土壤分光光度法测铬

实验三十二 土壤中铬的测定（二苯碳酰二肼光度法）
一、实验目的与意义
铬是自然界中普遍存在的重金属元素,六价格的毒性大于三价铬。

自然形成的铬多以元素或三价铬状态存在。

土壤中铬元素含量为1～300mg/kg, 大多数土壤含铬为25～85mg/k g。

农业土壤易受到铬污染,其主要来源于电镀、制革、纺织、造纸、印染等工业废水灌溉农田, 或用制革废渣作为肥料以及施用磷矿粉肥料等。

铬不是植物生长发育的必需元素, 微量的铬对植物生长发育有一定的刺激作用。

食用含铬量过高的食物, 会危害人类和家畜的健康。

植物和粮食中铬含量与土壤中铬含量呈一定正相关[1]。

测定土壤铬主要采用火焰原子吸收光谱法[2]、分光光度法[1]、极谱法、等离子体发射光谱法、X—射线荧光光谱法和仪器中子活化法等,目前使用较多的为火焰原子吸收光谱法及分光光度法[3]。

不同的消解方法对铬的测定影响较大[4]。

主要是选择不同的消解试剂。

目前多采用硫酸、硝酸、氢氟酸消解体系或硫酸、磷酸消解及高锰酸钾氧化体系。

与传统的消解相比，由于微波消解具有消解快速、彻底、重复性好等特点，也越来越受到重视[5]。

本实验采用二苯碳酰二肼分光光度法测定土壤中的铬，采用混酸加氧化剂的方法消解[2]。

通过本实验使学生掌握重金属测定中湿法消解的原理和操作方法，了解光度法测定铬的原理和准确测定的要领。

二、实验原理
土壤溶液液中的铬在酸性介质中被高锰酸钾氧化为六价铬，六价铬与加入的二苯碳酰二肼（DPC）反应生成紫红色化合物，于波长540nm处进行分光光度测定。

其反应式为[6]：
试液为50ml，使用30mm比色皿，最小检出浓度为0.004mg/L。

三、实验内容
1，土壤溶液的消解
2，标准曲线绘制
3，用分光光度计测定吸光值
四、实验材料与仪器设备
1 仪器设备：聚四氟乙烯坩锅, 电热板，分光光度计，离心机
2 试剂
2.1 硝酸(优级纯)
2.2 硫酸
2.3 磷酸
2.4 0．5％高锰酸钾溶液。

2.5 0．5％叠氮化钠溶液：临用现配。

2.6 0．25％二苯碳酰二肼乙醇溶液(或丙酮溶液)。

2.7 铬标准储备液：准确称取0．2829g重铬酸钾(优级纯，预先在110℃
烘2h)溶于水中，转移入1000mL容量瓶中，并稀释至标线，摇匀，此溶液每毫升含铬100μg。

2.8 铬标准使用液：准确吸取铬标准储备液10．00mL于1000mL容量瓶
中，加水定容，摇匀。

此溶液每毫升含铬1．00μg。

五、实验方法与步骤
1 试液制备：称取土壤样品0．2000-0.5000g(含铬量少于8μg) 于聚四
氟乙烯坩埚中，加2ml水使土壤润湿, 再加硫酸2mL，硝酸2mL。

待
剧烈反应停止后，移到电热板上加热分解至开始冒白烟。

取下稍
冷，加硝酸3mL，氢氟酸3mL，继续加热至冒浓白烟。

取下坩埚稍
冷，用水冲洗坩埚壁，再加热至冒白烟以驱除氢氟酸。

加水溶解，转入50mL比色管中，定容，摇匀。

放置澄清或离心。

2 显色与测定：准确移取试液5．0mL于25mL比色管中，加磷酸0.5mL，
摇匀。

滴加l～2滴0．5％高锰酸钾溶液至紫红色，置水浴中加热
煮沸15min，若紫红色消失，再补加高锰酸钾溶液。

趁热滴加叠氮
化钠溶液至紫红色恰好退去，将比色管放入冷水中迅速冷却。

加
水至刻度，摇匀。

加入二苯碳酰二肼溶液2mL，迅速摇匀。

10min
后，用30mm比色皿，于波长540nm处，以试剂空白为参比测量吸光
度。

3 校准曲线的绘制：分别移取铬标准使用液0，1．0，2．0，4．0，6．
0，8．0mL于25 mL比色管中，分别加磷酸0.5 mL，硫酸0．1mL，
加水至刻度，摇匀。

以下显色和测量：与试液的操作步骤相同。

六、数据统计与结果解译
铬的含量按式(1)计算：
铬(mg／kg)=m.Va／W.V (1)
式中：m——从校准曲线上查得铬的含量，μg；
Va——试样定容体积，mL；
W——试样重量，g；
V——测定时取试样溶液体积，mL。

七、注意事项
1加入磷酸掩蔽铁，使之形成无色络合物，同时也可络合其他金属离子，避免一些盐类析出产生浑浊。

在磷酸存在下还可以排除硝酸根、氯离子的影响。

如果在氧化时或显色时出现浑浊可考虑加大磷酸的用量。

2 消解后，残渣转移时，多洗几次，尽力洗涤干净，否则会使结果偏低。

3 用高锰酸钾氧化低价铬时，七价锰有可能被还原为二价锰，出现棕色
而影响低价铬的氧化完全，因此要控制好溶液的酸度及高锰酸钾的用量。

4 加入二苯碳酰二肼丙酮溶液后，应立即摇动，防止局部有机溶剂过量
而使六价铬部分被还原为三价，使测定结果偏低。

5 电热板温度不宜太高，否则会烧坏聚四氟乙烯坩锅。

6 氰氟酸对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性，使用时注意防护。

八、参考文献
[1] 丁　勇，周淑芹，赵国柱.土壤铬测定方法及注意事项.现代化
农业 1999年第2期, 12－13
[2] GB/T 17137-1997.土壤质量—总铬的测定[S].1997
[3] 安裕敏，土壤铬的测定方法探讨.微量元素与健康研究. 2007,
24(5):45-46
[4] 张青喜,黄青霄. 土壤格介析中几个影响因素的实验研究. 中国
卫生检验杂志,1997,7(2):94:96
[5] 邹昱：微波消解在土壤中总铬测定中的应用，环境与健康杂
志，2008，25（2）：162-163
[6]奚旦立，孙裕生，刘秀英.《环境监测》第二版，P60.。