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1、实验二 水中挥发酚的测定一、实验目的 1、了解酚污染对水环境的影响。 2、 掌握用萃取比色法和直接光度法测定酚的原理和操作技术。二、实验原理 酚是水体中的重要污染物, 会影响水生生物的正常生长, 使水产品发臭。 水中酚含量超过 0.3 毫克/ 升时, 可引起鱼类的回避。水体中酚的种类较多,部分酚可以挥发,本实验仅测定可被蒸馏的挥发酚。 在碱性条件和氧化剂铁氰化钾作用下,酚类与 4-氨基安替比林反应, 生成桔红色的吲哚酚安替比林染料, 在 510nm处有最大吸收。 若用氯仿萃取此染料, 可以增加颜色的稳定性, 提高灵敏度,在 460nm处有最大吸收。 该方法可测定苯酚及邻、间位取代的酚,但不能测
2、定对位有取代基的酚。由于样品中各种酚的相对含量 不同,因而不能提供一个含混合酚的通用标准。通常选用苯酚作标准, 任何其它酚在反应中产生的颜色都看作 苯酚的结果。取代酚一般会降低响应值,因此,用该方法测出的值仅代表水样中挥发酚的最低浓度。三、仪器和试剂 1721 型分光光度计及 1 厘米和 3厘米比色皿 2500 毫升全玻璃蒸馏器 3无酚水 本实验均用无酚水,制备方法如下: (1)置水于全玻璃磨口蒸馏器内,加氢氧化钠溶液至强碱性,滴加高锰酸钾溶液至深紫色,加热蒸馏, 馏出液贮于硬质玻璃瓶中。 (2)于每升重蒸馏水中加入 0.2 克活性炭,充分振摇,放置过夜,过滤,贮于硬质玻璃瓶中。 4硫酸铜溶液
3、 称取 100 克硫酸铜( CuSO45H2O )溶解于 1 升水中。 5磷酸溶液 量取 10.0 毫升 85% 的磷酸溶液用水稀释至100毫升。 60.02M 溴酸钾 - 溴化钾溶液 称取 3.2 克无水溴酸钾溶于水中,加入10 克溴化钾,溶解后移入1000 毫升容量瓶内,稀释至刻度。 70.0250M硫代硫酸钠标准溶液 称取 6.2 克硫代硫酸钠,溶于1 升煮沸后冷却的水中,加入0.4 克氢氧化钠,贮于棕色瓶内,标定方法 如下: 于 250 毫升碘量瓶中加入100 毫升水、 1.0 克碘化钾、 10 毫升 0.0250M重铬酸钾溶液和 5 毫升 3M硫酸, 摇匀,加塞后置于暗处5 分钟,用
4、待标定的硫代硫酸钠溶液滴定至浅黄色。然后加入1% 淀粉溶液 1.0 毫升, 继续滴定至蓝色刚好消失,记录用量,平行做三份。 硫代硫酸钠溶液的摩尔M1为:M1=2 M2 V2/V1 8酚标准贮备液 称取 1.0 克苯酚溶于煮沸后冷却的水中,稀释至1 升。按下法标定: 取 10.00 毫升酚贮备液于 250 毫升碘量瓶中,加入100 毫升水, 10.00 亳升 0.02M溴酸钾溴化钾溶液, 立即加入 5 亳升浓盐酸,盖好瓶塞,摇匀,于暗处静置10 分钟,加入 1 克碘化钾摇匀, 5 分钟后,用 0.0250M 硫代硫酸钠滴定呈淡黄色,再加1毫升淀粉溶液,继续滴定呈蓝色刚好消失,记录用量。用水代替酚
5、贮备液, 做空白滴定,记录用量。 酚标准贮备液(毫克 / 毫升) =(A-B)M/V ( 94/6 )式中: A为空白滴定值(毫升); B为滴定体积(毫升); M为硫代硫酸钠摩尔浓度; V为贮备酚溶液体积( 10.00 毫升); 94为苯酚的摩尔质量(克)。 9酚标准中间液 将酚标准贮备液稀释至浓度为0.10 毫克/ 毫升。 10酚标准使用液 吸取 5.00 毫升酚标准中间液于500 毫升容量瓶中, 用煮沸后冷却的水稀释至刻度,此溶液含酚量为1.00 微克/ 毫升。用前 2 小时配制。 11缓冲溶液 称取 20 克氯化氨溶于 100 毫升浓氨水中,调节pH 为 9.8 。 124氨基安替比林溶
6、液 称取 2.0 克 4氨基安替比林溶于水中,稀释到100毫升,用时配制。该溶液贮于棕色瓶内,在冰箱中可 保存一周。 13铁氰化钾溶液 称取 8.0 克铁氰化钾溶于 100 毫升水中,可保存一周。 14氯仿四、实验步骤 1. 预蒸馏 量取 250 亳升待测水样于蒸馏瓶中, 加两滴甲基橙指示剂, 用磷酸溶液水样调呈橙红色 (此时 pH约为 4) 。 加入 5.0 毫升硫酸铜溶液(如取样时已加过,则不必再加)及数粒玻璃珠,加热蒸馏,以250 亳升量筒或容量 瓶收集馏出液。待蒸馏出约225毫升后,停止加热。液面静止后,加入25 毫升水,继续蒸馏到馏出液250 毫 升为止。 2萃取比色法 (1)将 2
