紫外差值光譜法測定自來水中苯酚的含量

申婧翔，蘇 靜

（長治學(xué)院 化學(xué)系，山西 長治 046011）

1 引言

近年來水資源被污染導(dǎo)致生活飲用水水質(zhì)惡化的事件時(shí)有發(fā)生，其中不乏由于酚類有機(jī)物引起的。苯酚對皮膚、粘膜有強(qiáng)烈的腐蝕作用，其滲透率強(qiáng)，可深入內(nèi)部組織，抑制中樞神經(jīng)或損害肝、腎功能[1]。當(dāng)人體攝入一定量時(shí)可出現(xiàn)急性中毒癥狀，長期飲用被酚污染的水可引起各種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀[2]，酚類物質(zhì)還可與其它有害物質(zhì)產(chǎn)生協(xié)同作用，促進(jìn)致癌化。水中酚含量較高時(shí)不僅會(huì)對水體和大氣造成污染、導(dǎo)致水中生物體中毒死亡，也會(huì)對人體健康帶來嚴(yán)重威脅，世界衛(wèi)生組織規(guī)定飲用水中揮發(fā)酚最高濃度為0.02 mg/L，理想值為0.01 mg/L[3]。

因此測定環(huán)境水樣中的酚含量具有重要意義。目前，對于苯酚測定方法有很多種，主要測定方法有色譜法、電化學(xué)法和紫外分光光度法，熒光光度法等[4-7]。篩選建立簡單、快速、有效的苯酚測定方法非常必要。近年來通過紫外差值光譜法測定自來水中苯酚含量的研究報(bào)道較少。由于該方法操作快速、簡捷，靈敏性好，而且可有效消除紫外-可見分光光度法中有機(jī)雜質(zhì)的干擾，文章采用紫外差值光譜法來測定自來水中苯酚的含量。

2 實(shí)驗(yàn)部分

U-2910型紫外分光光度計(jì)，日立；PHS-3BW型pH計(jì)，上海般特儀器有限公司；FA2004N電子天平，上海箐海儀器有限公司。

苯酚（AR），北京化工廠；NaOH（AR），天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；NaCl（AR），天津市凱通化學(xué)試劑有限公司。

3 結(jié)果與討論

3.1 實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化

3.1.1 定量分析波長的選擇

用移液管吸取濃度為250 mg/L苯酚中間液5.00 mL于2個(gè)50 mL的容量瓶中，分別用0.01 mol/L的NaOH溶液和無酚水定容。以蒸餾水作參比液，通過日立U-2910型紫外分光光度計(jì)掃描在波長200～400 nm范圍內(nèi)苯酚水、堿性溶液及其差值光譜的吸收曲線。得吸收光譜如圖1所示。a和b兩條吸收曲線表明，在0.01 mol/L的NaOH溶液中，由于共軛程度的增加，使吸收峰分別由210 nm和268 nm紅移至234 nm和286 nm，同時(shí)吸光度增強(qiáng)。c曲線在該苯酚差值光譜圖上最大吸收波長為286 nm，選其做為定量分析的波長。

a：在水溶液中苯酚的吸收光譜b：在0.01 mol/L NaOH溶液中苯酚的吸收光譜c：苯酚的差值光譜

3.1.2 pH的選擇

用移液管吸取5.00 mL濃度為100 mg/L的苯酚中間液于7個(gè)50 mL容量瓶中，并用pH分別為8.00、9.00、10.00、11.00、12.00、13.00、14.00 的 NaOH溶液定容。以苯酚水液作為參比，在波長為286 nm處測定不同pH條件下溶液的吸光度差值，結(jié)果如圖2所示。由圖2可知：當(dāng)pH為12時(shí)，△A達(dá)到最大值，實(shí)驗(yàn)選擇pH為12.00作為最佳pH測定值。

圖2 吸光度差值隨pH變化曲線

3.1.3 透光率的測定

以蒸餾水為參比液，濃度分別為0.010 mol/L、0.025 mol/L、0.050 mol/L、0.100 mol/L、0.250 mol/L的NaOH溶液和NaCl溶液為樣品液，測定其在波長為286 nm處的透光率，結(jié)果如表3。由表3可知，隨著NaOH溶液濃度的增大，其透光率的下降速率較同濃度的NaCl溶液快，為了減小實(shí)驗(yàn)中NaOH液對光吸收引起的誤差，本實(shí)驗(yàn)選用NaOH液濃度為0.010 mol/L。

