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硫化氢碘量法的基本原理精选(九篇)

硫化氢碘量法的基本原理

第1篇:硫化氢碘量法的基本原理范文

【关键词】钼矿石;砷;盐酸-硝酸水浴加热;氢化物发生原子荧光光谱法

钼矿石是非常重要的矿产资源,中国作为世界第一的钼资源大国,对于钼矿的开采利用越来越为重视。砷及其化合物是钼矿中最常见的伴生有害元素和资源开采中的主要污染物。目前分析钼矿石国家标准方法GB/T14352.10―2010是氢化物发生Ag-DDTC分光光度法,其测定范围为5~1500μg/g,检出限较高,适合高含量砷的测定。原子荧光光谱法(HG-AFS)是测定岩石、土壤、矿物、水质等样品中砷含量的首选方法,其灵敏度和分析效率高。

分析钼矿石中的砷,样品前处理方法可采用湿法消解、坩埚碱熔法消解、微波消解等。测定方法主要是HG-AFS法、氢化物发生原子吸收光谱法和砷化氢分离砷钼蓝分光光度法,使用的掩蔽剂有柠檬酸、酒石酸、硫脲-抗坏血酸等。其中,用硫酸-硫酸铵溶样过程复杂,碱熔方法需要分离,盐酸-硝酸溶样的回收率较低,而且对于一般钼矿石,由于伴生有铜、铅、锌、铋、镉等元素,单独加入酒石酸、柠檬酸或硫脲-抗坏血酸不能完全消除干扰。为了解决以上问题,本文采用大比例的盐酸-硝酸(5:1)体系水浴溶矿,加入柠檬酸-碘化钾溶液掩蔽钨、钼、铜、铅、锌、铋、镉等共存元素,同时加入硫脲-抗坏血酸预还原后不经分离直接采用HG-AFS测定钼矿石中砷的含量。

1 实验前提

1.1 仪器和工作参数

AFS-820原子荧光光度计(北京吉天公司),砷特种空心阴极灯(北京有色金属研究总院)。仪器工作参数为:负高压280V,灯电流45mA,原子化器高度8mm,载气流量300mL/min,屏蔽气流量800 mL/min,泵速180r/min,进样量0.5mL,读数方式为峰面积,读数时间7s,延迟时间1s。

载气为氩气。

1.2 标准溶液和标准物质

砷标准储备溶液(100.00μg/ mL):称取0.1320g光谱纯三氧化二砷置于100 mL烧杯中,加10 mL氢氧化钠(100g/L)溶解,用50%硫酸中和至微酸性,移入1000 mL容量瓶中,水稀释至刻度,摇匀。砷标准工作溶液(4.00μg/ mL):采用砷标准储备溶液逐级稀释配制而成。钼矿石标准物质:GBW07238、GBW 07239、GBW 07285(湖北省地质实验研究所研制),GMO―1、GMO―3(中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所研制)。

1.3 主要试剂

去离子水:符合GB/T6682规定的二级水。载流:10%的盐酸。硼氢化钾溶液:称取20g硼氢化钾,溶于已加有2g氢氧化钠的1000mL水中。柠檬酸-碘化钾溶液:称取20.0g柠檬酸和5g碘化钾溶于水中,用水稀释至100mL,摇匀。硫脲-抗坏血酸溶液:称取10g硫脲和10g抗坏血酸溶于水中,用水稀释至100mL,摇匀。

2 实验方法

2.1 校准溶液配制

分别移取0.00、0.10、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.0mL的4.00μg/ mL砷标准工作溶液,置于一组100 mL容量瓶中,加入20 mL 50%盐酸、20 mL柠檬酸-碘化钾溶液、10 mL硫脲-抗坏血酸溶液,用水稀释至刻度,摇匀待测。