7、50 毫升馏出液转入 500毫升分液漏斗中,或用移液管取部分馏出液稀释到250 亳升,使溶液的 酚含量不大于 15 微克。 (2)分别取酚的标准使用液0,0.50,1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00,15.00毫升,用 250 毫升煮沸后 冷却的水稀释,移入 500 毫升分液漏斗中。 (3)在分液漏斗内依次加入2 毫升缓冲溶液, 1.5 毫升 4-氨基安替比林溶液,混匀,加入1.5 毫升铁氰 化钾溶液,再混匀。静置10分钟显色。 (4)分别加入 13.00 毫升氯仿,剧烈振摇2 分钟萃取,静置分层。 (5)擦干分液漏斗的导管内壁,塞入一小团脱脂棉,将有机相直接放入比色
8、皿中。 (6)在 460nm波长处,以氯仿为参比,用3 厘米比色皿测定各标准系列的吸光度,绘制标准曲线。同时 测定样品的吸光度,从标准曲线上查出对应的含酚量。 标准系列和样品的吸光度都应扣除试剂的空白值。 3直接光度法 水样含酚浓度在 0.1 5 毫克/ 升时,可采用此法。 (1)绘制标准曲线 于 50 亳升比色管中分别加入0,0.50,1.00,1.50,2.00,2.50毫升酚标准中间液,加入0.5 毫升缓冲溶液, 1 毫升 4氨基安替比林溶液,混匀。加入1 毫升铁氰化钾溶液,用水稀释到50 毫升,再混匀。放置15 分钟 后,于 510nm波长处,用 1 厘米比色皿,以试剂空白为参比,测定
9、吸光度。绘制标准曲线。(2)水样测定 取 50 毫升馏出液(含酚量小于0.25 毫克)或分取适量馏出液用水稀释到50 毫升,置于比色管中,按标 准系列的步骤操作,测定吸光度。 五、数据处理 酚(毫克 / 升)=测得的酚含量 / 水样的体积 六、注意事项 1水样中的酚不稳定,易挥发和氧化,并受微生物作用而损失。因此,水样采集后应加氢氧化钠保存剂, 并尽快测定。 2氧化性,还原性物质,金属离子及芳香胺类化合物对于测定有干扰,预蒸馏可除去大多数干扰物。但 对污染严重的水样,蒸馏前要用下述方法消除干扰物: (1)除氧化剂 加入碘化钾和酸后如游离出碘,说明有氧化剂存在。这时可用过量的硫酸亚铁和亚砷酸钠除
10、去。 (2)除硫化物 用磷酸调节水样 pH=4 ,搅拌曝气,除去二氧化硫及硫化氢。 (3)除油类 用浓氢氧化钠溶液调节水样pH为 1213,以四氯化碳提取油类,弃去有机相。加热蒸去水相中残余的 四氯化碳。 3、 一次蒸馏足以净化样品。若出现馏出液浑浊,需用磷酸酸化后再蒸馏。 4、 样品和标准溶液中加入缓冲液和4氨基安替比林后要混匀才能加入铁氰化钾,否则结果偏低。 5、 萃取比色法中,试剂空白以氯仿为参比的吸光度应在0.10 以下,否则 4氨基安替比林溶液应重新 配制或采用新出厂产品。 6、 当苯酚试剂呈红色时,则需对苯酚精制。方法如下: 取在水浴上融化后的苯酚,置于适量的蒸馏瓶中,插入250温
11、度计,加热蒸馏,空气冷凝,注意保温, 收集 182- 184的馏份。精制的苯酚冷却后,应为无色,低温时析出结晶,贮于暗处。 七、思考题 当预蒸馏两次,馏出液仍浑浊时如何处理?仪器: 500mL 全玻璃蒸馏器;50mL 具塞比色管;分光光度计;试剂: 1无酚水;2硫酸铜溶液;3磷酸溶液;4甲基橙指示剂溶液;5苯酚标准储备液;6苯酚标准中间液(每毫升含0.010mg 苯酚) ;7、 淀粉溶液8、缓冲溶液 (pH 约为 10) 92%(m/V)4- 氨基安替比林溶液11碘酸钾标准溶液C(1/6KIO3)=0.250mol/L 12硫代硫酸钠标准溶液13碘酸钾标准溶液C(1/6KIO3)=0.250m
12、ol/L:148%(m/V) 铁氰化钾溶液:称取8g 铁氰化钾四、测定步骤1水样预处理(1) 量取 250 mL 水样置于蒸馏瓶中,加数粒小玻璃珠以防暴沸,再加二滴甲基橙指示液, 用磷酸溶液调节至pH4(溶液呈橙红色),加 5.0 mL 硫酸铜溶液 (如采样时已加过硫酸铜,则补加适量 )。(2) 连接冷凝器,加热蒸馏,至蒸馏出约225 mL 时,停止加热,放冷。向蒸馏瓶中加入25 mL 水,继续蒸馏至馏出液为250 mL 为止。2标准曲线的绘制于一组 8 支 50 mL 比色管中,分别加入0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00、12.50mL 苯酚标准中间液,加水至5
13、0 mL 标线。加0.5mL 缓冲溶液,混匀,此时pH 值为10.00.2,加 4-氨基安替比林溶液1.0mL,混匀。再加1.0mL 铁氰化钾溶液,充分混匀,放置 10min 后立即于510nm 波长处,用20mm 比色皿,以水为参比,测量吸光度。经空白校正后,绘制吸光度对苯酚含量(mg)的标准曲线。3水样的测定分取适量馏出液于50mL 比色管中,稀释至50mL 标线。用与绘制标准曲线相同步骤测定吸光度,计算减去空白试验后的吸光度。空白试验是以水代替水样,经蒸馏后,按与水样相同的步骤测定。计算:式中: m 水样吸光度经空白校正后从标准曲线上查得的苯酚含量(mg);V 移取馏出液体积(mL) 。