某实验小组采取如下步骤测定某苯酚样品的纯度。步骤I.向反应器中加入KBrO 3 --KBr(KBr稍过量)混合溶液
| (1)BrO 3 - +5Br - +6H + =3Br 2 +3H 2 O (2)①1、2、2、1;蓝色变为无色,且30s内不复色 (3) (4) (5)82.25% |
(1)反应器中加入KBr03-KBr( KBr稍过量)混合溶液25mL,用稀硫酸酸化后有Br2生成,反应的离子方程式为BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O,
故答案为:BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O;
(2)依据氧化还原反应中碘元素化合价从0价变化为-1价,硫元素化合价从-+2价变化为+3价,依据电子守恒和原子守恒配平得到离子方程式为,I2+2S2O32-=2I-+S4O62-;用Na2S2O3标准溶液滴定I2的反应利用淀粉做指示剂,反应到终点,溶液蓝色变为无色且半分钟不变化;
故答案为:1;2;2;1;蓝色变为无色;
(3)苯酚和浓溴水反应生成三溴苯酚白色沉淀,反应的化学方程式为:,
故答案为:;
(4)步骤Ⅰ步骤Ⅱ过程中反应中消耗硫代硫酸钠物质的量不同,是因为步骤Ⅰ发生的反应是KBrO3-KBr混合溶液25mL在酸溶液中反应生成溴单质,溴单质氧化碘离子为碘单质,碘单质被硫代硫酸钠滴定反应,步骤Ⅱ是除步骤Ⅰ中的反应中,生成的溴单质两部分作用,氧化碘离子,和苯酚反应,依据定量关系得到与苯酚反应的溴单质的物质的量;步骤Ⅰ消耗硫代硫酸钠溶液体积40ml,步骤Ⅱ消耗硫代硫酸钠溶液体积为19ml,依据离子反应的方程式中定量关系得到:
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-;Br2+2I-=I2+2Br-,Br2~I2~2S2O32-,
n(Br2)=
| 1 |
| 2 |
故答案为:
| 1 |
| 2 |
(5)由反应定量关系可知,,25ml中苯酚物质的量=
| 1 |
| 3 |
| 1 |
| 2 |
| 3.5mol×94g/mol |
| 0.4g |
故答案为:82.25%.
方法提要
在酸性条件下,用GDX-502固相萃取柱吸附水中酚类化合物,乙腈解析柱中有机酚,高效液相色谱-紫外检测器检测。
方法适用于饮用水、地下水及湖库水中苯酚、对硝基酚、间甲酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚6种酚类的测定。对水中6种酚通常可检测到10~50ng/L水平。
仪器
高效液相色谱仪带紫外检测器,恒流梯度泵系统。
色谱柱WatersSymmetryC8,4.6mm×250mm,粒径5μm或性质相似的色谱柱。
GDX-502固相萃取小柱将使用过的SPE小柱填充物去掉并清洗干净,湿法加入约为0.5g纯化溶胀后的GDX-502树脂,打开活塞放出甲醇,直到液面刚好达到树脂床顶部。用10mL乙腈淋洗树脂,再用10mL水淋洗树脂,每次淋洗保持液面不低于树脂床。
针头过滤器孔径0.45μm,直径13mm,有机系。
固相萃取装置12管固相萃取装置。
真空泵。
采样瓶1L具磨口玻璃塞的棕色玻璃细口瓶。
氮吹仪。
微量注射器10μL、50μL、100μL、1000μL等气密性微量注射器。
K.D浓缩瓶25mL,带1mL定量管,须标定容积后使用。
试剂
空白试剂水去离子水蒸馏再经Millipore处理。
高效液相色谱流动相为水(含1%乙酸)和乙腈的混合溶液。
碳酸氢钠溶液c(NaHCO3)=0.05mol/L。
硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)。
乙腈,甲醇HPLC级。
丙酮(C3H6O)农残级。
乙酸。
盐酸。
标准储备溶液苯酚、对硝基酚、间甲酚、2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚六种的混标,购自国家标准物质研究中心。保存在-18℃冰箱中。
GDX-502树脂使用前用丙酮浸泡数日,数次更换新溶剂到丙酮无色。再用乙腈回流提取6h以上。纯化后的树脂密封保存在甲醇中备用。
替代物标准2-氟苯酚和2,4,6-三溴苯酚混标。
样品的采集与保存
1)水样采集。必须采集在玻璃容器中,在采样点采样及盖好瓶塞时,样品瓶要完全注满,不留空气。若水中有残余氯存在,要在每升水中加入80mg硫代硫酸钠除氯。
2)水样保存。避光、4℃下中保存。采样后7d内完成提取。40d内完成分析。
分析步骤
1)水样预处理。用孔径0.45μm的玻璃纤维滤膜,去除水中机械杂质。根据水中酚类化合物含量,取水样50~1000mL,加入2-氟苯酚和2,4,6-三溴苯酚等替代物标准,用6mol/LHCl调至pH2。水样以10mL/min的流速流经已活化的GDX-502固相萃取柱。当水样完全流过柱子后,用0.05mol/L碳酸氢钠溶液10mL淋洗柱子。用N2或空气将柱中水分充分抽干。用4mL每次1mL乙腈淋洗小柱,前两次淋洗液需在柱中平衡10min,后两次平衡2min,合并淋洗液,最终用乙腈定容为1.00mL。0.45μm有机相滤膜过滤,HPLC分析。
2)校准曲线。
3)高效液相色谱分析条件。
紫外检测器:双波长检测,检测波长280nm和290nm。柱温35℃。