2.2 称样量的确定

钨矿石、钼矿石样品中砷的含量一般在1μg/g到2000μg/g之间不等,称样量在0.1~0.5g之间,并根据含量稀释10~20倍进行最后测定。

2.3 消解方法的确定

试样用盐酸-硝酸体系在水浴中加热消解,同时加盖玻璃漏斗,经过盐酸、硝酸不同比例加入量试验和加热时间试验,结果表明,采用盐酸5mL、硝酸1mL时溶矿2h为最合适。采用水浴消解[13]样品受热均匀,反应温度易于控制,消解过程中温度变化平稳有利于反应的进行,避免常因温度控制不当而造成砷的损失。砷在自然界中主要以硫化物和氧化物的形式存在,用盐酸-硝酸混合酸水浴加热即可。加入少量的硝酸,最终使溶液中氮氧化物含量尽可能得少,这样有利于后期的预还原效果[14],否则硝酸量越多砷的回收率越低。加盖玻璃漏斗,溶矿时有回流作用,在去除氮氧化物的同时减少酸的挥发,保持了酸度,保证了样品分解完全。

2.4 样品溶液还原时间的确定

应用HG-AFS法测定砷之前,需进行预还原使五价砷还原成三价砷,还原时间对最终的测定值有一定影响。从图1看出还原时间在12h内标准物质GBW07241(钨矿石)和GBW07285(钼矿石)中砷的测定值相对恒定,而在12~48h内测定值明显下降。故样品加还原剂后要在12h内测定完毕。

2.5 仪器工作条件的确定

①负高压和灯电流

以200ng/mL砷标准溶液进行负高压和灯电流试验。负高压在250~300V范围内,负高压与荧光信号成正比;灯电流在30~90mA范围内,灯电流与荧光信号成正比。在满足分析的情况下,尽量不能将负高压和灯电流设置过大,以免影响光电倍增管和灯的使用寿命。本实验采用280V的负高压、45mA的灯电流。

②原子化器高度

以200ng/mL砷标准溶液试验,通过对不同的原子化器高度(6、7、8、9、10mm)与检出信号的关系研究表明,当原子化器高度为8mm时信号强度最大。

③氩气载流量

氩气流量大小直接影响荧光强度,当氩气流量太小时,不能及时而全部地将释放出来的氢化物导入石英炉内而被氩气稀释使荧光强度变小。实验结果表明,氩气流量在300 mL/min时荧光强度最大。

2.6 试样溶液制备与测定

根据钼矿石中的砷量,称取0.1~0.5g试样(精确至0.0001g)置于50mL比色管中,分别加入5mL盐酸和1mL硝酸,摇匀,盖盖后放置过夜。取下盖子,加盖玻璃小漏斗,置于水浴中煮沸2h,中间每半小时摇动一次,取下。稍冷后加入10mL柠檬酸-碘化钾溶液,摇匀冷却,加入5mL硫脲-抗坏血酸溶液,用水稀释至刻度,摇匀,澄清。按原子荧光光谱仪工作条件,以硼氢化钾溶液为还原剂,10%盐酸为载流,分别测量校准溶液和试样溶液中砷的荧光强度。溶液需在12h内完成测定。

3 结果与讨论

3.1 酸介质浓度的影响

单纯用砷标准溶液来衡量酸度影响无法适用于钨矿石和钼矿石的特殊背景,故本实验以GBW07241和GBW07285为考察对象,用盐酸作为载流介质,测定结果表明盐酸浓度在10%~25%之内荧光强度趋于稳定。选择适当的酸度可减轻氢化物生产过程中的干扰,同时考虑酸度大对环境和仪器的影响,本实验选择10%的盐酸作为载流介质。