表1 不同濃度的堿、鹽對286 nm光的透光率（%）

3.1.4 穩(wěn)定性的測定

用移液管吸取5.00 mL濃度為100 mg/L苯酚中間液于2個(gè)50 mL容量瓶中，分別用蒸餾水和0.01 mol/L NaOH溶液稀釋至刻度。以苯酚水液作為參比，苯酚堿液為樣品，在286 nm處，每隔5 min測一次吸光度差值，并從5 min開始，每隔10 min選取一個(gè)數(shù)據(jù)做表，結(jié)果如表4所示。由表4可知：在1 h內(nèi)吸光度差值基本不變，該溶液穩(wěn)定性好。

表2 不同放置時(shí)間下的吸光度差值

3.1.5 最佳溫度的確定

用移液管吸取5.00 mL 100 mg/L的苯酚中間液于2個(gè)50 mL容量瓶中，分別用蒸餾水和0.01 mol/L NaOH溶液稀釋至刻度。以苯酚水液作為參比，苯酚堿液為樣品，在286 nm處，測定其在10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的吸光度差值。所得結(jié)果如圖3所示。由圖3可知：吸光度在溫度為20～30℃時(shí)吸光度較大，且在25℃時(shí)即室溫，吸光度差值達(dá)到最大值，為實(shí)驗(yàn)的最佳溫度。

圖3 吸光度差值隨溫度變化關(guān)系曲線

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

準(zhǔn)確吸取100 mg/L的苯酚中間液5.00 mL，7.50 mL，10.00 mL，12.50 mL，15.00 mL，17.50 mL，分別用蒸餾水和0.01 mol/L NaOH溶液定溶至50 mL。以苯酚水作為參比，同濃度的苯酚堿液為樣品，在286 nm處測定其吸光度差值，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，結(jié)果如圖4所示。標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為為ΔA=0.0172c+0.01962，R2=0.999，線性關(guān)系良好，可按標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量分析。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)曲線圖

3.3 樣品的測定

本實(shí)驗(yàn)所用自來水來自于長治學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室。為除去水樣中氧化物、硫化物、油類等物質(zhì)對測量的干擾，對水樣進(jìn)行蒸餾，取餾出液待用。用移液管準(zhǔn)確吸取餾出液10.00 mL于3個(gè)50 mL容量瓶中，分別用蒸餾水和0.01 mol/L NaOH溶液定容至50 mL。按照以上實(shí)驗(yàn)方法，測定樣品的吸光度差值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表6。由表6可知：自來水待測液的苯酚含量為0.0378 μg/mL。

表3 自來水中苯酚的含量測定結(jié)果

3.4 精密度和回收率測定

3.4.1 精密度測定

用移液管準(zhǔn)確吸取5.00 mL 100 mg/L苯酚中間溶液于2個(gè)50 mL容量瓶中，分別用蒸餾水和0.01 mol/L NaOH溶液定容。以苯酚水液作為參比，同濃度的苯酚堿液為樣品，在286 nm處，重復(fù)測量10次其吸光度差值。結(jié)果如表7所示，由表可知其精密度良好。

表4 苯酚溶液吸光度數(shù)據(jù)記錄

3.4.2 回收率測定

在4個(gè)50 mL容量瓶中各自加入自來水待測液 10.00 mL，并標(biāo)序?yàn)?1、2、3、4，按表 8 加入 50 mg/L 苯酚標(biāo)液 0.50 mL，1.00 mL，1.50 mL，2.0 mL，按上述實(shí)驗(yàn)方法測定吸光度差值。測定結(jié)果如表8所示。由表8可知：平均回收率為103.9%，RSD為0.017%。

表5 回收率測定結(jié)果

4 結(jié)論

結(jié)果表明，用紫外差值光譜測定苯酚含量的最佳條件為：吸收波長為286 nm，pH值為12，NaOH溶液濃度為0.01 mol/L，實(shí)驗(yàn)溫度為室溫，在最佳條件下測得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為ΔA=0.0172c+0.01962，R2=0.999。在精密度測定中，精密度良好?；厥章蕼y定中，平均回收率為103.9%。求得自來水中苯酚含量為0.0378 μg/mL。該方法不僅快捷和準(zhǔn)確而且重現(xiàn)性好，為測定水中微量苯酚含量測定提供了更好的方法。