镉铜铅锌的测定阳极溶出伏安法(试行).PDF

1 HZHJSZ00116 水质 镉 铜 铅 锌的测定 阳极溶出伏安法 HZ-HJ-SZ-0116 水质镉铜铅锌的测定阳极溶出伏安法试行 1 范围 本方法适用于测定饮用水 地面水和地下水中的镉 铜 铅 锌 适用范围为 11000g/L 在 300s 的富集时间条件下检测下限可达 0.5g/L FeIII干扰测定加入盐酸羟胺或抗坏血酸等使其还原为 Fe II以消除其干扰氰化物亦 干扰测定可加酸消除加酸应在通风橱中进行因氰化物剧毒 2 原理 阳极溶出伏安法又称反向溶出伏安法其基本过程分为二步先将待测金属离子在比其 峰电位更负一些的恒电位下在工作电极上预电解一定时间使之富集然后将电位由负向 正的方向扫描使富集在电极上的物质氧化溶出并记录其氧化波根据溶出峰电位确定被 测物质的成分根据氧化波的高度确定被测物质的含量 电解还原是缓慢的富集溶出是突然的释放因而作为信号的法拉第电流大大增加从 而使方法的灵敏度大为提高采用差分脉冲伏安法可进一步消除干扰电流提高方法的灵 敏度 3 试剂 实验用水为去离子水其电阻率应大于 2106cm25最好再经石英蒸馏器蒸馏 试剂最好为优级纯 3.1 镉铜铅锌四种离子的标准贮备溶液各称取 0.5000g金属纯度在 99.9以上分 别溶于 11 硝酸优级纯中在水浴上蒸至近干后以少量稀高氯酸或者盐酸溶解转移到 500mL 容量瓶中用水稀释至标线摇匀贮存在聚乙烯瓶或者硼硅玻璃瓶中, 此溶液每毫 升含 1.00mg金属离子 四种金属离子的标准溶液由上述各标准贮备溶液适当稀释而成低浓度的标准溶液用 前现配 3.2 支持电介质 3.2.1 0.01mol/L 高氯酸 3.2.2 0 .2mol/L酒石酸铵缓冲溶液pH9.0称取 15g酒石酸溶解在 400mL 水中加适量的氨 水200.90g/mL使 pH9.00.2加水稀释至 500mL摇匀贮存于聚乙烯瓶中 3.2.3 0.2mol柠檬酸铵缓冲溶液pH3.0 称取 21g柠檬酸溶解在 400mL 水中 加适量氨水20 0.90g/mL使 pH 为 3.00.2加水稀释至 500mL摇匀 3.2.4 0.2mol/L醋酸铵醋酸缓冲溶液pH4.5量取 6.7mL 乙酸36于 100mL 烧杯中加 水 20mL滴加 11 的氨水使 pH 为 4.5再用水稀释至 200mL摇匀 3.2.5 1 mol/L六次甲基四胺盐酸缓冲溶液pH5.4称取 5.61g六次甲基四胺置于 100mL 烧杯中加水溶解后用 1mol/L盐酸调至 pH5.4稀释至 200mL摇匀 3.3 高纯氮或者高纯氢 3.4 抗坏血酸或者盐酸羟胺 4 仪器 4.1 极谱分析仪具有示差导数脉冲或半微分功能 4.2 工作电极悬汞电极 4.3 参比电极银氯化银电极或饱和甘汞电极 4.4 对电极铂辅助电极 4.5 电解池聚乙烯杯或硼硅玻璃杯 2 4.6 磁力搅拌器 5 试样制备 水样可用硝酸或高氯酸作固定剂酸化至 pH2 水样如果酸度或者碱度较大时应预先调节至近中性比较清洁的水可直按取样分析 含有机质较多的地面水应采用硝酸-高氯酸消解的方法取 100mL 已酸化的水样加入 5 mL 浓硝酸在电热扳上加热消解到约 10mL冷却后加入浓硝酸和高氯酸各 10mL继续加热 消解蒸至近干冷却用水溶解至 50mL煮沸以驱除氯气或氮氧化物定容摇匀 6 操作步骤 仪器和电极的准备按使用说明书进行 6.1 校准曲线的绘制 分别各取一定体积的标准溶液置于 10mL 比色管中加 1mL 支持电解质用水稀释至标 线混合均匀倾入电解杯中将电势扫描范围选择在-1.300.05V通氮除氧在-1.30V 富集 3min静置 30s 后由负向正方向进行扫描富集时间可根据浓度水平选择低浓度宜 选择较长的富集时间记录伏安曲线对蜂高作空白校正后绘制峰高浓度曲线 注1以选用 cHClO40.01mol/L 高氯酸支持电解质进行四种离子的连测最佳酒石酸盐柠檬 酸盐体系对水样有少量铁III等干扰离子的消除比较合适醋酸铵和六次甲基四胺体系有比较大的缓 冲容量加酸保存的水样一般不需要预先中和便可直接取样分析 