紫外分光光度計——測定六價鉻的研究

鉻是生物體必需的微量元素之一。鉻的缺乏會導致糖、脂肪等物質的代謝紊亂, 但攝入量過高對生物和人類有害。鉻的毒性與其存在形態有極大的關系: 三價鉻化合物幾乎無毒, 且是人和動物所必需的; 相反, 六價鉻化合物具有強氧化性, 且有致癌性。一般來說, 六價鉻的毒性要比三價鉻大100倍。我國規定鉻在地面水中最高允許濃度: 三價鉻為0.5 mg/L, 六價鉻為0.1 mg/L, 生活飲水最高允許濃度( 六價鉻) 為0.055 mg/L。因此對六價鉻需要一種簡單、有效的分析方法。六價鉻的測定方法有很多: 如二苯碳酰二肼可見分光光度法、示波極譜滴定法、原子吸收分光光度法、動力學光度法、流動注射光度法等, 但大多由于儀器價昂難以普及使用。分光光度法則以儀器價廉, 操作簡單等優點,目前在我國仍具有廣泛的實用價值。本文研究了在堿性條件下對六價鉻的測定, 堿性條件下六價鉻在紫外區有一較強的吸收峰, 因此建立了對六價鉻的測定方法。

1 主要儀器和試劑配制

UV- 2201 紫外可見分光光度計, 722 可見分光光度計, PHS- 25B 型數字酸度計。

六價鉻標準溶液: 稱取于120℃干燥2 h 的K2Cr2O7( 優級純) 0.282 9 g, 溶于少量水中并稀釋定容至1 L, 搖勻得濃度為0.100 mg/mL 的儲備液。2%(m/V) 氫氧化鉀溶液: 稱取2 g 氫氧化鉀溶于100 mL蒸餾水中。1∶1 硫酸溶液: 將濃硫酸緩慢加入到等體積水中, 混合均勻。

所用試劑均為分析純, 實驗用水為二次蒸餾水。所用的玻璃器皿均在1 mol /L 的HNO3 溶液中浸泡12 h 以上。

2 方法與結果

2.1 六價鉻的吸收光譜

準確移取1 mL 鉻標準和適量的氫氧化鉀溶液置于25 mL 容量瓶中, 定容后用1 cm 比色皿在波長200～400 nm 范圍內掃描吸收曲線, 結果 產物的λmax 為372 nm; 故本文選372 nm 作為測試波長。

用移液管分別移取鉻標準溶液0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL 于50 mL 容量瓶中,分別加適量氫氧化鉀溶液, 然后用蒸餾水稀釋至刻度, 搖勻; 得到Cr(VI) 的濃度分別是0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mg/L, 用1 cm 比色皿以蒸餾水為參比, 在波長372 nm 處測定其吸光度分別為0.002、0.078、0.158、0.309、0.452、0.587、0.745 mg/L,得到六價鉻濃度C(mg/L) 與吸光度A 之間的線性關系: A=0.0736C+0.0084, r=0.9995。

2.3 樣品測定方法

將澄清的待測樣品( 河南省振興化工有限公司提供鉻渣水浸出物) 用蒸餾水稀釋到可測范圍內,用1 cm 比色皿以蒸餾水為參比, 于波長372 nm 處測定其吸光度通過校準曲線計算六價鉻的含量。

3 討論

3.1 pH 值的影響

配濃度為4 mg/L 的六價鉻溶液, 不同pH 值下, 在372 nm 處用可見分光光度計測定其吸光度。

3.2 干擾離子實驗

對于2 mg/L 的Cr(VI) , 我們考察了一些可能存在的共存離子對測定Cr(VI) 的影響; 結果表明:在測定的相對誤差小于±5%情況下, 300 倍的K⁺、Na⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Co²⁺對測定結果無干擾。Fe³⁺和Cu²⁺有干擾, 但1 mL 5%NaF 和1 mL 10%硫脲存在下Fe³⁺和Cu²⁺對測Cr(VI) 的干擾即可消除。

4 結論

紫外分光光度法對六價鉻的測定, 操作簡便,重現性好, 對外界條件要求較為緩和, 干擾較少靈敏度也較高; 在實際分析中幾乎不用其它試劑, 具有較好的實用價值。