大气中氯及氯化氢的测定方法

大气中氯及氯化氢的测定方法

【D-LJ】

氯(Cl

2

)是具有强烈窒息性、刺激性的黄绿色气体。分子量70.906。标准状

态下对空气的相对密度为2.488，1L氯气质量为3.22g。沸点－34.6℃；熔点－102℃；。氯易溶于水和碱溶液，也易溶于二硫化碳和四氯化碳等有机溶剂中。1L水10℃时能溶解9.97g氯，20℃时能溶解7.29g氯，50℃能溶解3.9g氯。氯的化学性质非常活泼，是一种强氧化剂。与二氧化碳接触能形成毒性更大的光气

(COCl

2

)。氯溶解于水中形成盐酸和次氯酸，次氯酸易分解成盐酸和新生态氧。

大气中氯以气体状态存在。污染来源有食盐电解、制药工业、农药生产、光气制造、合成纤维及造纸漂白工艺。氯气还经常出现在生产聚氯乙烯等塑料的工厂环境中。氯碱厂和氯加工工厂常排出大量氯气。

氯对人的主要毒性是引起上呼吸道粘膜炎性肿胀，充气及眼粘膜的刺激症状。工业生产中由于发生事故大量逸漏氯气，局部浓度很高或接触时间较久，可引起呼吸道深部病变，如患支气管炎，肺炎及肺水肿等病症。高浓度氯气污染地区，还可危害附近农作物的生长，废气中的氯和氯化氢排入大气，当温度和湿度比较高时，金属会受到强烈的腐蚀。

测定空气中氯的方法常用甲基橙比色法和联邻甲苯胺法。甲基橙比色法优点是试剂易得、显色稳定、定量范围广、精密度和准确度较好，大气中常见共存离

子氯化氢对测定不干扰。其他干扰物如NO-

2

、Fe3＋等在低浓度时可忽略不计。该法已推荐为居住区大气中氯卫生检验标准方法(GB 11736－89)联邻甲苯胺比色法，可测出0.5μg的氯气。但稳定性较差，湿度和阳光都有影响，采样时间长还会使显色褪去。这两种方法的主要问题是选择性均较差，氧化剂如臭氧、二氧

化氮、溴和还原性气体(如SO

2、H

2

S)等都有干扰。

以下介绍甲基橙比色法〔1、2〕。

(一)原理

空气中氯被含有溴化钾的甲基橙硫酸溶液所吸收，氯与溴化钾反应置换出溴，溴能氧化甲基橙，使其褪色，根据颜色减弱的程度，比色定量。

(二)仪器

(1)多孔玻板吸收管普通型。

(2)空气采样器流量范围0.2～1.0L/min，流量稳定。使用时，用皂膜流量计校准采样系列在采样前和采样后的流量，流量误差应小于5%。

(3)具塞比色管10ml，体积刻度应校正。

(4)分光光度计用10mm比色皿，在波长505nm测定吸光度。

(三)试剂

1.吸收溶液

①贮备溶液：准确称量0.1000g甲基橙，溶于50～100ml 40～50℃温水中，冷却至室温，加20ml95%乙醇，移入1L容量瓶中，加水至刻度。放在暗处，可保存半年。

②吸收原液：准确量取50.00ml贮备液于500ml容量瓶中，加入1g溴化钾，加水稀释至刻度。用10mm比色皿，以水作参比，在波长460nm下，测定吸光度。用贮备溶液和水进行调整，以配制成吸光度为0.63的吸收原液。

③吸收工作液：采样前，量取250ml吸收原液和50ml(1十6)硫酸溶液，于500ml容量瓶中，用水稀释至刻度。临用现配。

2.(1＋6)硫酸溶液：量取30ml浓硫酸缓慢加入180ml水中。

3.标准溶液

①标准贮备溶液：准确称量1.1776g经105℃干燥2h的溴酸钾(优级纯)，用少量水溶解，移入500ml容量瓶中，加水稀释至刻度。准确吸量10.00ml放入1000ml容量瓶中，加水至刻度，此溶液1.00ml含30μg氯。放在暗处可保存半年。

②标准工作液：临用时，将贮备溶液用水稀释成1.00ml含5μg氯的标准应用液。

(四)采样

用一个内装8ml吸收工作液的多孔玻板吸收管，以0.5L/min流量，采气20L。当吸收溶液颜色明显减褪时，即可停止采样。同时记录采样时的温度和大气压力。

(五)分析步骤

1.标准曲线的绘制

用8支10ml具塞比色管，按下表制备标准色列管。

各管加入5ml吸收原液，1ml(1＋6)硫酸溶液，混匀，于35℃放置20min。用10mm比色皿，以水作参比，在波长505nm下，测定吸光度。以氯的含量(μg)为横坐标，零标准管与各管吸光度之差值为纵坐标，绘制标准曲线。并计算回归线的斜率，以斜率的倒数作为样品测定的计算因子Bs(μg)。

2.样品测定

采样后，将吸收液全部移入具塞比色管中，用少量吸收工作液洗吸收管，合并使总体积为10ml。于35℃放置20min后，按绘制标准曲线中所述的操作步骤测吸光度。

在每批样品测定的同时，取未采样的吸收工作液，按相同的操作步骤作试剂空白测定。

(六)计算

式中c——空气中氯的浓度，mg/m3；

——试剂空白溶液的吸光度；

A

A——样品溶液的吸光度；

B

——用标准溶液绘制标准曲线得到的计算因子，μg；

s

——换算成标准状况下采样体积，L。

V

(七)说明

(1)灵敏度最终显色体积10ml溶液中，含2μg氯的吸光度与零标准管的吸光度相比较，应有0.12吸光度的减少。

(2)检出下限浓度和测定范围检出限为0.3μg/10ml。若采样体积为20L 时，检出下限浓度为0.015mg/m3；其测定范围为0.25～0.4mg/m3。

(3)精密度和准确度当10ml含氯在1～8μg范围内，平均相对标准差为6%；10ml含氯在3～6μg范围，样品加标准溶液的回收率为93%～110%。

(4)干扰盐酸气和氯化物不干扰测定。大气中存在氧化性与还原性气体则有干扰。游离溴与氯有相同反应，产生正干扰，二氧化硫呈负干扰，二氧化氮产生正干扰，硫化氢产生负干扰。所以现场测定时，需特别注意这些干扰物质的影响。

(5)本法测定原理的反应式