2可以在硝酸支持电解质中测铜扫描电位范围是-0.2 -0.8也可在用硝酸酸化的水样中直接测 铜 典型的微分脉冲阳极溶出伏安曲线上峰的顺序为ZnCdPbCu 6.2 样品的测定 取一定体积的水样加 1mL 同类支持电解质用水稀释到 10mL其他操作步骤与标准溶 液相同根据经空白校正后的峰电流高度在校准曲线上查出待测成分的浓度 6.3 标准加入法 当样品成分比较复杂分析的数量不多时宁可采用标准加入法其操作如下 准确吸取一定量的水样置于电解池中加入 1mL 支持电解质的溶液用水稀释至 10mL 按测定标准溶液的方法先测出样品的峰高然后再加入与样品量相近的标准溶液依相同的 方法再次进行峰高测定 7 结果计算 式中h水样峰高 H水样加标液后的峰高 C S加入标准溶液的浓度g/L VS加入标准溶液的体积mL V测定所取水样的体积mL 注可根据需要配制 1001000g/L10100g/L 或 110g/L 的单标或几种金属离子的混合标准溶 液 8 精密度与准确度 在 0.01mol/L 高氯酸底液中含铜铅锌镉浓度均为 20g/L其 10 次测定结果的相 对标准偏差小于 9.1 在 0.01 mol/L 高氯酸底液中测定了北京自来水长江水汉江水东湖水中铜铅 锌镉的含量其结果与原子吸收法基本一致回收率在 91110范围内 含 Pb 0.04mg/L Cd 0.00404mg/L的人工合成水样 经四个实验室各自用 0.2mol/L NH4C1 hVHVV Vch c s ss x ⋅− ⋅ 3 0.01mol/L HClO4和 0.1 及 0.2mol/L KCl为底液, 用悬汞电极和汞膜电极进行分析测得室内 相对标准偏差 Pb 为 0.28Cd 为 0.28室间相对标准偏差 Pb 为 0.44Cd 为 0.54相 对误差 Pb 为 10Cd 为 15.8 用于河水长江江苏省区河水京密运河水矿泉水水库水等 11 种水样的分析其 含 Pb 浓度范围 0.00190.016mg/L加标回收率为 90.14121.0其含 Cd 浓度范围 0.0110.173g/L加标回收率为 87.72125.0 注意事项 1 当四种离子的浓度差别较大时宜采用不同的富集电位和富集时间分别测定为了避免铜锌间 生成金属间化合物一般采取铜铅镉连测锌单独测定 2 由于高含量氯化物对铜测定不利为了能准确测铜宜选用高氯酸等底液而不用3.2.5底液 3 为了使测定结果的精密度和准确度都比较好测定条件如汞滴大小电解电压富集时间氮 气的流速溶液的搅拌速度等均应保持一致同时应使测定时温差不要太大 4 如果使用玻璃碳电极必须十分注意作好同位镀汞及使用后对电极膜表面的处理并应对能同时 测定离子的浓度上限进行试验以保证测定有较好的重现性否则测定结果的精密度准确度不好 5 在硝酸支持电解质中对锌峰的前波影响较大影响锌的测定铅镉两峰分不开波形变坏 铜峰峰形好灵敏度高可用于定量分析 6 由于用阳极溶出伏安法测定的浓度比较低痕量或超痕量应十分注意可能来自环境器皿水或 试剂的污染对汞的纯度也应加以保证99.99以上 7 几种底液峰电位的参考值如下表所示 表 不同支持电介质中四种离子的近似峰电位V 底液 pH Cd Cu Pb Zn 0.01mol/L 高氯酸 -0.67 -0.08 -0.48 -1.07 0.2mol/L 酒石酸铵, pH9 -0.69 -0.38 -0.52 -1.24 0.2mol/L 柠檬酸铵, pH3 -0.63 -0.06 -0.48 -1.05 0.2mol/L 醋酸铵-醋酸, pH4.5 -0.65 -0.07 -0.50 -1.10 条件悬汞电极银氯化银参比电极铂辅助电极 8 建议使用具有时间程序控制及微分功能的阳极溶出伏安仪以提高测定的精密度与准确度 9 在中性或碱性底液中可加亚硫酸钠除氧 10 如所用仪器为一般线性扫描仪器且无微分功能如要测锌以选择酒石酸铵支持电介质为好此 时的富集电位应调到-1.5V 9 参考文献 水和废水监测分析方法编委会编水和废水监测分析方法第三版pp. 150153 中国环境科学出版社北京1997