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1 HZHJSZ00103 水质 钴的测定 分光光度法 HZ-HJ-SZ-0103 水质钴的测定5ClPADAB分光光度法 钴是人体和植物所必须的微量元素之一在人体内钴主要通过形成维生素B12发挥生物学 作用及生理功能此外钴对铁的代谢血红蛋白合成细胞发育等均有重要生理功能 天然水中钴含量很低浓度多数为每升0.011g这样的浓度对人动植物不会产生毒害 作用 有色金属冶炼厂和加工厂等企业的废水中常含高浓度的钴例如铅锌加工厂废水钴的浓 度可达0.51.0mg/L制备次氯酸盐的工厂废水钴浓度可达1.3mg/L水中钴的浓度为 0.10.27mg/L 时对西红柿等植物产生毒害作用硫酸钴浓度为2mg/L可使农作物生长减缓 甚至枯萎钴对人体的毒害作用报导不多水中含钴超过一定量会对水的色嗅味等性状 产生影响并有中毒和致癌作用含7.015.0mh/L导致鱼类死亡钴对水体自净作用的致害 作用浓度为0.9mg/L 1 范围 不经预富集本方法检测限为0.02mg/L测定上限为 0.16mg/L经预富集后方法检测限 可降低至0.002mg/L本方法可测定河水湖水中的钴也可测定钢厂冶炼厂电镀厂电 热厂汽车制造厂等排放废水中的钴 不经预富集处理碱金属及碱土金属不干扰测定其余金属离子也大都不干扰测定仅 Fe3 大于0.006mgCr3大于0.001mg产生正干扰当超过允许量时Fe3的干扰可在 pH5-6时加入适量焦磷酸钠溶液至乙酸铁棕色消失后再加入2.5mL来掩蔽Cr3 可通过 HNO3-HCl-HClO4 消解氧化挥发除去大量Fe2Cr6 存在会产生负干扰也可用 HNO3-HCl-HClO4消解氧化掩蔽和挥发分别除去硫酸根氯离子磷酸根酒石酸根 硝酸根过氯酸根溴离子等不干扰测定柠檬酸根使钴显色不完全 若用巯基棉进行预富集加入适量酒石酸盐可以防止锰铁在pH9时水解形成胶体其 余金属离子都可分离除去 不产生干扰 柠檬酸 半胱氨酸等有机络合剂不影响Co2 的吸附 若用Ambrelite XAD-2 型大孔网状树脂预富集其干扰和消除方法与不经预富集处理相同 2 原理 在pH5-6的乙酸乙酸钠缓冲介质中钴与5ClPADAB反应生成红紫色络合物在加 热条件反应更迅速该络合物的吸收波长为530nm 和570nm试剂的吸收波长为440nm对 比度为90和130nm本文采用测定长为570nm由此计算出摩尔吸光系数为1.03105L/ molcm钴浓度介于0.020.16mg/L 服从比尔定律 当水中铁含量高时用焦磷酸钠掩蔽水中钴含量低于 0.02mg/L时用巯基棉或 Ambrelite XAD-2 型大孔网状树脂预富集后再进行显色测定其灵敏度可提高510倍 3 试剂 3.1 5-Cl-PADAB乙醇溶液1g/L称取0.10g 4-[5-氯-2-吡啶偶氮]-13-二氨基苯简称 5-Cl-PADAB溶解于 95的乙醇溶液中并稀释至100mL贮存于棕色瓶中 3.2 乙酸乙酸钠缓冲溶液称取21.0g无水乙酸钠溶解于少量水中加入乙酸调节pH 至 5-6用水稀释1000mL 3.3 氯化铵氨水缓冲溶液pH10称取20.0g 氯化铵NH4Cl溶解于100mL浓氨水中 密塞置冰箱中保存 3.4 对硝基酚溶液2g/L称取0.20g对硝基酚溶解于水稀释100mL 3.5 焦磷酸钠溶液50g/L称取5.0g焦磷酸钠溶解于水稀释100mL 3.6 11盐酸溶液量取分析纯盐酸259mL用水稀释至500mL 3.7 硫酸分析纯 2 3.8 钴标准贮备液称取35.15mg基准试剂三氧化二钴加入2.5mL盐酸溶解移入250mL容 量瓶中用水稀释至标线该溶液每毫升含钴0.1000mg 3.9 钴标准使用液吸取10.00mL钴标准贮备液移入500mL容量瓶中用水稀释至标线 该溶液每毫升含钴2.0g 3.10 巯基棉于磨口瓶中依次加入分析纯巯基乙酸100mL乙酐60mL36乙酸40mL 硫酸0.3mL充分混合冷却至室温后加入30g脱脂棉使其完全浸没加盖置于40烘箱中 2-4天后取出抽滤用蒸馏水洗至中性在30下烘干成品放入磨口瓶中加盖避光低温 贮存存放期为三个月 巯基棉也可按下列方法制备 在小广口瓶中加入70mL巯基乙酸0.4mL硫酸摇匀加入10g脱脂棉使其完全浸没加 盖于室温下放置24h以下步骤同上法 3.11 