻,使溶液的酸度均勻,再分別移取磷酸鹽標準溶液或樣品,滴加氯化亞錫甘油溶液,稀釋到刻度,搖勻,靜置10min,進行吸光度測定。
2.4 比色皿校驗對實驗的影響
在實驗過程中,嚴格講,比色皿必須校驗后才能進行測定。但實際操作過程中,往往會認為都是一組比色皿應(yīng)該影響不大,從而忽略了比色皿的校驗。筆者通過多次實驗,發(fā)現(xiàn)一組比色皿在使用之前,確實沒有什么偏差,未校驗影響也不大,但做完一組實驗后,由于磷鉬藍附著在比色皿壁上,致使比色皿對入射光有一定的吸收,最大時可達到0.043,嚴重地影響了測定結(jié)果,因此,在使用本方法測定磷含量時,應(yīng)在每組實驗前對比色皿進行校驗,以保證實驗的準確度。
2.5 實驗溫度對實驗的影響
在近半年的實驗研究過程中,發(fā)現(xiàn)使用本方法測定磷含量時,夏天準確度較低,冬天準確度較高。同時,夏天實驗時,磷鉬藍的穩(wěn)定性較差,實驗過程中還可能出現(xiàn)白色絮狀沉淀,冬天時,磷鉬藍的穩(wěn)定性較好,未出現(xiàn)白色絮狀沉淀。因此,溫度越高,對實驗影響也越大,這一點在文獻[2]中也有描述。
為了驗證改進后實驗的效果,筆者組織了40多位學生進行實驗測試。首先,按照文獻[1]所述方法正常實驗,未進行任何改進,每個學生做一個標準曲線(5個數(shù)據(jù)),計算其曲線的相關(guān)系數(shù),結(jié)果顯示,40多組相關(guān)系數(shù)的平均值只有0.992 1。然后,改進條件進行實驗,其曲線的相關(guān)系數(shù)平均值達到0.999 7,大大提高了曲線的線性關(guān)系,說明改進條件后實驗更加可靠,更加準確。
[1]陳艷玲,黎艷葵.氯化亞錫還原光度法測定總磷的方法改進[J].環(huán)境科學與技術(shù),2004(S1):43-44.
[2]欒向晶.測定總磷中顯色溫度對顯色時間的影響[J].黑龍江環(huán)境通報,2000(4):68-72.
[3]鐘瓊,阿麗婭,王惠,等.氯化亞錫還原光度法測定總磷的改進[J].油氣田環(huán)境保護,2003(1):40-42.
[4]鄭曉紅.水中總磷監(jiān)測分析方法研究[J].儀器儀表與分析監(jiān)測,2007(4):1-4.
[5]陳韜.總磷測定方法中樣品顯色時間的探討[J].現(xiàn)代科學儀器,2007(3):114-116.
[6]金中華.磷鉬藍法測定地表水中總磷的探討[J].貴州環(huán)保科技,2002(3):29-31.