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甲基绿分光光度法测定高氯废水中的铊

2015-12-17王婷香

化学分析计量 2015年2期
关键词:氢溴酸乙酸本发明

王婷香

(广东省韶关冶炼厂,广东韶关 512100)

甲基绿分光光度法测定高氯废水中的铊

王婷香

(广东省韶关冶炼厂,广东韶关 512100)

在0.08 mol/L氢溴酸介质中,TlBr4-和甲基绿形成稳定的蓝紫色缔合物,该缔合物被乙酸异戊脂萃取后用分光光度法测定高氯废水中的铊。在最佳吸收波长590 nm处,铊的质量浓度在0~5 µg/(10 mL)范围内与吸光度呈良好的线性关系,相关系数为0.998 7,检出限为0.005 3 µg/mL。测定结果的相对标准偏差为1.99%~3.38%( n=6),样品加标回收率为96.55%~98.04%。该方法操作简单,可应用于高氯废水中铊的测定。

铊;分光光度法;甲基绿;氢溴酸

铊是一种高度分散的稀有重金属元素,广泛应用于高能物理、超导材料、医药卫生、航天、电子、通讯、军工和化工催化材料等领域。铊主要从有色及黑色冶炼过程中的烟尘、水冶锌的铜镉渣、生产硫酸及纸浆的烟尘和酸泥及泥浆中提取[1-2]。铊是一种有毒元素,其毒性远超Hg,Cd,Cu,Pb且有极强的蓄积性,进入人体后可引起铊中毒,出现下肢麻木、腰痛、脱发以及头痛,严重者可导致死亡,5.0~7.5 mg/kg的铊剂即可导致儿童死亡,因此铊被列为优先监测的毒物之一[3]。

目前水体样品中铊的含量测定方法主要有分光光度法、原子吸收、电感耦合等离子体光谱/质谱法等[4-5]。由于铊化合物在火焰中很容易分解,原子吸收光度法测定铊被广泛应用[6],但原子吸收法测定高氯废水中的铊时,高含量的氯离子对铊的测定有负干扰,而且高氯盐还有背景干扰,在使用基体改进剂测定时,分析结果仍不理想。

笔者在前人使用甲基绿分光光度法测定铊的基础上研究了该法在高氯废水中的应用,并对试样的处理条件及共存离子的干扰进行了试验研究。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

分光光度计:721型,上海精密科学仪器有限公司;

铊标准贮存溶液:500 µg/mL,国家钢铁研究总院;

盐酸溶液:6 mol/L;

氢溴酸溶液:1 mol/L;

磺基水杨酸溶液:10 g/L;

甲基绿溶液:2 g/L;

实验所用试剂均为分析纯;

实验用水为去离子水(电阻率不小于15 MΩ·cm)。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

量取废水试样于200 mL烧杯中,盖上表面皿,低温加热,加热蒸至近干时取下烧杯,加入5 mL盐酸溶液蒸干一次,再加入2 mL浓硫酸,蒸至近干,冷却至室温后加入2 mL氢溴酸溶液微热溶解。

1.2.2 分离富集

取适量的铊标准溶液或处理好的试样移入125 mL分液漏斗中,加入2~3 滴双氧水,5 min后加入1 mL磺基水杨酸溶液,混匀,用水稀释,立即加入3 mL甲基绿溶液,混匀。最后加入10.00 mL乙酸异戊酯,控制总体积为25 mL,萃取振荡2 min,弃去水相,再用10 mL水洗涤一次,弃去水相。

1.2.3 测定

将部分有机相溶液移入1 mL比色皿中,以试剂空白为参比,于波长590 nm处测量吸光度,以标准曲线法定量。

2 结果与讨论

2.1 测定波长

按1.2实验方法,以乙酸异戊酯为空白,在不同波长下分别测定吸附空白和铊标准溶液的吸光度,绘制吸收光谱图如图1。由图1可知试剂空白的最大吸收波长位于633 nm处,吸附铊的最大吸收波长位于610 nm处,Δλmax=23 nm,差值太小,影响分析的准确度,所以实验选择590 nm处作为测定波长。

图1 吸收光谱

2.2 氢溴酸的用量

用乙酸异戊酯萃取TlBr4-与甲基绿的反应生成物进行比色,萃取酸度对杂质元素的分离及铊的富集都影响很大。酸度太低,方法灵敏度降低;酸度太高,不但影响铊的发色而且造成杂质元素分离不完全。通过加入不同用量的氢溴酸,发现氢溴酸浓度控制在0.08~0.1 mol/L时铊的显色较好,且灵敏度较高,所以实验时选择控制氢溴酸浓度在0.08 mol/L,选择加入氢溴酸溶液2 mL溶解试样。TlBr4-与甲基绿的反应生成物比TlCl4-稳定,而且显色灵敏度高。

2.3 甲基绿的用量

甲基绿是一种碱性染料,与TlBr4-的缔合物颜色稳定,但该试剂的溶液在可见光区有吸收峰[7],对测定有一定的影响,按照实验方法对甲基绿的不同用量进行了试验,结果表明,使用2 g/L甲基绿溶液2.5~3.5 mL时,体系的吸光度最大且稳定,实验选择3 mL的甲基绿溶液。

