紫外吸收光谱法测定水中的总酚实验误差如何分析

P14《波谱分析法》分子离子化的影响：

苯胺在酸性介质中会形成苯胺盐阳离子，苯胺形成盐后，氮原子的未成键电子消失，氨基的助色作用也随之消失，因此苯胺盐的吸收带也从230nm和280nm蓝移到203nm和254nm。

苯酚在碱性介质中能形成苯酚阴离子，其吸收带将从210nm和270nm红移到235nm和287nm，苯酚分子中OH基团含有两对孤对电子，与苯环上π电子形成n→π共轭，当形成酚盐阴离子时，氧原子上孤对电子增加到三对，使n→π共轭作用进一步加强，从而导致吸收带红移，同时吸收强度也有所加强。

方法提要

在弱碱性介质中，以亚硝酰铁氰化钠为催化剂，氨与苯酚和次氯酸盐反应生成靛酚蓝，在波长640nm处测量吸光度。

水样经0.45μm滤膜过滤后盛于聚乙烯瓶中。须从速分析，不能延迟3h以上。若样品采集后不能立即分析，则应快速冷冻至-20℃。样品溶化后立即分析。

试剂

硫酸。

柠檬酸钠溶液(480g/L)称取240g柠檬酸钠溶于500mL水中，加入20mLNaOH溶液，加入数粒防爆沸石，煮沸除氨直至溶液体积小于500mL。冷却后用水稀释至500mL。盛于聚乙烯瓶中。此溶液长期稳定。

氢氧化钠溶液c(NaOH)=0.50mol/L称取10.0gNaOH溶于1000mL水中，加热蒸发至500mL。盛于聚乙烯瓶中。

苯酚溶液称取38g苯酚(C6H5OH)和400mg亚硝酰铁氰化钠溶于少量水中，稀释至1000mL，混匀。盛于棕色试剂瓶中，冰箱内保存。此溶液可稳定数月。

硫代硫酸钠溶液c(Na2S2O3·5H2O)=0.10mol/L称取25.0g硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)溶于少量水中，稀释至1000mL。加1g碳酸钠(Na2CO3)，混匀。转入棕色试剂瓶中保存。

淀粉溶液(5g/L)称取1g可溶性淀粉，加少量水搅成糊状，加入100mL沸水，搅匀，电炉上煮至透明。取下冷却后加1mL冰醋酸，用水稀释至200mL。盛于试剂瓶中。

次氯酸钠溶液(3.54mg/mL有效氯)市售品有效氯含量不少于5.2%。此溶液使用时必须标定:加50mLH2SO4溶液至100mL锥形瓶中，加入约0.5gKI，混匀。加1.00mLNaOCl溶液，以Na2S2O3溶液滴定至淡黄色，加入1mL淀粉溶液，继续滴定至蓝色消失。记下Na2S2O3溶液的体积。

次氯酸钠使用溶液(1.50mg/mL有效氯)用NaOH溶液稀释一定量的NaOCl溶液，使其100mL中含150mg有效氯。此溶液盛于聚乙烯瓶中置冰箱内保存，可稳定数周。

铵标准储备溶液ρ(N)=0.10mg/mL称取0.4716g硫酸铵［(NH4)2SO4，预先在110℃烘1h，置于干燥器中冷却］溶于少量水中，全量转入1000mL容量瓶中，加水至标线，混匀。加1mL三氯甲烷，振摇混合。贮存于棕色试剂瓶中，冰箱内保存。此溶液有效期半年。

铵标准溶液ρ(N)=10.0μg/mL移取10.0mL铵标准储备溶液置于100mL容量瓶中，加水至标线，混匀。临用时配制。

仪器

分光光度计。

校准曲线

取6个100mL容量瓶，分别加入0mL、0.30mL、0.60mL、0.90mL、1.20mL、1.50mL铵标准溶液，加纯水或无氨海水至标线，混匀。浓度系列为(N):0、0.030、0.060、0.090、0.12、0.15mg/L。

移取35.0mL上述各溶液，分别置于50mL具塞比色管中。各加入1.0mL柠檬酸钠溶液，混匀。各加入1.0mL苯酚溶液，混匀。各加入1.0mLNaOCl使用溶液，混匀。放置6h以上(淡水样放置3h以上)。