Ambrelite XAD-2型大孔网状树脂 进口将XAD-2型树脂用甲醇浸泡24h 淹没树脂 然后过滤用3mol/L盐酸溶液洗涤数次再用氨水pH10冲洗数次最后用蒸馏水洗至中性 取0.5g装柱 4 仪器 4.1 分光光度计 4.2 酸度计 4.3 富集装置见图1该装置也可用25mL酸式滴定管或500mL分波漏斗代替 图1 富集装置示意图 1柱长1 6 0 m m 放置巯基棉或树脂2柱径1 0 m m 3储液器长1 2 0 m m 4储液器直径8 0 m m 5 操作步骤 5.1 校准曲线的绘制 分别吸取每毫升含钴量为2.0g的标准使用液00.250.51.001.502.00mL于25mL 容 量瓶中依次加入5.0mLHAC-NaAc缓冲溶液0.50mL5焦磷酸钠溶液1.0mL 5-Cl-PADAB 溶液 用水稀释至10mL左右 摇匀 置于沸水浴上加热5min取下 冷却至室温后加入11 HCI 溶液10mL用水稀释至标线摇匀用20mm比色皿于波长570nm处以试剂空白溶液为参 比测定吸光度 5.2 样品分析 5.2.1 清洁地面水吸取水样210mL视水样中钴离子含量而定于25mL容量瓶中以 下步骤同校准曲线的绘制若水样中含铁量高应适当多加焦磷酸钠溶液此种情况下制备 校准曲线时焦磷酸钠溶液的用量应与测定水样相同 5.2.2 对于含有机质较高的地面水和工业废水吸取水样2-20mL视水样中钴离子含量而定 3 于100mL烧杯中加入2mL硝酸盖上表面皿于电热板上加热煮沸1-5min取下稍冷加 入1-2mL高氯酸现有机质含量多少而定继续加热至冒浓白烟并持续至溶液无黑色残渣透 明为止取下冷却后转移至25mL容量瓶中加入1-2滴对硝基酚指示剂滴加20氢氧化 钠至溶液呈现黄色以下步骤同校准曲线的绘制 5.2.3 对于含钴量在0.02m/L以下的地面水或工业废水按下列方法进行预富集 琉基棉法分取水样500mL视水样中钴离子含量而定加入10酒石酸铵溶液 2.5mL20硫代硫酸钠2.5mL调节pH至8.5-9.5加入pH10的氯化铵-氨水缓冲溶液10mL 以1-4mL/min的流速通过吸附装置富集待水样流完后用4mL 1mol/L盐酸以1-4mL/min的流 速分2次进行洗脱洗脱液用25mL容量瓶承接向洗脱液中加入1-2滴对硝基酚滴加20氢 氧化钠至溶液呈现黄色以下步骤同校准曲线的绘制 Ambrelite XAD-2型树脂预富集取水样500mL视水样中钴离子含量而定调节pH至 5-6加入pH5-6的乙酸-乙酸钠缓冲溶液10mL5-Cl-PADAB溶液l.5mL在沸水浴上加热或 直接加热至近沸5min冷却后用20NaOH溶液调节pH至10以1-2mL/min的流速通过吸附 装置富集用95的乙醇溶液10mL分两次洗脱洗脱液用50mL烧杯承接洗脱完毕将其 放在水浴或低温电热板上 蒸发至5mL左右 取下冷却 加入1十1HCl溶液10mL 转移至25mL 容量瓶中 用水稀释至标线 摇匀 以下步骤同校准曲线绘制 若钴含量更低时 可改用10mL 容量瓶或比色管显色在显色时各种试剂用量应按比例减小制备校准曲线的条件亦应与 样品测定条件相同 若水样中含有机质或其它杂质以及悬浮物等应事先进行消解或过滤再进行预富集 6 结果计算 c钴Co, mg /L 测得钴含量g/ 取水样体积mL 7 精密度和准确度 6个实验室验证结果见表2 表2 6实验室方法验证结果 水样种类 钴浓度范围 g/L 相对标准偏 差 加标回收率 富集方法 备注 河水 3.0 0.5-21.0 90-98 巯基棉法 湖水 6.0 10.0 80-120 同上 地下水 1-10.0 0.2-23.0 90-100.7 树脂法 电镀冶炼 10.0 1.0-15.0 90-104 同上 焦化废水 10.0 0.2-0.4 95-102 同上 汽车厂废水 20.0 9.0 95-100 未富集 汽车厂废水 80.0 2.0 95-105 同上 电化废水 130.0 1.0 95-108 同上 统一标样 90.0 3.0 95-102 同上 RE3 注以上测定结果除加标回收率外均为平行测定6份的数据 8 参考文献 魏复盛等编著 水和废水监测分析方法指南 中册pp. 432436 中国环境科学出版社 北京1997
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