3.2 共存元素干扰的影响研究

①掩蔽剂的选择及用量

钨矿石和钼矿石的钨和钼含量比较高,只用硫脲-抗坏血酸[10]不加其他掩蔽剂情况下以砷标准溶液进行试验,结果表明单纯的钨对砷的测定存在明显干扰,对钼的干扰很小,当钨和钼同时存在时干扰显著,说明单独用硫脲-抗坏血酸不能全部掩蔽。钨矿石和钼矿石是多组分矿石,共生或伴生铜、铅、锌、铋、镉等元素,文献[15]报道铜、铅、锌等金属元素在相同条件下对砷的测定会产生不同程度的干扰。柠檬酸和酒石酸可以提高氢化物发生的灵敏度,且对钨具有较好的掩蔽作用[9]。实验证明,当钨和钼同时存在时,酒石酸不能完全掩蔽干扰,而柠檬酸的掩蔽效果要比酒石酸好,因此本文采用柠檬酸作掩蔽剂。此外加入碘化钾可提高预还原能力[16],与硫脲-抗坏血酸[10]一起促进五价砷的预还原,并将铜、铅、锌等干扰元素还原成低价离子或者直接形成沉淀分离,再结合柠檬酸的掩蔽作用消除钨、钼、铜、铅、锌、铋、镉等元素的干扰。故本文采用碘化钾-柠檬酸联合掩蔽剂消除干扰元素的影响。以分析GBW07285(钼矿石)为例,钼含量5.17%钨含量0.0055%,铜含量0.031%,铅含量0.20%,锌含量0.024%,特别是硫的含量较高(4.06%),砷含量为18.8μg/g,这个样品比较能代表钨矿石和钼矿石。分别在4%柠檬酸量下加入不同量碘化钾和1%碘化钾量下加入不同量柠檬酸试验对砷测定的影响,结果表明在1%碘化钾和4%柠檬酸体系中砷的测定值最佳。

②加入掩蔽剂后共存元素的允许存在量

在4%柠檬酸、1%碘化钾和10%盐酸的体系中,试验了钨和钨、钼同时存在下对砷测定的影响。以《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T0130.3―2006)要求回收率在90%~110%来判断,至少10mg/mL的钨、5mg/mL的钨和钼同时存在时没有影响,500倍以内的铜、铅、锌、铋、镉及200倍以内的锑没有影响。

4 应用效果

4.1 方法检出限和测定范围

对方法全过程进行12份空白样品测定,分次测定结果(ng/mL)为0.302、0.255、0.399、0.408、0.358、0.215、0.325、0.298、0.333、0.352、0.418、0.305,平均值为0.326ng/mL,标准偏差为0.06ng/mL,根据3倍标准偏差计算的方法检出限为0.014μg/g。与国家标准方法GB/T14352.10―2008中采用氢化物发生―Ag―DDTC分光光度法测定砷量相比,检出限更低。根据砷标准曲线,砷的浓度在0.2~2000μg/g范围内与荧光强度呈良好的线性关系,线性方程为:y=16.5868x+11.138(相关系数为0.9992)。

4.2 方法精密度和准确度

按方法对4个未知钨钼矿石样品测定8次,对7个钨钼矿石标准物质测定4~8次。从表1可知,精密度(RSD)为0.7%~7.5%,标准物质测定值的相对误差为-5.32%~12.9%,均满足分析要求。

对钨矿石和钼矿石标准物质进行加标回收试验,加标回收率在92.3%~102.9%之间(表2),满足DZ/T0130.3―2006的要求。

5 结语

本研究采用盐酸-硝酸水浴消解HG-AFS法测定钨矿石和钼矿石中的砷,通过一系列条件试验及钨矿石和钼矿石样品检验,确定了用大比例盐酸-硝酸(5:1)水浴分解样品,减少了硝酸用量,在分解完全的同时保证砷不损失,同时减少了溶液中氮氧化物含量,有利于后期的预还原效果。对于矿石中的钨、钼、铜、铅、锌、铋、镉等干扰元素,通过加入柠檬酸-碘化钾混合掩蔽剂,同时在预还原剂硫脲-抗坏血酸溶液共同作用下能有效消除干扰,提高了方法的准确度。

与国家标准方法相比,本方法的检出限低,检测范围宽,干扰元素可不经分离直接测定,能够用于钼矿石中砷量的常规分析,其方法是可行的,供从事本行业的人士借鉴和应用。

【参考文献】

[1]俞穆清.介绍新型的螯合吸附剂:巯基棉[J].环境科学,1986,7(3):71-76.