于640nm波长处，5cm比色皿，以水作参比溶剂，测量吸光度Ai，其中0浓度为A0。

以吸光度(Ai-A0)为纵坐标，氨-氮浓度(mg/L)为横坐标，绘制校准曲线。

分析步骤

移取35.0mL已过滤的水样，分别置于50mL具塞比色管中。

参照上述绘制校准曲线步骤测定水样的吸光度Aw。

同时取35.0mL无氨蒸馏水，分别置于50mL具塞比色管中，按水样步骤测定分析空白吸光度Ab。

按以下不同情况计算水样氨-氮的浓度:测定海水样时，若绘制校准曲线用盐度相近的无氨海水，可由Aw-Ab值查标准曲线直接得出氨氮浓度。

对于海水或河口区水样，若绘制校准曲线时，用无氨蒸馏水，则水样的吸光度Aw扣除分析空白吸光度Ab后，还应根据所测水样的盐度乘上相应的盐误差校正系数f(表78.3)，即据f(Aw-Ab)值查标准曲线得水样中氨-氮的浓度。

表78.3 盐误差校正系数

注意事项

1)测定中要避免空气中的氨对水样或试剂的沾污。

2)采集氨氮低于0.8μg/L的海水，用0.45μm滤膜过滤后贮存于聚乙烯桶中，每升海水加1mL三氯甲烷，混合后即可作为无氨海水使用。

3)若发现苯酚出现粉红色则必须精制。步骤如下:取适量苯酚置蒸馏瓶中，徐徐加热，用空气冷凝管冷却，收集182～184℃馏分。精制后的苯酚为无色结晶状。在酚的蒸馏过程中要注意爆沸和火灾。

4)样品和标准溶液的显色时间保持一致，并避免阳光照射。

5)该法重现性好，空白值低，有机氮化物不被测定但反应慢，灵敏度略低。

在苯酚的差值光谱图上，选择 288nm 为测定波长，在该波长下，溶液的吸光度随苯酚浓度的变化有良好的线性关系，遵循比耳定律，即ΔA=Δε?C?L，可用于苯酚的定量分析。差值光谱法用于定量分析，可消除试样中某些杂质的干扰，简化分析过程，实现废水中的微量酚的直接测定。

(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、原理

酚是水体重点控制排放的污染物。它会影响水生生物的正常生长，使水产品有异味，水中酚含量超过0. 3mg/L时，可引起鱼类的迥避。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。

在碱性条件和催化剂铁*化钾作用下，酚类与4-氨基安替比林反应，生成橘红色的吲哚酚安替比林染料，在510nm波长处有大吸收。若用*仿萃取此染料，可以增加颜色的稳定性，提高灵敏度，在460nm波长处有大吸收。

该方法可测定苯酚及邻、间位取代的酚，但不能测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，任何其他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低浓度。

三、仪器与试剂

(1) 722型分光光度计及l cm和3 cm比色皿。

(2) 500mL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，馏出液储于硬质玻璃瓶中。

② 在每升重蒸馏水中加入0．2g活性炭，充分振摇，放置过夜，过滤，储于硬质玻璃瓶中。

(4) 硫酸铜溶液。称取loog硫酸铜（CuSO4·5H2O）溶解于1L水中。

(5) 磷酸溶液。量取10. 0mL 85%磷酸，用水稀释至l00mL。

(6) 0.02mol/L溴酸钾一溴化钾溶液。称取3. 2g无水溴酸钾溶于水中，加入10g溴化钾，溶解后移入l000mL容量瓶内，稀释至标线。

(7) 0.025mol/L硫代硫酸钠标准溶液。称取6. 2g硫代硫酸钠，溶于1L煮沸后冷却的水中，加入0. 4g氢氧化钠，储于棕色瓶内，标定方法见实验4。

(8) 酚标准储备液。称取1. 0g苯酚溶于煮沸后冷却的水中，稀释至1L，按下法标定：

取10. 00mL酚标准储备液于250mL碘量瓶中，加入100mL水、10. 00ML0. 02mol/L溴酸钾一溴化钾溶液，立即加入5mL浓盐酸，盖好瓶盖，摇匀。于暗处静置l 0min，加入1g碘化钾，摇匀。5min后，用0. 0250mol/L硫代硫酸钠滴定至淡黄色，再加1mL淀粉溶液，继续滴定呈蓝色刚好消失，记录用量，用水代替酚储备液，做空白滴定，记录用量。