流动相组成:A泵,99%水+(1+99)乙酸B泵,100%乙腈。
流动相流量:1mL/min,恒流。梯度洗脱,洗脱程序,见表82.41。
表82.41 洗脱程序
4)色谱图的考察。见图82.13。
定性与定量分析
1)定性分析。以样品保留时间和标样保留时间相比较来定性。根据标准色谱图各组分的保留时间,确定出被测样品中目标物数目和名称。对有检出的样品需用其他方法确证,如GC-MS等技术。
图82.13 六种标准酚类样品在不同检测波长下的液相色谱图(2μg/mL)
2) 定量分析。每个工作日必须测定一种或几种浓度的标准溶液来检验校准曲线或响应因子。如若某一化合物的响应值与预期值间的偏差大于 10%,则必须用新的标准对该化合物绘制新的校准曲线或求出新的响应因子。使用紫外检测器时,6 种酚类的最大吸收波长不同,为提高分析灵敏度,苯酚、间甲酚采用 280nm 波长定量对硝基酚、2,4 -二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚采用 290nm 波长定量。计算公式参见式 (82.16) 。
方法性能指标
1) 精密度、检出限和线性范围。按实验方法,配制浓度为 0.5μg / mL 酚类混合标准样品,按选定的工作条件分析,重复检测 7 次,计算方法的精密度。检出限的测量是以相对于基线噪音 3 倍时组分峰高所对应的浓度。各组分的精密度、检测下限和线性范围见表82.42。
表82.42 方法精密度、检出限及线性范围
2) 准确度。分别将 50μL 浓度为 2μg / mL 的混合标准样品加入 0.25L 和 1.0L 试剂空白水中,用 502 树脂固相萃取柱吸附富集,洗脱后定容 1.0mL,HPLC 测定,计算加标回收率。结果见表82.43。
表82.43 方法的准确度
3) 基体加标回收率。从北京不同地区取护城河水过滤后,分别取 1L 水加入表82.44中不同量的标准样品,及未加入标准样品的 1L 水,经水样预处理,在 HPLC 上检测,得到加标回收率。
表82.44 地表污水加标回收率
注: 2-氟苯酚、2,4,6-三溴苯酚为替代物,回收率均符合控制限要求。
测定方法,由于苯酚遇三氯化铁溶液显紫色,所以可以用三氯化铁溶液检测,原因是苯酚根离子与Fe3+形成了有颜色的络合物。
苯酚(Phenol,C6H5OH)是一种具有特殊气味的无色针状晶体,有毒,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。也可用于消毒外科器械和排泄物的处理,皮肤杀菌、止痒及中耳炎。熔点43℃,常温下微溶于水,易溶于有机溶剂;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶。苯酚有腐蚀性,接触后会使局部蛋白质变性,其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤。小部分苯酚暴露在空气中被氧气氧化为醌而呈粉红色。遇三价铁离子变紫,通常用此方法来检验苯酚。
(1)具有快速、灵敏,实验结果稳定、可靠之特点,而且有效地消除了紫外-可见分光光度法中有机杂质的干扰
(2)可以消除因为系统的光源不稳定,检测器灵敏度变化等由于系统本身的原因而引起的系统误差.
从而测定结果更准确,结果更具可靠性.
另外塑料、树脂中有含酚,医药、农药的制作原料中也含有酚,如杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林、苯酚软膏等)。
1、苯酚有弱酸性,使用时应当佩戴防酸碱手套
2、苯酚有剧毒,应当避免它与眼部、皮肤等接触
B中由于苯与苯酚相互溶解在一起,加了NaOH后,苯酚与NaOH反应了,但是人的眼睛不能看出来的,所以B是错误的。
C中加浓溴水与苯酚反应生成了三溴苯酚在苯中又溶解了,所以也看不到白色沉淀,所以C是错误的
D中,只要含苯酚遇FeCl3就显紫色了,所以也是正确的。
苯酚最初从煤焦油中得到,也称石炭酸。它是无色结晶,有特殊气味。熔点43℃,沸点182℃,能溶于水,25℃时100g水中可溶解发6.7g,68℃以上可完全溶解。此外,还易溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。苯酚能凝固蛋白质,有杀菌能力,医药上用作消毒剂。它的3%-5%溶液用于消毒手术器具,1%溶液外用于皮肤止痒,但苯酚浓溶液对皮肤具有腐蚀性。苯酚易被氧化,故应避光存于棕色瓶内。苯酚又是制造塑料、染料及药物的重要原料。
(二)甲苯酚
甲苯酚可由煤焦油得到,有邻、间、对三种异构体。它们都有苯酚气味,杀菌力比苯酚强。医药上常用的消毒剂煤酚皂液就是含47%-53%的三种甲苯酚混合物的肥皂水溶液,又称来苏尔。它的稀溶液常用于消毒。
由于三者的沸点相近,不易分离,实际上常使用它们的混合物。
(三)苯二酚
苯二酚有三种异构体,它们都是无色结晶。邻苯二酚和间苯二酚易用溶于水,对苯二酚在水中的溶解度小。间苯二酚是具有抗细菌和真菌的作用,强度仅为苯酚的1/3。刺激性小,可用于治疗皮肤病如湿疹和癣症等。对苯二酚常用作显影剂。
(四)萘酚
萘酚有α-和β-两种异构体。
α-萘酚为黄色结晶,熔点96℃,能与FeCL3作用生成紫色沉淀。β-萘酚为无色结晶,熔点122℃和FeCL3作用生成绿色沉淀。这两种化合物都是合成染料的原料。β-萘酚还具有抗细菌、霉菌和寄生虫的作用。