工業(yè)廢水中微量碘離子的分析方法研究

鄭麗娟，王高升，宋志楊，許丹紅，金曉云，任 斌

（浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州310023 ）

碘是人體不可缺少的生命元素之一,也是化工行業(yè)制造各種無機(jī)及有機(jī)碘化物以及合成中常用的重要原料，因此工業(yè)廢水中常含有一定的碘離子，既是碘資源的浪費(fèi)，也會(huì)影響水體質(zhì)量，進(jìn)而影響生命健康。所以，對(duì)廢水中碘離子進(jìn)行分析檢測(cè)，具有十分重要的研究意義，也為工業(yè)廢水碘的回收打好基礎(chǔ)[1]。

1 碘離子的測(cè)定方法

1.1 碘離子選擇電極法

離子選擇性電極是近年來獲得廣泛應(yīng)用的電化學(xué)傳感器，離子選擇性電極是基于各種膜對(duì)離子有選擇性的電位響應(yīng)來測(cè)定離子含量的。Ⅰ-選擇電極主要是混晶膜(AgI-Ag2S)，加入Ag2S 的作用是增加膜的機(jī)械強(qiáng)度、降低內(nèi)阻和減小光敏作用。離子選擇電極都遵循Nerst 定律Φ=φ+RTInaA/ZAF。離子選擇電極法操作簡(jiǎn)單快速、靈敏度高、具有良好的重現(xiàn)性，利于自動(dòng)化批量連續(xù)測(cè)定[2]。

1.2 火焰原子吸收法

基于被測(cè)元素基態(tài)原子在蒸汽狀態(tài)對(duì)其原子共振輻射吸收進(jìn)行元素定量分析的方法。原子吸收光譜法有許多優(yōu)點(diǎn):檢出限低，準(zhǔn)確度高,選擇性好，大多數(shù)情況下共存元素對(duì)被測(cè)元素不產(chǎn)生干擾;分析速度快;應(yīng)用范圍廣，價(jià)格較低廉。劉英杰等通過I-和Hg（NO3）2生成較難熱解離的HgI2的方法，石墨爐原子吸收法間接測(cè)定水中I-，檢出限達(dá)到了1 μg/L[3]。

1.3 氣相色譜法

氣相色譜法測(cè)定I-是通過衍生化反應(yīng)來進(jìn)行的。一種是在酸性條件下，用氧化劑把I-氧化為單質(zhì)I2，然后用酮和I2反應(yīng)生成碘代酮，用有機(jī)溶劑萃取，采用一定的色譜條件測(cè)定，根據(jù)積分面積進(jìn)行定量測(cè)定。龐敏好等用該原理衍生氣相色譜法測(cè)定奶粉中的微量碘，平均回收率在93.3%～106.0%之間，變異系數(shù)小于10.7%，最小檢出濃度為0.0162 mg/kg[4-5]。另一種是采用碘與硫酸二甲酷能發(fā)生甲基化反應(yīng)生成碘甲烷,采用HS-GCECD 測(cè)定。符展明等則是采用該方法測(cè)定食鹽、植物油、啤酒中的碘[6]。

1.4 分光光度法（碘一淀粉顯色光度法）

該方法是基于單質(zhì)碘與淀粉作用生成藍(lán)色吸附絡(luò)合物，該藍(lán)色絡(luò)合物在580 nm 處有吸收，根據(jù)吸光度與碘濃度之間的關(guān)系進(jìn)行定量測(cè)定，各種研究方法的區(qū)別主要在于所采用的氧化劑的不同，碘-淀粉顯色光度法測(cè)定碘選擇性好，靈敏度較高，操作簡(jiǎn)單快速，但顯色反應(yīng)不夠穩(wěn)定，淀粉要新鮮配制的，采用甘油一淀粉溶液則能顯著改變淀粉溶液的穩(wěn)定性[7]。

1.5 容量法(次氯酸鹽法)

在酸性溶液中，加入定量的氧化劑把I-氧化為IO3ˉ，再用適當(dāng)?shù)倪€原劑除去過量的氧化劑,然后加入KI 結(jié)晶和IO3ˉ反應(yīng)生成I2，用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至淡黃色，加入淀粉指示劑，接著用Na2S2O3溶液滴定溶液至藍(lán)色消失為止，通過消耗的Na2S2O3溶液的體積計(jì)算碘含量[8]。

針對(duì)工業(yè)廢水中碘離子的檢測(cè)，采用了碘離子選擇性電極測(cè)定碘離子含量，為工業(yè)生產(chǎn)中工業(yè)廢水碘的回收提供參考。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要試劑

標(biāo)準(zhǔn)碘溶液：準(zhǔn)確稱取于105 ℃干燥2 h 的碘化鉀1.3081 g，稱準(zhǔn)至0.0001 g，溶于水稀釋至1000 mL。此溶液每毫升含碘1 mg。工作液稀釋20 倍。每毫升含碘50 μg。

溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑：0.1%溴酚綠乙醇液與0.2%甲基紅乙醇液按3:1 比例混合。

2.2 主要儀器

PHS-3C 精密pH 計(jì)(上海雷磁儀器廠)；

PI-1 型碘離子選擇電極(上海雷磁儀器廠)；

217 型飽和甘汞參比電極（用飽和硝酸鉀溶液作為鹽橋，上海雷磁儀器廠）。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線

用微量移液管分別吸取含碘50 μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL 于50 mL 容量瓶中，滴加2 滴溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑，用10%氫氧化鈉和5%硫酸調(diào)至溶液剛變綠，水稀釋至刻度搖勻。于50 mL 燒杯中，用PI-1 型碘離子選擇電極和217 型飽和甘汞參比電極測(cè)定其電位E。繪制logC—E 曲線。

2.3.2 測(cè)定方法

準(zhǔn)確吸取2.00 mL 待測(cè)廢水于50 mL 容量瓶中，滴加2 滴溴甲酚綠—甲基紅混合指示劑，用10%氫氧化鈉和5%硫酸調(diào)至溶液剛變綠，水稀釋至刻度搖勻。于50 mL 燒杯中，用PI-1 型碘離子選擇電極和217 型飽和甘汞參比電極測(cè)定其電位E。若碘含量超出線性范圍，則稀釋至碘的線性范圍。

3 結(jié)果和討論

3.1 線性范圍的測(cè)定

表1 I-濃度與E 的關(guān)系

圖1 I-濃度與E 的關(guān)系圖

由表1 及圖1 可以看出，碘離子濃度在2～10 ppm 范圍時(shí)，顯直線關(guān)系，符合Nerst 定律。

3.2 干擾離子對(duì)碘離子選擇電極法測(cè)定的影響

主要對(duì)廢水如生產(chǎn)七氟碘丙烷的副產(chǎn)物KI回收I2所產(chǎn)生的廢水進(jìn)行試驗(yàn)，在碘回收的廢水中含有大量的KCl、K2SO4、KNO3。下面就這些物質(zhì)對(duì)測(cè)定碘離子的影響分別模擬測(cè)定。

3.2.1 KCl 對(duì)測(cè)定碘離子的影響

吸取100 ppm 碘標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00 mL 于50 mL容量瓶中，加5 mL 1 mol/L KNO3溶液，分別加入25% KCl 溶液0、2、10、20、30、40 mL，水稀釋到刻度。配成含KCl 為0%，1%，5%，10%，15%，20%的4 ppm 碘溶液，分別測(cè)定其電位，看氯化鉀濃度對(duì)測(cè)定的影響。結(jié)果如表2，從電位E1可以看出，當(dāng)KCl 為5%時(shí)，電位開始增大，即是用標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定碘可以減少干擾，但當(dāng)氯化鉀的濃度大于5%時(shí)，還是產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。

表2 氯化鉀濃度對(duì)測(cè)定的影響

3.2.2 K2SO4對(duì)測(cè)定碘離子的影響

根據(jù)廢水中硫酸鉀的濃度約3.5%，所以分別配成含K2SO4為0%，3.4%和4.0%的碘測(cè)定溶液，其中碘離子為4.00 ppm，然后分別測(cè)定其電位，結(jié)果如表3。

表3 K2SO4對(duì)測(cè)定碘離子的影響

從電位E1結(jié)果可知硫酸鉀對(duì)測(cè)定干擾比較大，但采用標(biāo)準(zhǔn)加入法就可以消除影響。1%KCl加3.5%K2SO4對(duì)碘測(cè)定沒有影響。

4 結(jié)語(yǔ)

碘是稀缺資源，因此針對(duì)工業(yè)廢水中碘的回收具有十分重要的意義。采用碘離子選擇性電極測(cè)定碘離子含量，結(jié)果準(zhǔn)確度可信、簡(jiǎn)單易行，方便碘回收時(shí)監(jiān)控，是一種方便有效的碘離子檢測(cè)方法。

[1]金文斌，黃鵑.褪色光度法測(cè)定微量碘的研究[J].干旱環(huán)境檢測(cè)，2002，16(3):129-130.

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[3]劉英杰，周慶鵑.石墨爐原子吸收法間接測(cè)定水中碘[J].理化檢驗(yàn)一化學(xué)分冊(cè)，1998，34(6):273-275.

[4]焦海一，戴一鳴.氣相色譜法(混酸消解尿樣)測(cè)定尿碘[J].色譜，1991，9(6):387-388.

[5]陳書生，王建新.無機(jī)碘的氣相色譜分析[J].色譜，1986，2(2):66-67.

[6]符展明，任建華.頂空氣相色譜法測(cè)定血清中微量碘[J].現(xiàn)代儀器，1997，1:39-41.

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[8]李玉蓮，史永紅.碘量法連續(xù)測(cè)定鹽鹵水中的嗅碘[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2005，9:130-131.