一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監(jiān)測(cè)水中總鉻的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水中總鉻的監(jiān)測(cè)方法，尤其是涉及一種能使用在線監(jiān)測(cè)儀準(zhǔn)確測(cè)試水 樣中總鉻方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉻是一種毒性很大的重金屬，容易進(jìn)入人體細(xì)胞，對(duì)肝、腎等內(nèi)臟器官和DNA造成 損傷，在人體內(nèi)蓄積具有致癌性并可能誘發(fā)基因突變。目前，我國(guó)分析總鉻的方法有高錳酸 鉀氧化-二苯碳酰二肼分光光度法和硫酸亞鐵銨滴定法，催化極譜法，火焰原子吸收分光 光度法、石墨爐原子吸收光譜法等。但應(yīng)用在水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，二苯碳酰二肼分光光度法 因其具有選擇性強(qiáng)、靈敏度高、抗干擾以及易用性等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè) 領(lǐng)域用分光光度法檢測(cè)總鉻的方法目前主要是用高錳酸鉀或過硫酸銨作為氧化劑，在加熱 條件下將三價(jià)鉻氧化成六價(jià)鉻，再加入顯色劑二苯碳酰二肼（DPC)，最后通過分光光度法測(cè) 得數(shù)據(jù)。但過量的氧化劑高錳酸鉀或過硫酸銨都會(huì)影響顯色，需用還原劑消除過量的氧化 劑，如高錳酸鉀用亞硝酸納還原、過硫酸銨用氯化鈉還原，這樣操作過程繁瑣而且過量氧化 劑不易去除徹底，且須二次加熱，測(cè)量周期加長(zhǎng)。另外顯色劑二苯碳酰二肼的制取方法通常 為用乙醇或丙酮溶解二苯碳酰二肼，容易被氧化變質(zhì)，保質(zhì)期短，通常為一個(gè)月，應(yīng)用于在 線監(jiān)測(cè)儀上會(huì)增加維護(hù)量。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，為水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域提供一種簡(jiǎn)單、快速、 環(huán)保、易維護(hù)的檢測(cè)水中總鉻的方法。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的，一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監(jiān)測(cè)水中 總鉻的方法，包括如下步驟：
[0006] (1)取樣：首先通過提取裝置從外部向儀器的反應(yīng)室中加入pH = 6~9的水樣 IOmL ；
[0007] (2)加入氧化劑：向儀器的反應(yīng)室中加入氧化劑飽和氯酸鉀溶液5mL ;
[0008] (3)密閉加熱：于100°C恒溫密閉加熱lOmin，之后將混合液冷卻至室溫；
[0009] (4)顯色：加入體積比為I : I : 15的硫酸：磷酸：水的混酸溶液I. 5mL，然后加 入顯色劑二苯碳酰二肼和鄰苯二甲酸酐的乙醇溶液I. 5mL攪拌均勻并進(jìn)行顯色反應(yīng)，顯色 時(shí)間為2min ;
[0010] (5)測(cè)量：在540nm的光源下測(cè)量吸光度，并代入事先根據(jù)系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度 而做出的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算出水樣中總鉻的濃度，得到的結(jié)果顯示并貯存在儀器中或發(fā) 送給數(shù)采儀。
[0011] 具體的，所述步驟（2)中氧化劑是由一定量的氯酸鉀溶于水配制而成的飽和氯酸 鉀溶液。
[0012] 具體的，所述步驟（4)中顯色劑的制取方法為稱取20.0g鄰苯二甲酸酐，加到 400mL乙醇中，攪拌溶解，加入1.0 g二苯碳酰二肼，用乙醇稀釋至500mL，避光保存，有效期 六個(gè)月。
[0013] 作為一種優(yōu)選方式，所述步驟（2~4)中試劑的加入順序?yàn)橄燃尤胙趸瘎╋柡吐?酸鉀溶液，加熱IOmin后，再加入混酸溶液和顯色劑，這樣在高溫消解時(shí)反應(yīng)體系的pH = 6~9,即中性環(huán)境，而顯色時(shí)反應(yīng)體系處于強(qiáng)酸性環(huán)境。
