关于分光光度法测定水质中总铬的研究

1　水样的预处理
　　由于分光光度法受透光率影响很大，水样的预处理是该法测定成败的关键。包括水样中有机物、杂质的消解，干扰离子的消除，三价铬的氧化等关键的问题。
　　1.1　消解、氧化　理论上，比重铬酸钾氧化还原电势高的试剂都可以将三价铬氧化成六价铬，氧化的过程也将废水中的有机物质消解。重铬酸钾的氧化还原电势为φoCr2O72-/Cr3+=1.33,因此，根据标准电极电势表，氯酸钾φoClO3-/Cl-=1.45、过硫酸铵φoS2O82-/2SO42-=2.01，高锰酸钾φo MnO4-/ Mn2+=1.51等均可作为三价铬的氧化剂。 
　　国标法使用的方法为酸性高锰酸钾氧化法，在该法中消除过量高锰酸钾的过程需加尿素对六价铬进行屏蔽，以免亚硝酸钠还原六价铬，但有实验证明，仅1mL的尿素就会使溶液混浊，影响比色，对测定有较为明显的影响[3]；滴加亚硝酸钠时，若操作不当，过量的亚硝酸钠将六价铬重新还原成为三价铬[3]。 
　　由于氯酸钾、过硫酸铵、过硫酸钾本身都是无色晶体，其还原后的产物硫酸钾、硫酸铵、硫酸钾也是无色透明的物质，因此对水样本底色无影响，且不需要另加还原剂将其还原，具有酸性高锰酸钾氧化法不可比拟的优越性。 
　　实验证明，采取酸式过硫酸铵氧化法[1]和国标法进行比对，结果表明酸式过硫酸铵氧化法具有和国标法相同的精密度和准确度，且酸式过硫酸铵氧化法灵敏度更高。
　　1.2　Fe3+离子的消除　含铬废水中三价铁离子是常见的干扰离子，铁离子浓度较低的情况下，标准法采用磷酸屏蔽铁离子的干扰，王瑞斌等[4]使用20g/L的NH4HF2溶液4.0mL，发现足够消除一般浓度的三价铁离子的干扰；三价铬溶解度很小，随着pH升高很易生成沉淀，因此当铁离子浓度达200 mg/L时，可以在氧化消解完毕、三价铬被氧化成六价铬后采用沉淀分离法处理Fe3+离子。
　　2　显色剂
　　铬具有酸碱两性的特点。[H+]=0.2 mol/L时，六价铬析出量最大，显色最好，随着pH升高，六价铬析出量减少。pH=8时，出现转折点，此时铬可以形成络合物。因此显色酸度一般控制在0.05～0.3　mol/L。
　　国标法使用0.2 g二苯碳酰二肼溶于50.0 mL丙酮，再用蒸馏水定容到100.0 mL。显色前在待测样品中加入1+1硫酸和1+1磷酸各0.5 mL。冰箱冷藏避光保存，色变深后不能使用。此法注意在显色前调溶液至中性，然后在加入1+1的硫酸和磷酸的酸性条件下显色。
　　刘新江等溶解0.2 g二苯碳酰二肼于95%的乙醇100.0 mL中，边搅拌边加入1+9硫酸400.0 mL，存放于冰箱用30 d。测样时加2.5 mL显色剂，10 min后540 nm比色。实验证明，在测定工业废水的过程中，该显色剂具有比国标法更好的灵敏度和稳定性，但要注意在加入时需迅速摇匀，且六价铬的浓度不宜过高，避免六价铬被乙醇还原。
　　六价铬在pH 3-4的酸性溶液中可与淀粉-KI溶液生成灵敏度很高的蓝色络合物，该络合物在590 nm有良好的吸光度[4]。该实验需控制pH2.0～4.0，因此选用NH4HF2溶液做缓冲液控制pH[4]。 
　　3　标准曲线和工作曲线
　　本实验采用国标法做总铬相应的标准曲线和工作曲线，并做相关统计学检验。两者曲线分别为y=0.04369x-0.0044、y=0.04393x+0.0027，采取某皮革厂废水分别进行5次平行测定，统计学检验F=Smax2/Smin2=0.92<6.39=F0.05(4,4)，t=0.31<2.306=t0.05 (8)。结果表明，两者无显著性差异。在实际工作中可以用标准曲线代替工作曲线。