开放性实验设计报告

环境污染物中苯酚含量的测定
1实验目的
根据苯酚的理化性质，分别采用化学分析和仪器分析的方法，对环境污染废水中苯酚含量测定的方法进行研究。

2 pH 滴定法
2.1实验原理
弱酸弱碱在水溶液中各种形式的分布系数在溶液pH 值固定时为一常数，即对一元弱酸HA 有：
[][][][][]HA a
HA H HA A H K δ+-+==++， [][][][]a A a
K A HA A H K δ---+==++； 同理,对于一元弱碱B 有：
[][]B b
OH OH K δ--=+，[]b BH b K OH K δ+-=+. 所以，该方法不以当量定律为依据，不需要确定等当点，也不需要已知离解常数和滴定剂浓度，只要在所选定的固定pH 值，使弱碱(或弱酸)发生不完全质子化(或失质子化)反应即可。

若体系温度、离子强度及滴定剂浓度不变，当滴定至某一固定pH 值时，滴定剂消耗体积与弱酸(或弱碱)的含量将呈正比。

2.2实验步骤
2.2.1绘制标准曲线
以30ml 1mol ·L -1KCl 加10ml 1mol ·L -1HCl 及适量蒸馏水为底液，分别加入不同量的苯酚。

以底液为空白，分别用1mol ·L-1NaOH 滴定,记录pH-V(滴定剂加入体积)数据，作苯酚的滴定曲线，由该曲线确定测定时所选定的pH 值。

在选定的pH 值下,以苯酚含量对苯酚所消耗的NaOH 体积进行线性回归,得到相应的标准曲线。

2.2.2水样测定
水样采集后24小时内测定，按上述实验步骤进行，在选定的pH 值下，记录水样消耗 的滴定剂体积V ，分别代入相应的线性回归方程，计算出苯酚的含量。

2.3实验数据处理
2.3.1标准曲线：
NaOH V a m b =⨯+
V NaOH ——苯酚所消耗的NaOH 体积，ml ；
m ——苯酚含量，mg ；
a ——校准曲线的斜率；
b ——校准曲线的截距值.
2.3.2水样中苯酚含量：
*V b m a
-=
V ——水样消耗的NaOH 体积/ml.
3溴化滴定法
3.1实验原理
用蒸馏法使挥发性酚类化合物蒸馏出，并与干扰物质和固定剂分离。

由于酚类化合物的挥发速度是随馏出液体积而变化，因此馏出液体积必须与试样体积相等。

在含过量溴（由溴酸钾和溴化钾所产生）的溶液中，被蒸馏出的酚类化合物与溴生成三溴酚，并进一步生成溴代三溴酚。

在剩余的溴与碘化钾作用、释放出游离碘的同时，溴代三溴酚与碘化钾反应生成三溴酚和游离碘，用硫代硫酸钠溶液滴定释出的游离碘，并根据其消耗量，计算出挥发酚的含量。

3.2实验步骤
3.2.1预蒸馏
取250ml 样品移入500ml 全玻璃蒸馏器中，加25ml 水，加数粒玻璃珠以防暴沸，再加数滴甲基橙指示液，若试样未显橙红色，则需继续补加磷酸溶液。

连接冷凝器，加热蒸馏，收集馏出液250ml 至容量瓶中。

3.2.2溴化滴定
分取馏出液100ml 于碘量瓶中，加5.0ml 盐酸，徐徐摇动碘量瓶，用5ml 滴定管滴加溴酸钾-溴化钾溶液3.00ml ，试样呈亮黄色。

若试样无色或呈淡黄色，样品需稀释测定。

迅速盖上瓶塞，混匀，室温放置15min 。

加入1g 碘化钾，盖上瓶塞，混匀后置于暗处放置5min 。

用25ml 滴定管滴加硫代硫酸钠溶液至溶液呈淡黄色后，加1ml 淀粉溶液继续滴定至蓝色刚好褪去，记录用量。

3.2.3空白试验
用蒸馏水代替试样，按照3.2.2步骤测定。

3.3实验数据处理
试样中苯酚质量浓度：
12()15.681000V V c V
ρ-⨯⨯⨯= ρ——试样中挥发酚质量浓度，mg/L ；
V 1——空白试验中硫代硫酸钠溶液的用量，ml ；
V 2——滴定试样时硫代硫酸钠溶液的用量，ml ；
c ——硫代硫酸钠溶液浓度，mol/L ；
V ——试样体积，ml ；
15.68——苯酚（1/6 C 6H 5OH ）摩尔质量，g/mol 。