[2]黄沛成.巯基棉富集―阳极溶出伏安法测定水中痕量砷和晒[J].理化检验(化学分册),1986,2(5):261-264.

[3]邵永添,等.电热石墨炉原子吸收测定矿样中微量晒碲[J].分析测试通报,1984,3(3):53-58.

第2篇:硫化氢碘量法的基本原理范文

【关键词】石油产品 硫含量 测定方法

石油产品不可避免含有硫,硫含量是石油和石油产品的重要参数之一。因为原油的加工方式不同等因素,硫的形态各不相同,硫对石油产品的影响显著,通常表现在抗氧性、腐蚀性、性、安定性上。石油产品中的硫可以分为两种:活性硫化物和非活性硫化物。活性硫化物主要分布在轻质油中,是在加工过程中由石油中的含硫化合物产生的,活性硫化物能直接与金属作用而腐蚀设备。非活性硫化物的化学性质比活性硫化物稳定,但受热后会分解成硫化氢,这对大气环境是一种严重污染,还会对机器设备造成严重腐蚀,所以说非活性硫化物是间接腐蚀设备的。此外,硫含量还会影响到石油产品的储存安定性,可以加速油品变质,还可能造成某些金属催化剂中毒。但是硫的存在并不是都产生不利影响,有时硫的存在是有利的,当石油产品的性质需要改善时,就可以加入非活性硫化物来实现。因此,对石油产品中的硫含量进行准确测量是十分重要的,本文将具体介绍几种石油产品硫含量的测定方法,并提出选择方法的一些原则,希望能抛砖引玉,促进石油产品硫含量测定的发展。

1 硫含量测定方法介绍

1.1 燃灯法

燃灯法GB/T 380适用于轻质石油产品的测定,并且产品雷德蒸气压力不高于80kPa,如我们常见的汽油、煤油、柴油等产品。其方法是将石油产品在灯中燃烧生成二氧化硫,由碳酸钠水溶液吸收燃烧生成的二氧化硫,过量的碳酸钠溶液用盐酸标准溶液滴定测定。对于柴油要经过稀释处理。本方法所需仪器设备较简单,因此被经常使用,但是也有测定时间较长的缺点,再加上人为影响因素较多,如果任何一个细节出现问题,后续过程都会出错。

方法特点:①燃烧过程必须完全,冒烟或燃烧不完全会导致挥发损失,挥发损失将使测定结果偏低。②被作为仲裁方法使用。③取样量一般控制在汽油4~5mL,柴油1~2mL。④耗时较长,单次实验时间在2小时左右。

1.2 能量色散X射线荧光光谱法

能量色散X射线荧光光谱法GB/T17040的适用范围是硫含量在0.05%~5%的石油产品的测定。这种方法的原理是把样品置于从X射线源发射出来的射线束中,样品中的硫在射线束中能吸收能量,再发射能量为 2.3 keV的x射线荧光,这些激发能量可以从放射性源或者从X射线管中得到,测定其特征谱线强度,计算累积强度,通过与预先制备好的校准样品的强度对比,就可以得到硫含量,硫含量是用质量百分浓度表示的。目前,本方法的测定仪器有着相当高的自动化程度,操作起来十分简单,只需在样品池中放入4~10mL样品,选择标定好的标准曲线和测定时间,测定仪器就可以自动测定,并打印结果。此外,这种方法还用于多种石油产品元素的测定,且测量过程中,不对试样做燃烧、裂解氧化、稀释等变性处理,所以大大降低了实验误差,成为石油行业最常用的油品元素分析方法。

