土壤中铬的测定

实验十一 土壤中铬的测定

一、实验目的

（1）掌握测定铬土壤样品的预处理方法。

（2）掌握二苯碳酰二肼分光光度法测定铬的原理和操作。 （3）掌握过硫酸盐氧化法。 二、实验原理

我国土壤铬含量为1.0—1200mg/Kg 。现在仍采用二苯碳酰二肼分光光度法作为土壤中铬测定的标准分析方法，但已有使用AAS 等仪器分析方法趋向。以二苯碳酰二肼分光光度法测定铬含量，需将低价态铬氧化成高价态铬，目前使用的有高锰酸钾法和过硫酸盐氧化法。本实验采用后一种氧化法，并将氧化过程纳入消化过程。

对测定含铬的土壤样品，常用的消化方法有H 2SO 4—H 3PO 4法、HNO 3—H 2SO 4—H 3PO 4法以及HNO 3—H 2SO 4等湿法消化。本实验，土壤样品经HNO 3—H 2SO 4混合酸消化，然后在Mn （Ⅱ）存在下，以Ag +离子为催化剂，用20%的过硫酸铵氧化低价铬至高价态。再以尿素—亚硝酸钠分解过量的过硫酸铵，反应方程式如下：

2322282274327614S O Cr H O Cr O SO H -+--+++=++

2228242222S O NO SO NO ---+=+↑

2222222()23NO CO NH H CO N H O -+++=↑+↑+

消化、氧化之后，以浓氨水调节酸度，使铁、铝、铜、锌等多种干扰离子生成沉淀，而铬在溶液中与二苯碳酰二肼反应生成红色络合物，反应式如下：

636526565()()()CO NHNHC H Cr NNC H CO NHNHC H Cr +++→+→紫红色络合物

最后在540nm 处测定吸光度。

三、仪器

（1）721型分光光度计。 （2）0—4000r/min 离心机。 （3）25mL 比色管。

（4）高型烧杯、容量瓶等玻璃仪器。 四、试剂

（1）浓硝酸（优级纯）。

（2）1∶1H

2SO

4

。

（3）H

2SO

4

溶液

24

1

()5/

2

C H SO mol L

。

（4）20%过硫酸铵。

（5）0.5%硝酸银。

（6）0.5%硫酸锰。

（7）10%尿素—2%亚硝酸钠。

（8）0.25%二苯碳酰二肼的丙酮溶液。

（9）浓氨水（优级纯）。

（10）铬标准储备液：准确称取0.2829g重铬酸钾（优级纯，110—120℃烘干2h），溶于蒸馏水，转移至1000mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。即得含铬100μg/mL的标准储备液。

（11）10μg/mL铬标准使用液：准确移取铬标准储备液10.00mL，于另一1000mL 容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

五、实验步骤

1.样品预处理

（1）消化：准确称取0.500g风干土样于100mL高型烧杯中，加少许水湿润，再加

1∶1 H

2SO

4

4mL，浓HNO

3

1mL，盖上表面皿，放在电热板或电炉上加热至冒白烟，如果消

化液呈灰色，可取下烧杯冷却后，滴加HNO

3

，再加热至冒大量白烟，土样变白为止。

（2）氧化还原：用水冲洗表面皿和烧杯壁至溶液约为40mL左右，加1mL0.5%硝酸银和5mL20%过硫酸铵（无Mn（Ⅱ）时滴加2滴0.5%硫酸锰），加数粒玻璃珠，置电热板上加热煮沸5min，如果溶液不呈紫红色，可再加过硫酸铵，继续煮沸5min，并保持溶液呈紫红色，向少杯中滴加10%尿素—2%亚硝酸钠至紫红色褪去，取下烧杯在冷水浴中冷却。

（3）沉淀分离：向冷却后的溶液中滴加浓氨水至黄棕色沉淀出现，再过量0.5mL，然后将溶液转移至200mL的容量瓶中，充分洗涤烧杯，洗液并入容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，充分摇匀，移取50mL溶液于离心试管中，离心5min（也可静置至上请液清亮）。

2.标准曲线绘制

分别准确吸取铬标准使用液0.00、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00mL 于25mL 比色管中，加1mL5mol/L H 2SO 4的，加水稀释至刻度，摇匀。分别加1mL 二苯碳酰二肼溶液立即摇均。10—15min 后以3cm 比色皿于540nm 波长处测定吸光度，绘制标准曲线。

3.样品测定

准确吸取20.00mL 试样清液于25mL 比色管中，加1mL5mol/L H 2SO 4的，加水稀释至刻度，摇匀。以下操作同标准曲线。

六、计算

/)M V mg kg V W ⨯=

⨯总

总

铬( 式中：M ——从标准曲线上查得铬的微克数；

V 总——试样定容体积（mL ）；

V ——测定时取样体积（mL ）

； W 总——试样重量（g ）。

七、注意事项

1.用浓氨水滴加至消化液出现棕黄色沉淀，说明铁已开始形成氢氧化铁沉淀，但这时铁沉淀并不完全，上清液也不清亮，需再加氨水提高溶液的pH 值，实验证明，过量0.5mL 、1mL 、2mL 对结果并无影响，为使沉淀完全，并使显色时酸度一致，实验中氨水常规过量0.5mL 。

2.用尿素—硝酸钠分解过硫酸铵时，先加尿素再加亚硝酸钠，否则过剩的亚硝酸钠重新会将六价铬还原成三价铬。

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