活性炭在分析六價(jià)鉻樣品中的應(yīng)用

王 萍 陳海星 戴小海

(臺(tái)州科技職業(yè)學(xué)院，臺(tái)州 318020) (寧波市象山縣環(huán)境保護(hù)局，寧波 315700)

在分析六價(jià)鉻的樣品中有時(shí)遇到樣品的色度比較深，用Zn(OH)2凝聚沉淀法不能完全除去樣品的色度，影響分析結(jié)果。筆者通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，可以用活性炭在堿性條件下對(duì)水樣進(jìn)行脫色處理后再分析六價(jià)鉻。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

調(diào)速多用振蕩器：ZD-4型，江蘇金壇金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；

砂芯過(guò)濾活動(dòng)裝置：M-50型，上海玻璃廠；

可見(jiàn)光分光光度計(jì)：V-1100D型，上海美譜達(dá)儀器有限公司；

鉻標(biāo)準(zhǔn)貯備液：100 μg/mL，稱(chēng)取在110℃干燥2 h的重鉻酸鉀(優(yōu)級(jí)純)(0.282 9±0.000 1)g并溶于水，移入1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度；

鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液：1.00 μg/mL，吸取10.00 mL鉻標(biāo)準(zhǔn)貯備液于1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度，用前配制；

鹽酸溶液(1+1)：取濃鹽酸(分析純)50 mL，用水稀釋至100 mL；

氫氧化鈉溶液(10%)：稱(chēng)取10 g氫氧化鈉(分析純)，溶于100 mL水中；

硫酸溶液(1+1)：將硫酸(ρ=1.84 g/mL，優(yōu)級(jí)純)緩緩加入到同體積的水中；

磷酸溶液(1+1)：將磷酸(ρ=1.69 g/mL，分析純)緩緩加入到同體積的水中；

顯色劑：稱(chēng)取二苯碳酰二肼(C13H14N4O，分析純)0.2 g，溶于50 mL丙酮(分析純)中，加水稀釋至100 mL；

活性炭：分析純，中國(guó)醫(yī)藥(集團(tuán))上?；瘜W(xué)試劑公司；

碳酸氫鈉：分析純，上海虹光化工廠。

1.2 活性炭的制備

稱(chēng)取活性炭50 g于500 mL燒杯中，加鹽酸溶液20 mL，加水至400 mL，加熱煮沸5 min，充分?jǐn)嚢?，防止活性炭濺出。冷卻至室溫，用0.45 μm的濾膜抽濾，再用水清洗數(shù)次以去除活性炭中的堿性氧化物。將酸洗后的活性炭放入500 mL燒杯中，加水至400 mL，加碳酸氫鈉，充分?jǐn)嚢瑁敛辉佼a(chǎn)生氣泡為止，用0.45 μm的濾膜抽濾。用水清洗數(shù)次以中和活性炭中的鹽酸。最后把中和后的活性炭置于稱(chēng)量瓶中，于100℃的烘箱中烘5 h，把烘好的活性炭放到干燥器中密封保存。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

先測(cè)樣品的pH值，如果pH<7，則用氫氧化鈉溶液把樣品的pH值調(diào)節(jié)到7以上；如果樣品的pH≥7,則直接取樣品100 mL于250 mL的碘量瓶中，然后加半藥匙活性炭，加蓋密封。把碘量瓶放到振蕩器上以250次/分的頻率振蕩1 min，然后用0.45 μm的濾膜抽濾。取適量體積的濾液于50 mL比色管中定容至刻度，再加入0.5 mL硫酸溶液、0.5 mL磷酸溶液，搖勻，再加入2.0 mL顯色劑，搖勻。放置10 min后，在波長(zhǎng)540 nm，用光程長(zhǎng)20 mm比色皿，以純水作參比，測(cè)定吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

(1)未經(jīng)過(guò)活性炭處理的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

在8個(gè)50 mL比色管中，分別加入0、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液，再加水至刻度，配制成濃度分別為0.0、0.05、0.10、0.40、0.80、0.12、0.16、0.20 mg/L系列鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。在波長(zhǎng)540 nm，用光程長(zhǎng)20 mm比色皿，以純水作參比，測(cè)定吸光度。以鉻濃度c1對(duì)(A-A0)進(jìn)行線性回歸,得回歸方程為c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3,相關(guān)系數(shù)r=0.999 5。

