紫外分光光度计——测定六价铬的研究

铬是生物体必需的微量元素之一。铬的缺乏会导致糖、脂肪等物质的代谢紊乱, 但摄入量过高对生物和人类有害。铬的毒性与其存在形态有极大的关系: 三价铬化合物几乎无毒, 且是人和动物所必需的; 相反, 六价铬化合物具有强氧化性, 且有致癌性。一般来说, 六价铬的毒性要比三价铬大100倍。我国规定铬在地面水中最高允许浓度: 三价铬为0.5 mg/L, 六价铬为0.1 mg/L, 生活饮水最高允许浓度( 六价铬) 为0.055 mg/L。因此对六价铬需要一种简单、有效的分析方法。六价铬的测定方法有很多: 如二苯碳酰二肼可见分光光度法、示波极谱滴定法、原子吸收分光光度法、动力学光度法、流动注射光度法等, 但大多由于仪器价昂难以普及使用。分光光度法则以仪器价廉, 操作简单等优点,目前在我国仍具有广泛的实用价值。本文研究了在碱性条件下对六价铬的测定, 碱性条件下六价铬在紫外区有一较强的吸收峰, 因此建立了对六价铬的测定方法。

1 主要仪器和试剂配制

UV- 2201 紫外可见分光光度计, 722 可见分光光度计, PHS- 25B 型数字酸度计。

六价铬标准溶液: 称取于120℃干燥2 h 的K2Cr2O7( 优级纯) 0.282 9 g, 溶于少量水中并稀释定容至1 L, 摇匀得浓度为0.100 mg/mL 的储备液。2%(m/V) 氢氧化钾溶液: 称取2 g 氢氧化钾溶于100 mL蒸馏水中。1∶1 硫酸溶液: 将浓硫酸缓慢加入到等体积水中, 混合均匀。

所用试剂均为分析纯, 实验用水为二次蒸馏水。所用的玻璃器皿均在1 mol /L 的HNO3 溶液中浸泡12 h 以上。

2 方法与结果

2.1 六价铬的吸收光谱

准确移取1 mL 铬标准和适量的氢氧化钾溶液置于25 mL 容量瓶中, 定容后用1 cm 比色皿在波长200～400 nm 范围内扫描吸收曲线, 结果 产物的λmax 为372 nm; 故本文选372 nm 作为测试波长。

用移液管分别移取铬标准溶液0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL 于50 mL 容量瓶中,分别加适量氢氧化钾溶液, 然后用蒸馏水稀释至刻度, 摇匀; 得到Cr(VI) 的浓度分别是0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mg/L, 用1 cm 比色皿以蒸馏水为参比, 在波长372 nm 处测定其吸光度分别为0.002、0.078、0.158、0.309、0.452、0.587、0.745 mg/L,得到六价铬浓度C(mg/L) 与吸光度A 之间的线性关系: A=0.0736C+0.0084, r=0.9995。

2.3 样品测定方法

将澄清的待测样品( 河南省振兴化工有限公司提供铬渣水浸出物) 用蒸馏水稀释到可测范围内,用1 cm 比色皿以蒸馏水为参比, 于波长372 nm 处测定其吸光度通过校准曲线计算六价铬的含量。

3 讨论

3.1 pH 值的影响

配浓度为4 mg/L 的六价铬溶液, 不同pH 值下, 在372 nm 处用可见分光光度计测定其吸光度。

3.2 干扰离子实验

对于2 mg/L 的Cr(VI) , 我们考察了一些可能存在的共存离子对测定Cr(VI) 的影响; 结果表明:在测定的相对误差小于±5%情况下, 300 倍的K⁺、Na⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Co²⁺对测定结果无干扰。Fe³⁺和Cu²⁺有干扰, 但1 mL 5%NaF 和1 mL 10%硫脲存在下Fe³⁺和Cu²⁺对测Cr(VI) 的干扰即可消除。

4 结论

紫外分光光度法对六价铬的测定, 操作简便,重现性好, 对外界条件要求较为缓和, 干扰较少灵敏度也较高; 在实际分析中几乎不用其它试剂, 具有较好的实用价值。