[0014] 本發(fā)明利用試樣在中性環(huán)境中經(jīng)氧化劑氯酸鉀高溫消解后將三價(jià)鉻氧化為六價(jià) 鉻，然后加入顯色劑二苯碳酰二肼（DPC)，在酸性環(huán)境中顯色劑能與六價(jià)鉻發(fā)生反應(yīng)并生成 紫紅色絡(luò)合物，在540nm的光源下測(cè)量吸光度。在顯色的過程中過量的氯酸鉀不會(huì)氧化DPC 與六價(jià)鉻形成的紫紅色絡(luò)合物，而氯酸鉀是無色晶體，也不會(huì)干擾本底值。因此，采用氯酸 鉀作氧化劑，多余的氯酸鉀不會(huì)干擾顯色反應(yīng)，無須再添加其他試劑或采用二次加熱的方 法消除氧化劑的影響，整個(gè)測(cè)量過程約25min。
[0015] 本發(fā)明在配制利用顯色劑時(shí)加入鄰苯二甲酸酐，可以起到穩(wěn)定劑的作用，使顯色 劑在避光保存下有效期可達(dá)六個(gè)月。同時(shí)本發(fā)明中使用的氧化劑氯酸鉀和混酸的保質(zhì)期都 可達(dá)六個(gè)月以上，降低了更換試劑的頻率，減少了維護(hù)工作量。
[0016] 本發(fā)明的有益效果在于所述方法具有省時(shí)、節(jié)能、簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，且試劑保質(zhì) 期長(zhǎng)，維護(hù)工作量少，結(jié)果可靠，能方便容易地應(yīng)用于在線監(jiān)測(cè)儀上。
【具體實(shí)施方式】
[0017] -、試劑配制：
[0018] I. 1氧化劑
[0019] 稱取不少于74. Og的氯酸鉀（KClO3分析純），略微加熱使之完全溶于1000 mL水中， 冷卻至室溫后存于試劑瓶（溫度較低時(shí)，有結(jié)晶析出，屬正?，F(xiàn)象）。
[0020] 1.2 混酸
[0021] 溶解30mL濃磷酸（H3PO4 P = I. 69g/mL分析純）至400mL水中混合均勾，冷卻后， 再緩慢加入并溶解30mL濃硫酸（H2SO 4 P = I. 84g/mL優(yōu)級(jí)純），混合均勾至500mL。
[0022] L 3顯色劑
[0023] 稱取20.0 g鄰苯二甲酸酐（C8H4O3分析純），加到400mL乙醇（C 2H6O分析純）中，攪 拌溶解，加入1.0 g二苯碳酰二肼（C13H14N4O分析純），用乙醇稀釋至500mL，避光保存。
[0024] 1. 4六價(jià)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)溶液
[0025] 稱取于120°C干燥2h的重絡(luò)酸鉀（K2Cr2O 7優(yōu)級(jí)純）0· 2829g，用水溶解后移入 1000 mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線搖勻，此溶液濃度為100mg/L。以此溶液可以稀釋成 2. Omg/L的六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液。
[0026] 1.5總鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液
[0027] 用總鉻國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)溶液（國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研宄總院）進(jìn)行稀釋成系列總 絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)溶液，質(zhì)量濃度分別為：〇· 2mg/L、0. 5mg/L、l. 0mg/L、l. 5mg/L、2. Omg/L。
[0028] 1.6其他試劑
[0029] 按GB/T 7466-1987《高錳酸鉀氧化-二苯碳酰二肼分光光度法》配置。
[0030] 二、穩(wěn)定性試驗(yàn)：
[0031] 啟動(dòng)一臺(tái)己校準(zhǔn)的總鉻在線監(jiān)測(cè)儀，讓其測(cè)試2mg/L總鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液。儀器測(cè)試過 程如下：首先泵入2mg/L總鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液10mL，然后加入氧化劑飽和氯酸鉀溶液5mL，啟動(dòng) 密閉加熱功能于l〇〇°C恒溫密閉加熱10min，之后啟動(dòng)冷卻功能將混合液冷卻至室溫，然后 加入混酸溶液I. 5mL，再加入顯色劑I. 5mL進(jìn)行顯色反應(yīng)，設(shè)置顯色時(shí)間為1、2、5、10、20、 30min，按上述方法各測(cè)試一次，測(cè)試結(jié)果見下表。