(2)經(jīng)過(guò)活性炭處理的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

在8個(gè)100 mL容量瓶中，分別加入0、1.00、2.00、4.00、8.00、12.00、16.00、20.00 mL鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液，再加水至刻度，配制成濃度分別為0.0、0.05、0.10、0.40、0.80、0.12、0.16、0.20 mg/L系列鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液并移入對(duì)應(yīng)的8個(gè)250 mL碘量瓶中，分別加半藥匙活性炭，加蓋密封。把碘量瓶放到振蕩器上以250次/分的頻率振蕩1 min，用0.45 μm的濾膜抽濾，將濾液移入8個(gè)50 mL的比色管中。在波長(zhǎng)540 nm，用光程長(zhǎng)20 mm比色皿，以純水作參比，測(cè)定吸光度。以鉻濃度c2對(duì)(A-A0)進(jìn)行線性回歸，得回歸方程為c2=0.648 0(A-A0)-4.361×10-3，線性相關(guān)系數(shù)r=0.999 2。

2.2 活性炭處理樣品的可行性試驗(yàn)

(1)活性炭中是否含有六價(jià)鉻

用超純水作為樣品，按1.3實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行分析，測(cè)定結(jié)果列于表1。

表1 超純水測(cè)定結(jié)果

注：使用c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3工作曲線；1#樣品為空白樣品(未經(jīng)活性炭預(yù)處理)。

由表1可知，純水樣品用活性炭處理后，測(cè)得樣品中六價(jià)鉻的含量均小于GB/T 7467-1987分析方法的檢出限(0.004 mg/L)，因此可以忽略活性炭中六價(jià)鉻對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。

(2)活性炭在不同pH值環(huán)境下對(duì)六價(jià)鉻的影響

用濃度為0.10 mg/L的六價(jià)鉻溶液作為樣品，用HCl溶液和NaOH溶液調(diào)節(jié)樣品不同的pH值，然后按1.3實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果列于表2。

表2 不同pH值環(huán)境下活性炭對(duì)六價(jià)鉻的影響

注：使用c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3工作曲線。

由表2可知，在pH>9時(shí)，使用活性炭符合實(shí)驗(yàn)要求。為了減少樣品中六價(jià)鉻在脫色過(guò)程中的損失，加NaOH溶液調(diào)節(jié)樣品的pH值為堿性。

(3)活性炭的用量

用濃度為0.10 mg/L的六價(jià)鉻溶液作為樣品，改變活性炭的加入量，按1.3實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定結(jié)果列于表3。

表3 活性炭用量試驗(yàn)結(jié)果

注：使用c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3工作曲線。

試驗(yàn)結(jié)果表明，活性炭加入量在0.5～2.0 g之間對(duì)樣品分析不影響。本實(shí)驗(yàn)選擇活性炭的加入量只要達(dá)到樣品的脫色效果即可。

(4)震蕩時(shí)間

用濃度為0.10 mg/L的六價(jià)鉻溶液作為樣品，加入適量活性炭，改變震蕩時(shí)間，按1.3實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果列于表4。由表4可見(jiàn)，震蕩時(shí)間在1.0～20.0 min之間對(duì)樣品的分析結(jié)果無(wú)影響，因此實(shí)驗(yàn)選擇振蕩時(shí)間為1 min。

表4 震蕩時(shí)間試驗(yàn)結(jié)果

注：使用c1=0.650 5(A-A0)-1.914×10-3工作曲線。

2.3 精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)

按1.3實(shí)驗(yàn)方法分析六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，測(cè)定結(jié)果列于表5。

表5 精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)結(jié)果(n=3)

注：使用c2=0.648 0(A-A0)-4.361×10-3工作曲線。

用本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定濃度在0.04～0.20 mg/L之間的六價(jià)鉻標(biāo)準(zhǔn)樣品(批號(hào)203334)，所得數(shù)據(jù)符合實(shí)驗(yàn)要求，見(jiàn)表6。

表6 質(zhì)控樣試驗(yàn)結(jié)果

注：使用c2=0.648 0(A-A0)-4.361×10-3工作曲線。

2.4 回收試驗(yàn)

按1.3實(shí)驗(yàn)方法在標(biāo)準(zhǔn)樣品中加入近似含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行分析，測(cè)定結(jié)果及回收率列于表7。由表7可見(jiàn)，方法的回收率良好。

表7 回收試驗(yàn)結(jié)果(n=3)

注：使用c2=0.648 0(A-A0)-4.361×10-3工作曲線。

2.5 廢水樣品分析

用1.3實(shí)驗(yàn)方法對(duì)電鍍廠廢水和污水廠廢水進(jìn)行分析，測(cè)定結(jié)果列于表8。

表8 實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果(n=2)

3 結(jié)語(yǔ)

用活性炭處理六價(jià)鉻濃度大于0.04 mg/L的樣品，經(jīng)過(guò)平行試驗(yàn)、加標(biāo)回收試驗(yàn)、質(zhì)控樣試驗(yàn)，結(jié)果表明，方法的精密度和準(zhǔn)確度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求，可見(jiàn)用活性炭除去樣品的色度來(lái)分析樣品中的六價(jià)鉻的方法是可行的。

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