1.3 电量法

电量法SH/T 0253适用于硫含量范围为0.00005%一0.1%的轻质石油产品测定。本方法的测定原理是将样品在裂解管气化段气化,在燃烧段裂解氧化,使得样品中的硫转化为二氧化硫,并随着载气进入滴定池。滴定池的电解液中的碘离子与二氧化硫发生反应,碘离子慢慢被消耗,浓度就会降低,此过程产生的信号被微库仑仪放大,进而发生电解反应,消耗的碘离子将会得到补充。

方法特点:①试验时间较短,仪器调节得当后,测定一个样品只需2分钟左右,大批量样品测定时尤其突出其优势。②本方法灵敏度高,适用于硫含量很低的样品。③本方法对操作条件要求十分严格,气体流量、仪器的温度和滴定池的要求都有明确的规定,标样收率必须达到75%,这些标准达到后才可进行正式试验,所以对测定员业务素质要求也更高。

1.4 镍还原法

镍还原法SH/T0252适用于汽油馏分和苯、重整原料中所含微量硫的测定。这种方法的原理是以活性镍作为催化剂,在催化剂作用下进行样品脱硫,将试样中的硫转化成硫化镍,然后用盐酸分解硫化镍,产生的硫以硫代氢逸出,用氢氧化钠丙酮溶液收集硫以硫代氢,用乙酸汞标准溶液进行滴定,就可以求出准确的硫含量。这种方法结果准确,目前也有应用。

1.5 管式炉法

管式炉法GB/T 387适用于硫含量范围大于0.1%的深色石油产品的测定。这种方法的主要原理是将试样在空气流中燃烧,生成的亚硫酸酐用过氧化氢和硫酸溶液吸收,亚硫酸酐与溶液反应生成的硫酸用氢氧化钠标准溶液进行滴定,从而测得硫含量。

方法特点:①试样燃烧要求要完全,燃烧产品要被充分吸收。②试验系统的气密性要好,如果漏气会使测定结果偏低。③本方法测定耗时较长,从样品燃烧到滴定完成,需要1小时左右。④对含氯、磷的试样不适用。

1.6 高温法

高温法SH,T 0172适用于硫含量范围不低于0.006%的油和沸点高于177℃时石油产品总硫量的测定。这种方法的原理是将试样在足够高温的氧气流中燃烧,97%的硫生成二氧化硫,一个装有碘化钾和淀粉指示剂酸性溶液的吸收器将二氧化硫吸收,吸收器中溶液呈现蓝色,随着燃烧的不断进行,当蓝色逐渐退去,再用碘酸钾标准溶液进行滴定,从而得到燃烧期间消耗标准溶液的体积数,就可以测定出硫含量。

2 石油产品中硫测定方法的选择

石油产品种类繁多,加工工艺复杂,用途广泛,所以对不同种类的石油产品,硫含量的测定方法不尽相同。引起这种差异的原因主要有:第一,由于石油产品的种类不同而测定方法不同;第二,根据石油产品中含硫量的多少,石油产品分为高硫石油产品、低硫石油产品、痕量硫石油产品。每种硫量测定方法有着不同的灵敏度和准确度,所以往往根据这些特点来选择合适的测定方法。

石油产品有不同的生产工艺、基本性质,了解这些方面的具体信息是采用合适方法的前提,只有充分了解样品中硫的存在形态、大致的含量范围,才能从众多的石油产品硫含量测定方法中做出选择。有时我们还要考虑时间效率和成本因素,实现石油产品硫含量测定的经济价值。但是,众所周知,每一种方法在显示其优势的同时必然存在一定程度的误差,进行硫含量测定时我们通常会对结果进行必要的分析校正,以保证测定结果的准确程度。

参考文献

[1] 史文权,胡莉莉.硫含量测定方法的对比考察.内蒙古石油化工,2010,36(20)

[2] 邹惠玲.石油产品硫含量测定方法.山东电力高等专科学校学报,2008(2)