当计算结果小于10mg/L 时，保留到小数点后1位；大于等于10mg/L 时，保留三位有效数字。

4氨基安替比林分光光度法
4.1实验原理
用蒸馏法使挥发性酚类化合物蒸馏出，并与干扰物质和固定剂分离。

由于酚类化合物的挥发速度是随馏出液体积而变化，因此馏出液体积必须与试样体积相等。

被蒸馏出的酚类化合物，于pH （10.0±0.2）介质中，在铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林反应生成橙红色的安替比林染料，用三氯甲烷萃取后，在460 nm 波长下测定吸光度。

4.2实验步骤
4.2.1预蒸馏
取250 ml 样品移入500 ml 全玻璃蒸馏器中，加25 ml 水，加数粒玻璃珠以防暴沸，再加数滴甲基橙指示液，若试样未显橙红色，则需继续补加磷酸溶液。

连接冷凝器，加热蒸馏，收集馏出液250 ml 至容量瓶中。

4.2.2显色
将馏出液250 ml 移入分液漏斗中，加2.0 ml 缓冲溶液，混匀，pH 值为10.0±0.2，加1.5 ml 4-氨基安替比林溶液，混匀，再加1.5 ml 铁氰化钾溶液，充分混匀后，密塞，放置10 min 。

4.2.3萃取
在上述显色分液漏斗中准确加入10.0 ml 三氯甲烷，密塞，剧烈振摇2 min ，倒置放气，静置分层。

用干脱脂棉或滤纸拭干分液漏斗颈管内壁，于颈管内塞一小团干脱脂棉或滤纸，将三氯甲烷层通过干脱脂棉团或滤纸，弃去最初滤出的数滴萃取液后，将余下三氯甲烷直接放入光程为30 mm 的比色皿中。

4.2.4吸光度测定
于460 nm 波长，以三氯甲烷（6.6）为参比，测定三氯甲烷层的吸光度值。

4.2.5空白试验
用水代替试样，按照4.2.1-4.2.4步骤测定其吸光度值。

空白应与试样同时测定。

4.2.6标准曲线的绘制
于一组8个分液漏斗中，分别加入100 ml 水，依次加入0.00、0.25、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00 ml 酚标准使用液，再分别加水至250 ml 。

按照9.2～9.4步骤进行测定。

由测得的吸光度值减去零浓度管的吸光度值，绘制吸光度值对酚含量（μg ）的曲线。

4.3实验数据处理
试样中苯酚的质量浓度：
=s b A A a bV
ρ-- ρ——试样中挥发酚的质量浓度，mg/L ；
A s ——试样的吸光度值；
A b ——空白试验的吸光度值；
a ——校准曲线的截距值；
b ——校准曲线的斜率；
V ——试样的体积，ml 。

当计算结果小于0.1 mg/L 时，保留到小数点后四位；大于等于0.1 mg/L 时，保留三位有效数字。

5高效液相色谱法
5.1实验原理
高效液相色谱法(HPLC)采用高压泵、高效固定相、高灵敏度检测器，具有分析速度快，分离效能好，检测灵敏度高，样品用量少，操作简便，应用范围广等优点，特别适合于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分离与分析。

5.2实验步骤
5.2.1操作条件
色谱柱为Micropark Mch-10μm ，YWG 键合相；
流动相为超声波处理过的甲醇/二次蒸馏水；
UV —100型检测器检测波长为254nm ；
载气流量为0.5 mL/min ；
压力为6079~6282 kPa.
5.2.2确定校正因子
准确称取10.26 mg 的无水对氨基苯磺酸(内标物)和100.10 mg 的纯苯酚于50 mL 的容量瓶,用二次蒸馏水稀释至刻度，摇匀，进样3次，每次进样量10μL ，测定校定因子。

5.2.3内标法测定苯酚含量
取适量滤后水样，以无水对氨基苯磺酸做内标物，精确称取约10mg ，加到水样中，混合均匀后，用二次蒸馏水稀释，吸取此样10μL 作为进样量，进样3次，测定苯酚含量。

5.3实验数据处理
试样中苯酚的质量浓度：
''i i i is is is
A f m m A f =
⨯ A i ——苯酚的峰面积；
A is ——内标物的峰面积；
f ’i ——苯酚的质量校正因子；
f ’is ——内标物的质量校正因子；
m is ——试样中内标物的质量。

参考文献：
[1]王世铭,郑瑛,陈培丰等.固定pH 滴定法测定废水中的苯酚和苯胺.福建师范大学学报:自然科学版,1997,13(3):47~50.
[2]中华人民共和国环境保护部.HJ 502－2009.水质 挥发酚的测定 溴化容量法.
[3]中华人民共和国环境保护部.HJ 503－2009.水质 挥发酚的测定 4-氨基安替比林分光光度法
[4]姚华群.液相色谱法测定工业废水中苯酚. 兰化科技,1998,16(4),240~242.。