实验 5 水中铬的测定--分光光度法

实验五水中铬的测定—分光光度法

废水中铬的测定常用分光光度法，其原理基于：在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度的关系符合比尔定律。如果测定总铬，需先用高锰酸钾将水样中的三价铬氧化为六价铬，再用本法测定。

一.实验目的和要求

1.掌握分光光度法测定六价铬和总铬的原理和方法；熟练应用分光光度计。

2.预习第二章第六节中测定铬的各种方法，比较其优点、缺点。

二.六价铬的测定

1.仪器

①分光光度计、比色皿（1cm、3cm）。

②50mL具塞比色管、移液管、容量瓶等。

2.试剂

(1)丙酮。

(2)（1+1）硫酸。

(3)（1+1）磷酸。

(4) 0.2%（m/V）氢氧化钠溶液。

(5)氢氧化锌共沉淀剂：称取硫酸锌（ZnSO4·7H2O）8g，溶于100mL水中；称取氢氧化钠2.4g，溶于新煮沸冷却的120mL水中。将以上两溶液混合。

(6)4%（m/V）高锰酸钾溶液。

(7)铬标准贮备液：称取于120℃干燥2h的重铬酸钾（优级纯）0.2829g，用水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升贮备液含0.100mg 六价铬。

(8)铬标准使用液：吸取5.00mL铬标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升标准使用液含1.00µg六价铬。使用当天配制。

(9)20%（m/V）尿素溶液。

(10)2%（m/V）亚硝酸钠溶液。

(11) 二苯碳酰二肼溶液：称取二苯碳酰二肼（简称DPC，C13H14N4O）0.2g，溶于50mL丙酮中，加水稀释至100mL，摇匀，贮于棕色瓶内，置于冰箱中保存。颜色变深后不能再用。

3.测定步骤

(1)水样预处理：

①对不含悬浮物、低色度的清洁地面水，可直接进行测定。

②如果水样有色但不深，可进行色度校正。即另取一份水样，加入除显色剂以外的各种试剂，以2mL丙酮代替显色剂，用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。

③对浑浊、色度较深的水样，应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过滤处理。

④水样中存在低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时，可将Cr6+还原为Cr3+，此时，调节水样pH值至8，加入显色剂溶液，放置5min后再酸化显色，并以同法做标准曲线。

(2)标准曲线的绘制：取9支50mL比色管，依次加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00mL铬标准使用液，用水稀释至标线，加入1+1硫酸0.5mL和1+1磷酸0.5mL，摇匀。加入2mL显色剂溶液，摇匀。5～10min

后，于540nm波长处，用1cm或3cm比色皿，以水为参比，测定吸光度并做空白校正。以吸光度为纵坐标，相应六价铬含量为横坐标绘出标准曲线。

(3)水样的测量：取适量（含Cr6+少于50µg）无色透明或经预处理的水样于50mL比色管中，用水稀释至标线，以下步骤同标准溶液测定。进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查得Cr6+含量。

4.计算

Cr6+（mg·L-1）=m/V

式中：m—从标准曲线上查得的Cr6+量，µg；

V—水样的体积，mL；

三.总铬的测定

1.仪器

同Cr6+测定

2.试剂

(1)硝酸、硫酸、三氯甲烷。

(2)1+1氢氧化铵溶液。

(3)5%（m/V）铜铁试剂：称取铜铁试剂（C6H5N(NO)ONH4）5g，溶于冰冷水中并稀释至100mL。临用时现配。

(4)其他试剂同六价铬的测定试剂1、2、5～10。

3.测定步骤

(1)水样预处理：

①一般清洁地面水可直接用高锰酸钾氧化后测定。

②对含大量有机物的水样，需进行消解处理。即取50mL或适量（含铬少于50µg）水样，置于150mL烧杯中，加入5mL硝酸和3mL硫酸，加热蒸发至冒白烟。如溶液仍有色，再加5mL硝酸，重复上述操作，至溶液清澈，冷却。用水稀释至10mL，用氢氧化铵溶液中和至pH1～2，移入50mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，供测定。

③如水样中钼、钒、铁、铜等含量较大，先用铜铁试剂—三氯甲烷萃取除去，然后再进行消解处理。

(2)高锰酸钾氧化三价铬：取50.0mL或适量（铬含量少于50µg）清洁水样或经预处理的水样（如不到50.0mL，用水补充至50.0mL）于150mL锥形瓶中，用氢氧化铵和硫酸溶液调至中性，加入几粒玻璃珠，加入1+1硫酸和1+1磷酸各0.5mL，摇匀。加入4%高锰酸钾溶液2滴，如紫色消退，则继续滴加高锰酸钾溶液至保持红色。加热煮沸至溶液剩约20mL。冷却后，加入1mL 20%的尿素溶液，摇匀。用滴管加2%亚硝酸钠溶液，每加一滴充分摇匀，至紫色刚好消失。稍停片刻，待溶液内气泡逸尽，转移至50mL比色管中，稀释至标线，供测定。

标准曲线的绘制、水样的测定和计算同六价铬的测定。

4.注意事项

(1)用于测定铬的玻璃器皿不应用重铬酸钾洗液洗涤。

(2) Cr6+与显色剂的显色反应一般控制酸度在0.05～0.3mol·L-1（1/2H2SO4）范围，以0.2mol·L-1时显色最好。显色前，水样应调至中性。显色温度和放置时间对显色有影响，在15℃时，5～15min颜色即可稳定。

(3)如测定清洁地面水样，显色剂可按以下方法配制：溶解0.2g二苯碳酰二肼于100mL 95%的乙醇中，边搅拌边加入1+9硫酸400mL。该溶液在冰箱中可

存放一个月。用此显色剂，在显色时直接加入2.5mL即可，不必再加酸。但加入显色剂后，要立即摇匀，以免Cr6+可能被乙酸还原。