红外分光光度法
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一、红外分光光度法(infrared spectrophotometry):
通常指2~50 波长范围(波数为4 000~200cm-1)的中红外区的吸收光谱分析法。
(一)、原理:
物质在红外光照射下选择性地吸收其中与分子振动、转动频率相同的红外线,而形成一些吸收谱带,称为红外光谱。不同结构的分子具有不同的振动能级,因而出现代表分子结构的各不相同的特征红外光谱,由此可进行分子的定性与定量分析。有机物中大多数基团相对独立地在红外光谱的一定频率范围内出现其特征吸收峰,从而可鉴定分子中的基团。广泛用于制药、染料、石油、高分子、半导体及环境中有机污染物的分析鉴定。
(二)、红外分光光度法测定废水中石油类的含量
根据《地表水和污水监测技术规范》(HJ91—2002)的定义,石油类是指矿物油和动物油脂的总称,即在p H≤2能够用规定的萃取剂萃取并测量的物质。
定义未明确指出用四氯化碳萃取,因为四氯化碳是破坏臭氧层的物质,随着技术的发展有被其他萃取剂取代的可能。
本法系用四氯化碳萃取水中的油类物质,测定总萃取物,然后将萃取物用硅酸镁吸附,经脱出动植物油等极性物质后,测定石油类的含量。总萃取物和石油类的含量均由波数分别为2930cm-1(CH2基团中C-H键的伸缩振动)、2960cm-1(CH3基团中C-H键的伸缩振动)和3030cm-1(芳烃环中C-H键的伸缩振动)谱带处吸光度A2930、A2960和A3030
进行计算。
动植物油的含量按总萃取物与石油类含量之差计算。
该方法测定要点是:首先用四氯化碳直接萃取或絮凝富集萃取(对石油类物质含量低的水样)水样中的总萃取物,并将萃取液定容后分为两份:一份用于测定总萃取物;另一份经硅酸镁吸附后用于测定石油类物质。然后,以四氯化碳为溶剂,分别配制一定浓度的正十六烷、2,6,10,14-四甲基十五烷和甲苯溶液,用红外分光光度计分别测量它们在2930cm-1、2960cm-1、3030cm-1处的吸光度A2930、A2960和A3030,由以下通式列联立方程求解,分别求出相应的校正系数X、Y、Z和F:ρ=X·A2930 +Y·A2960+Z(A3030- A2930/F)
式中:ρ——所配溶液中某一物质含量,mg/L
A2930、A2960和A3030————三种物质溶液各对应波数下的吸光度;
X、Y、Z——吸光度校正系数
F——脂肪烃对芳烃影响的校正系数,即正十六烷在2960cm-1和3030cm-1处的吸光度之比。
最后,测量水样总萃取物萃取液的吸光度A1,2930、A1,2960和A1,3030和除去动植物油后的萃取吸光度A2,2930、A2、2960、和A2,3030,按下列三式分别计算水样中的总萃取含量ρ1(mg/L)、石油类物质含量ρ2(mg/L)和动、植物油含量ρ3(mg/L):
ρ1=[X·A1,2930+Y·A1,2960+Z(A1,3030- A2,2930/F)] ·(V0·D·l)/(V w·L) ρ2=[X·A2,2930+Y·A2,2960+Z(A2,3030- A2,2930/F)] ·(V0·D·l)/(V w·L) ρ3=ρ1-ρ 2
式中:V0——萃取水样溶剂定容体积,ml
V w——水样体积,ml
D——萃取液稀释倍数;
l——测定校正系数时所用比色皿光程,cm;
L——测定水样时所用比色皿光程,cm。
本方法适用于各类水中石油类和动、植物油的测定。
二、亚甲基蓝分光光度法(Methylene Blue Spectrophotometric Method)
(一)阴离子表面活性剂
包含以下几种:
1、肥皂类
系高级脂肪酸的盐,通式: (RCOOˉ)n M。脂肪酸烃R一般为11~17个碳的长链,常见有硬脂酸、油酸、月桂酸。根据M代表的物质不同,又可分为碱金属皂、碱土金属皂和有机胺皂。它们均有良好的乳化性能和分散油的能力。但易被破坏,碱金属皂还可被钙、镁盐破坏,电解质亦可使之盐析。
碱金属皂:O/W
碱土金属皂:W/O
有机胺皂:三乙醇胺皂
2、硫酸化物RO-SO3-M
主要是硫酸化油和高级脂肪醇硫酸酯类。脂肪烃链R在
12~18个碳之间。
硫酸化油的代表是硫酸化蓖麻油,俗称土耳其红油。
高级脂肪醇硫酸酯类有十二烷基硫酸钠(SDS、月桂醇硫酸钠)
乳化性很强,且较稳定,较耐酸和钙、镁盐。在药剂学上可与一些高分子阳离子药物产生沉淀,对粘膜有一定刺激性,用作外用软膏的乳化剂,也用于片剂等固体制剂的润湿或增溶。
(二)、以亚甲基蓝分光光度法测水质中硫化物的含量为例,简介亚甲基蓝分光光度法的测定原理。
该法是在含高铁离子的酸性溶液中,硫离子与对氨基二甲基苯胺反应,生成蓝色亚甲基蓝染料,色度与水样中硫离子浓度成正比,与655nm处测定吸光度。测定范围0.02~0.8mg/L。