2.4 乙酸异戊酯的用量

乙酸异戊酯的用量影响萃取效果和方法灵敏度,结合前人的经验[8],改变乙酸异戊酯的用量进行试验,以考察乙酸异戊酯用量对吸光度的影响,结果表明乙酸异戊酯用量在5~8 mL时,吸光度随着乙酸异戊酯用量的增加而增大,在用量8~15 mL时吸光度基本不变,而用量大于15 mL时吸光度缓慢降低。实验选择乙酸异戊酯的用量为10 mL。

2.5 共存离子的影响

按1.2实验方法考察了水样中可能存在的离子对测定铊的影响,控制相对误差不超过5%,下列共存量的离子Pb( 200 mg),Cd(40 mg),Cu(100 mg),As(15 mg),Sn(10 mg),Zn(500 mg),Hg(20 mg),Ag(1 mg),Ge(1 mg),In(1 mg),Na(100 g/L)不影响铊的测定;Sb3+和Au3+的存在对铊的测定影响非常大,但这两种元素在废水中的含量一般很低,在试样处理过程中采用加入硫酸蒸发一次,使Sb3+和Au3+价态发生变化,可以减少其干扰。多次试验结果表明,废水中的氯离子在100 g/L以下时干扰很小,铊的加标回收率大于96%。

2.6 标准工作曲线及检出限

准确移取0.00~5.00 µg铊标准溶液,按1.2实验方法处理后测定其吸光度,以铊含量为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准工作曲线,铊的质量浓度在0~5 µg/(10 mL)范围内与吸光度呈良好的线性关系,线性方程为A=0.17ρ+0.046 7,相关系数为0.998 7。对空白溶液进行11次平行测定,以3倍标准偏差除以标准工作曲线斜率计算,得该法测定铊的检出限为0.005 3 µg/mL。

2.7 加标回收试验

在样品中加入铊标准溶液后,按1.2实验方法对铊进行测定后计算回收率,结果见表1。

表1 样品加标回收试验结果(n=6)

由表1可知,样品3水平加标回收试验测定结果的相对标准偏差为1.99%~3.38%(n=6),加标回收率为96.55%~98.04%,表明本法测量精密度和准确度均较高。

3 结语

甲基绿分光光度法测定高氯废水中的铊,方法准确,操作简单,不需昂贵的仪器。目前国内对高氯废水中铊的测定尚未有比较合适的方法,而且在使用ICP和原子吸收方法中也少见有对高氯体系和基体改进剂的研究,所以这种分析方法有重要的研究价值。

[1]姚坚,金琴芳.火焰原子吸收光谱法连续测定废水中的银和铊[J].污染防治技术,2012,25(1): 50-51.

[2]夏兵伟,曾光明,彭世军,等.铅锑合金中铊量的测定方法研究[J].湖南有色金属,2011(5): 72-74.

[3]谢慧媚.原子吸收光谱法测定黄铁矿中微量铊的方法改进研究[J].广东微量元素科学,2004,11(8): 67-69.

[4]齐剑英,李祥平,刘娟等环境水体中铊的测定方法研究进展[J].矿物岩石地球化学通报,2008,27(1): 81-87.

[5]郭彦娟.电感耦合等离子体质谱法测定水中铊的方法验证[J].仪器仪表与分析监测,2013(4): 36-37.

[6]高筱玲,刘一鸣,王瑞芬,等.石墨炉原子吸收法测定水中铊的方法改进[J].环境监测管理与技术,2014(3): 48-49.

[7]《有色金属工业分析丛书》编辑委员会.难熔金属和稀散金属冶金分析[M].北京:冶金工业出版社,1992: 356-373.

[8]北京矿冶研究总院分析室矿石及有色金属分析手册[M].北京:冶金工业出版社,1990: 171-173.

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Determination of Thallium in High Chlorine Wastewate with Methyl Green Spectrophotometry

Wang Tingxiang
(Shaoguan Smelting Plan, Shaoguan 512100, China)

In the medium of 0.08 mol/L hydrobromide, a stable of blue-purple association complex that TlBr4-and methyl green formed was extracted by acetate, which was used for spectrophotometric determination of thallium in waste water with high chlorid. At the optimal absorption wavelength of 590 nm, thallium concentrations showed a good linear relationship with the absorbance in the range of 0-5 µg/(10 mL), the correlation coefficient was 0.998 7, and the detection limit was 0.005 3 µg/mL. The relative standard deviation of determination results was 1.99%-3.38%(n=6), and the recovery rate was 96.55%-98.04%. The method is simple to operate, and it is suitable for the determination of thallium in waste water with high chloride.

thallium; spectrophotometry; methyl green; hydrobromide

O657.3

A

1008-6145(2015)02-0079-03

10.3969/j.issn.1008-6145.2015.02.023

联系人:王婷香;E-mail: 16472040@qq.com

2015-01-31

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