溴氧化法测定水中苯酚和苯胺含量的应用

2015-07-28王鹏泰安市河道管理局山东泰安271000

山东水利 2015年7期

关键词：紫外分光光度法苯胺苯酚

王鹏（泰安市河道管理局，山东泰安 271000）

溴氧化法测定水中苯酚和苯胺含量的应用

王鹏
（泰安市河道管理局，山东泰安 271000）

【摘要】研究了水体中的苯酚和苯胺在不经分离的情况下，利用溴氧化法和紫外分光光度法进行测定。结果表明，本方法相对误差绝对值小，且操作简单，可满足微量苯酚和苯胺测定的要求。

【关键词】苯酚；苯胺；紫外分光光度法；溴氧化法

目前环境检测中苯酚和苯胺类化合物的测定方法主要有色谱分析法、分光光度法和电化学分析法，但这些方法仪器昂贵，且操作复杂，在小型工厂以及水利部门很难实现。本研究的目的是在不分离的条件下，用一种简易可行的方法同时测定水中苯酚和苯胺。原理是溴氧化法和分光光度法的联合运用，即在纯水和乙醇溶液两种不同的溶剂中，浓度相同的I2吸光度是不同的，这样可以利用吸光度的加和性联立方程，来求得水中苯酚和苯胺的含量。

1　实验方法

在比色管中加入6×10-4mol/L的Br2溶液，然后加入2.5mg/L的苯酚XmL（苯胺YmL），剧烈振荡后加入0.05mol/L的KI溶液振荡，用重蒸水定容至10mL，以蒸馏水为参比测得吸光度A1……AN，不加苯酚（苯胺）吸光度为A0（空白溶液）。用另外的比色管配制加入2mL乙醇的苯酚（苯胺）溶液，同样定容到10mL，由于溶剂不同，同样浓度的溶液吸光度A也不同。

取△An=A0-AN，然后以ΔA为纵坐标，加入样品体积V为横坐标作工作曲线（见图1），从而求得方程ΔA=kX+b（ΔA=kY+b）的常数k和b。根据吸光度的加和性，以纯蒸馏水定容的溶液，可得方程：

加入乙醇后的溶液，可得方程：

联立求解方程（1）、（2），可以求得对应苯酚和苯胺的浓度。

图1苯酚、苯胺在不同溶剂中的工作曲线

2　不同溶液浓度选择

1）KI用量的选择。KI浓度越高，与溴反应越完全，I2的浓度就越大，吸光度也就越大，吸光度差值亦增大。在苯胺溶液中分别加入0.5～5×10-4mol/L 各0.5mLKI，结果表明，吸光度差值（ΔA）随KI浓度的减少而减少，在加入浓度为5×10-3mol/L、5× 10-4mol/L、0.5mL溶液中，按实验方法测得的吸光度已经为零，吸光度差值（ΔA）几乎为零，KI与Br2反应不完全。若KI浓度过大，I-易被空气中的氧气氧化，致使测量结果偏大。所以本实验选用5×10-2mol/LKI溶液加入0.5mL。

2）Br2用量的选择。反复试验表明：在10mL反应液中，含有0mL和2mL乙醇的溶液中与反应生成的碘的吸光度值以0.8～1.2之间为最好。如果吸光度差值太大，重复性则差。同时，如果溴的浓度过大，配制过程中就会挥发太快，使测的结果偏差太大；溴浓度过低时，使溶液中碘离子不能很好的被氧化，灵敏度低，线性范围变窄。本法选用加6.0×10-4mol/L溴1.0mL。

3）乙醇用量的选择。本实验主要是通过改变溶剂来建立联立方程，乙醇用量的选择是最主要的条件之一。用95%的乙醇2mL和4mL做吸收曲线，结果发现加入4mL时，苯酚和苯胺吸收曲线的斜率相差太小，不易计算；加入2mL乙醇的时候，二者的吸收曲线的斜率有明显的区别。故本测定选定加2mL95%的乙醇。

3　联立方程的建立

按以上方法以及试验条件测定水中的苯酚和苯胺，利用吸光度的加和原理，建立二元一次方程组：

将得到的ΔA1、ΔA2代入方程解之，得到C苯酚和C苯胺。

4　平行实验

按实验条件，在10mL的比色管中分别加入2.5mL和2.5mg/L的苯酚和苯胺溶液，定容到10 mL，分别在不加乙醇和加入2mL乙醇的条件下各做8份平行实验，按实验条件求得ΔA。经计算得到变异系数（Sr）为3.0%、2.6%、1.75%和 1.43%。水溶液中摩尔吸光系数为ε1=7.42×104L· mol-1·cm-1、ε2=7.90×105L·mol-1·cm-1,乙醇溶液中的摩尔吸光系数为 ε1=1.14×105L·mol-1·cm-1、ε2= 1.05×105L·mol-1·cm-1，符合光度法的要求。

5　精密度和准确度考察

配制7组不同浓度比的苯酚和苯胺混合溶液，在不加乙醇和加入2mL95%乙醇条件下，定容至10mL。按实验方法进行测定，求得△A。带入方程求解，测定结果见表1。由表1可见，苯酚的回收率为96%～103%，苯胺的平均回收率为95%～103%。

表1合成样品结果分析（n=7）

6　加标回收实验

取泰安奈河水样,先用布氏漏斗进行抽滤,除去悬浮物和浮游生物。放入棕色瓶中静置24 h。再次抽滤，除去所产生的红色絮状物。移取50mL放入100mL容量瓶中，在加入2.5mg/L苯酚和苯胺各10mL，用蒸馏水定容到刻度。分别移取1.0mL、2.0mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL放入10mL比色管中，按实验方法进行测定，测定结果见表2。由表2可见，苯酚的平均相对偏差为2.28%，苯胺的相对偏差3.71%，小于4.0%，符合分光光度法测定要求。