酚标准储备液浓度由下式计算：

苯酚浓度（mg/mL）=[ (V1-V2)×c/V×94 ]/6

式中：V1——空白滴定值，mL

V2——滴定体积，ML

c一—硫代硫酸钠标准溶液浓度，mol/L

V一一储备酚溶液体积，10. 00ML

94——苯酚的摩尔质量，g/mol。

(9) 酚标准中间液。将酚标准储备液稀释至浓度为0. 10mg/L。

(10) 酚标准使用液。吸取5. 00ML酚标准中间液于500ML容量瓶中，用煮沸后冷却的水稀释至标线。此溶液含酚量为1. 00mg/mL，用前2h配制。

(11）缓冲溶液。称取20g氯化氨溶于100ML浓氨水中，调节pH为9.8。

(12) 4-氨基安替比林溶液。称取2. 0g 4-氨基安替比林溶于水中，稀释至100mL，用时配制，该溶液储于棕色瓶内，在冰箱中可保存1周。

(13）铁*化钾溶液。称取8. 0g铁*化钾溶于100mL水中，可保存1周。

(14) *仿。

四、实验步骤

1．预蒸馏

量取250mL待测水样于蒸馏瓶中，加2滴甲基橙指示剂。用磷酸溶液将水样调至呈橙红色（此时pH约为4)，加入5. 0mL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250mL量筒或容量瓶收集馏出液，待蒸馏出约225mL液体后，停止加热。液面静止后，加入25mL蒸馏水，继续蒸馏至馏出液250mL。

2.萃取比色法

(1) 将250mL馏出液转入500mL分液漏斗中，或者用移液管取部分馏出液稀释至250mL,使溶液的酚含量不大于15μg。

(2）分别取酚标准使用液0mL、0. 05mL、l. 00mL、2. 00mL、 4. 00mL、 6. 00mL、8. 00mL、10. 00mL、15. 00mL，用250mL煮沸后的冷却水稀释，移入500mL分液漏斗中。

(3) 在分液漏斗内依次加入2mL缓冲溶液、1. 5mL 4-氨基安替比林溶液，混匀，加入1. 5mL铁*化钾溶液，再混匀。静置10min显色。

(4）分别加入13. 00mL*仿，剧烈振摇2min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皿中。

(6) 在A=460nm处，以*仿为参比，用3 cm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

水样含酚浓度为0. 1^-5mg/L时，可采用此法。

1)绘制标准曲线

于50mL比色管中分别加入0mL、 0. 25mL、0. 50mL、1. 00mL、2. 00mL、3. 00mL酚标准中间液，用水稀释至50mL,混匀。加入0.5mL缓冲溶液、1mL4-氨基安替比林溶液，混匀，加入1mL铁*化钾溶液，再混匀。后用水稀释至50mL，放置15min后，于510nm波长处，用l cm比色皿，以试剂空白为参比，测定吸光度，绘制标准曲线。

2) 水样测定

取20mL馏出液（含酚量小于0. 25mg）或取适量馏出液置于比色管中，按标准系列的步骤操作，测定吸光度。

五、数据处理

酚浓度（mg/L)=测得的酚含量/水样的体积

六、注意事项

(1) 水中的酚不稳定，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测定有干扰作用，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果游离出碘，说明有氧化剂存在。这时可用过量的硫酸亚铁和亚*酸钠除去。

② 除硫化物。用磷酸调节水样使pH为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，使pH为12-13，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*化钾，否则结果偏低。

(5）萃取比色法中，试剂空白以*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*仿产品。

(6) 当苯酚溶液呈红色时，则需对苯酚精制。方法如下：

取在水浴上熔化后的苯酚，置于适量的蒸馏瓶中，插入250℃温度计，加热蒸馏，空气冷凝，注意保温，收集182-184℃的馏分，精制的苯酚冷却后应为无色，低温时析出结晶，储于暗处。

按我的经验，空白值在0.005--0.015之间还行

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

1．721型分光光度计及1厘米和3厘米比色皿

2．500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

称取100克硫酸铜（CuSO4·5H2O）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。

6．0.02M 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。

7．0.0250M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。

12．4—氨基安替比林溶液

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250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12—13，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。