水中苯胺類化合物測定方法的優(yōu)化

吳 舢，劉 佳，李洪鑫

(天津泰達(dá)津聯(lián)自來水有限公司 天津 300457)

苯胺類化合物主要來源于制藥、染料、印染、橡膠、石化等工業(yè)廢水，具致癌、致基因突變的危害，被列入我國14類優(yōu)先控制污染物黑名單，也是廢水監(jiān)測項目中重要的因子之一[1]。目前，測定水中苯胺類化合物的方法有分光光度法、色譜法等?，F(xiàn)行國標(biāo)法——N-(1-萘基)乙二胺偶氮分光光度法，由于有副反應(yīng)發(fā)生而影響測定結(jié)果[2]，而且在測定過程受pH值和反應(yīng)時間的影響。本文通過一系列實驗，對反應(yīng)過程中的影響因素進(jìn)行了分析并對測定方法進(jìn)行了優(yōu)化。

1 實驗部分

1.1 實驗原理

苯胺化合物在酸性條件下(pH值為 1.5～2.0)與亞硝酸鹽重氮化，再與 N-(1-奈基)乙二胺鹽酸鹽偶合，生成紫紅色染料，對其進(jìn)行分光光度法測定，測量波長為545,nm。

1.2 儀器設(shè)備與試劑

1.2.1 儀器設(shè)備

UV-1800分光光度計；分析天平感量 0.01,mg；精密pH試紙0.5～5.0；25,mL具塞刻度試管。

1.2.2 試劑

硫酸氫鉀溶液(100,g/L)；亞硝酸鈉溶液(50,g/L)；氨基磺酸銨溶液(25,g/L)；N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽溶液(20,g/L)；硫酸溶液(0.05,mol/L)；苯胺標(biāo)準(zhǔn)使用溶液(10.00,mg/L)；新制純凈水。

1.3 實驗方法

取 7個 25,mL具塞刻度試管，分別加入苯胺標(biāo)準(zhǔn)使用溶液 0.0、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00,mL，均添加純水至 25,mL；向水樣和標(biāo)準(zhǔn)管中，加入硫酸氫鉀溶液 0.5,mL，搖勻，用精密 pH試紙控制 pH值為 1.5～2.0，即為參考值；加 1滴亞硝酸鈉溶液，搖勻，放置 30,min，加入氨基磺酸銨溶液0.5,mL，充分振蕩后，放置 3,min，超聲波至氣泡完全除凈(以消除過量的亞硝酸鈉對測定的影響)；加入N-(1-萘基)乙二胺鹽酸鹽溶液 1.0,mL，搖勻，放置30,min；于 545,nm 波長，用 1,cm 比色皿，以試劑空白為參比測定吸光度值。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，查出水樣中苯胺的質(zhì)量濃度。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 反應(yīng)時間的影響

反應(yīng)時間在重氮偶合反應(yīng)中起到關(guān)鍵性作用。若反應(yīng)時間過短則重氮偶合反應(yīng)不完全，從而導(dǎo)致顯色不夠明顯，吸光度值偏小。國標(biāo)方法要求，在加入亞硝酸鈉溶液后，放置 3,min。操作過程中發(fā)現(xiàn)，由于反應(yīng)時間過短，導(dǎo)致重氮偶合反應(yīng)不完全，不能達(dá)到理想實驗要求。本文提出通過延長反應(yīng)時間使重氮偶合反應(yīng)充分進(jìn)行，并按 1.3實驗方法進(jìn)行操作，測定濃度為1.648,mg/L的樣品10次，得出的實驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 不同反應(yīng)時間下吸光度測定結(jié)果一覽表Tab.1 Absorbance measurement results under different reaction times

由表1可以看出，在不同反應(yīng)時間下，濃度為1.648,mg/L的樣品的吸光度有明顯變化，隨著反應(yīng)時間的延長，吸光度值在逐漸增大，30,min以后，吸光度值趨于穩(wěn)定狀態(tài)，樣品濃度達(dá)到 1.653,mg/L。實驗結(jié)果表明，在加入亞硝酸鈉溶液后，放置 30,min，樣品吸光度值達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，重氮偶合反應(yīng)完全，測定結(jié)果精密度達(dá)到100.3%,，滿足實驗要求。

2.2 pH值的影響

重氮偶合反應(yīng)要求在酸性條件(pH值為 1.5～2.0)下進(jìn)行，酸度不夠會導(dǎo)致反應(yīng)不徹底，吸光度值偏小，從而影響實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。按國標(biāo)要求應(yīng)加入 50,mg硫酸氫鉀來調(diào)節(jié) pH值，但此方法操作繁瑣，準(zhǔn)確度差，系統(tǒng)誤差偏大。本文通過加入不同體積的硫酸氫鉀溶液(100,g/L)來調(diào)節(jié) pH值，并按 1.3實驗方法進(jìn)行操作，測定濃度為1.648,mg/L的樣品7次，得出的實驗數(shù)據(jù)見表2。

表2 不同pH下吸光度測定結(jié)果一覽表Tab.2 Absorbance measurement results at different pH values

由表2可以看出，隨著硫酸氫鉀溶液加入量的增大，pH值會逐漸變小，酸度增強(qiáng)，當(dāng)加入量達(dá)到0.5,mL時，吸光度值達(dá)到最高點且趨于穩(wěn)定狀態(tài)。實驗結(jié)果表明，加入 0.5,mL硫酸氫鉀溶液(100,g/L)，重氮偶合反應(yīng)完全，測定結(jié)果精密度高，滿足實驗要求。

3 結(jié) 語

本文通過比對實驗分析了測定水中苯胺類化合物的影響因素并對測定方法進(jìn)行優(yōu)化，最終得出實驗結(jié)論為：通過加入 0.5,mL硫酸氫鉀溶液(100,g/L)來調(diào)節(jié) pH 值至 1.5～2.0，在加入亞硝酸鈉(50,g/L)后放置 30,min，可作為測定水中苯胺類化合物的最佳實驗條件。該實驗條件能提高樣品測定的精密度，且操作簡單，減少系統(tǒng)誤差。