[0032] 表1顯色時(shí)間與穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果
[0033]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監(jiān)測(cè)水中總鉻的方法，其特征在于包括如下步 驟： ⑴取樣：首先通過提取裝置從外部向儀器的反應(yīng)室中加入PH = 6~9的水樣IOmL ; (2) 加入氧化劑：向儀器的反應(yīng)室中加入氧化劑飽和氯酸鉀溶液5mL ; (3) 密閉加熱：于100°C恒溫密閉加熱lOmin，之后將混合液冷卻至室溫； (4) 顯色：加入體積比為I : 1 : 15的硫酸：磷酸：水的混酸溶液I. 5mL，然后加入顯 色劑二苯碳酰二肼和鄰苯二甲酸酐的乙醇溶液I. 5mL攪拌均勻并進(jìn)行顯色反應(yīng)，顯色時(shí)間 為 2min ; (5) 測(cè)量：在540nm的光源下測(cè)量吸光度，并代入事先根據(jù)系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度而做 出的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算出水樣中總鉻的濃度，得到的結(jié)果顯示并貯存在儀器中或發(fā)送給 數(shù)米儀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監(jiān)測(cè)水中總鉻的方法，其特 征在于：所述步驟（2)中氧化劑是由一定量的氯酸鉀溶于水配制而成的飽和氯酸鉀溶液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監(jiān)測(cè)水中總鉻的方法，其特 征在于：所述步驟（4)中顯色劑的制取方法為稱取20.0 g鄰苯二甲酸酐，加到400mL乙醇 中，攪拌溶解，加入1.0 g二苯碳酰二肼，用乙醇稀釋至500mL，避光保存，有效期六個(gè)月。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監(jiān)測(cè)水中總鉻的方法，其特 征在于：所述步驟（2~4)中試劑的加入順序?yàn)橄燃尤胙趸瘎┞人徕洠荛]加熱IOmin后， 再加入混酸溶液和顯色劑，這樣在高溫消解時(shí)反應(yīng)體系的pH = 6~9,即中性環(huán)境，而顯色 時(shí)反應(yīng)體系處于強(qiáng)酸性環(huán)境。
【專利摘要】本發(fā)明涉及水中總鉻的監(jiān)測(cè)方法，公開了一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監(jiān)測(cè)總鉻的方法，包括如下步驟：取樣：通過提取裝置從外部向儀器的反應(yīng)室中加入pH＝6～9的水樣10mL；加入氧化劑：向儀器的反應(yīng)室中加入氧化劑飽和氯酸鉀溶液5mL，攪勻；密閉加熱：于100℃恒溫密閉加熱10min，之后將混合液冷卻至室溫；顯色：加入體積比為1∶1∶15的硫酸∶磷酸∶水的混酸溶液1.5mL，然后加入顯色劑二苯碳酰二肼和鄰苯二甲酸酐的乙醇溶液1.5mL攪拌均勻后進(jìn)行顯色反應(yīng)，顯色時(shí)間為2min；測(cè)量：在540nm的光源下測(cè)量吸光度，并代入事先根據(jù)系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度而做出的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，計(jì)算出水樣中總鉻的濃度，得到的結(jié)果顯示并貯存在儀器中或發(fā)送給數(shù)采儀。該方法省時(shí)節(jié)能、簡(jiǎn)單準(zhǔn)確。
【IPC分類】G01N21-31, G01N21-78
【公開號(hào)】CN104833672
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510051171
【發(fā)明人】褚海林
【申請(qǐng)人】四川久環(huán)環(huán)境技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年1月24日