第3篇:硫化氢碘量法的基本原理范文

关键词:农药;代森锰锌可湿性粉剂;沸腾时间;含量

中图分类号:TQ450.7 文献标识码:A 文章编号:1003—6997(2012)17—0025—02

农药代森锰锌是代森锰和锌离子的结合物,属于有机硫类保护性杀菌剂,它可抑制病体内丙酮酸的氧化,从而起到杀菌作用,具有高效、低毒、病菌不易产生抗药性等特点,且对果树缺锰、缺锌症起到治疗作用,是一种优良保护性广谱杀菌剂。所谓保护,就是为植物提供锌(Zn)元素,解决植物缺锌症状,增强抵抗病害能力,从而起到杀菌作用。代森锰锌主要用于防治蔬菜霜霉病、炭疽病、褐斑病等,是防治番茄早疫病和马铃薯晚疫病的理想药剂,防效分别为80 %和90 %左右。对多菌灵产生抗药性的病害,改用代森锰锌可收到良好的防治效果。一般作叶面喷洒,隔7~10 d喷1次,也可用作种子处理。农药代森锰锌在农业生产中具有很重要的作用,但是关于农药代森锰锌的质量监督检测所依据的方法GB20700—2006不够科学和严谨,本文即针对该检测方法所存在的问题进行说明。

1 检测原理

检测农药代森锰锌粉剂所用的方法是GB20700—2006,

试样为代森锰锌可湿性粉剂。试样于煮沸的氢碘酸—冰乙酸溶液中分解,生产乙二胺盐、二硫化碳及干扰分析的硫化氢气体。先用乙酸铅溶液吸收硫化氢,继之以氢氧化钾—甲醇溶液吸收二硫化碳,并生产甲基磺原酸钾,二硫化碳吸收液用乙酸中和后立即以碘标液滴定。反应方程式:

(C4H6N2S4Mn)x(Zn)y+4xH++2xI—─xIH3NCH2CH2NH3I

+2xCS2+xMn2++yZn2+

CS2+C2H5OK─C2H5OCSSK

2C2H5OCSSK+I2─C2H5OC(S)SSC(S)OC2H5+2KI

2 实验方法与结果

2.1 试剂和溶液

甲醇(GB678);冰乙酸(GB676)溶液:36 %(V/V);氢氧化钾(GB2306)甲醇溶液:110 g/L,使用前配制;氢碘酸(HG3—952)冰乙酸溶液:45 %氢碘酸溶液与冰乙酸13︰87(V/V)相混合,使用前配制;乙酸铅(HG3—974)溶液:100 g/L;碘(GB675)标准滴定溶液:c(1/2I2)=0.10 mol/L,按GB601配制和标定;淀粉指示液:10 g/L,按GB603中4.5.20条配制;酚酞指示液:10 g/L,按GB603中4.5.22条配制。

2.2 测定步骤

称取约含代森锰锌0.20 g的试样(精确至0.0 001 g)置于干净的圆底烧瓶中,保持温度70~80 ℃,第一吸收管加50 mL乙酸铅溶液,第二吸收管加50 mL氢氧化钾—甲醇溶液,连接分解吸收装置,检查装置的密封性。打开冷却水,开启抽气源,控制抽气速度,使气泡均匀稳定地(以每秒2~6个气泡)通过吸收管。

通过长颈漏斗向圆底烧瓶加入50 mL氢碘酸—冰乙酸溶液,摇动均匀。同时立即快速加热烧瓶,小心控制防止反应液上升至进样管,保持微沸50 min,拆开装置,停止加热,取下第二吸收管,将内容物用200 mL水洗入500 mL锥形瓶中,以酚酞指示液检查吸收管,洗至管内无内残物,用36 %冰乙酸溶液中和至酚酞退色,再过量3~4滴,立即用碘标准滴定溶液滴定,同时不断摇动,近终点时加3 mL淀粉指示液,继续滴定至溶液呈浅灰紫色。同时作空白测定。

2.3 计算

代森锰锌质量百分含量x1按下式计算:

式中:V1─滴定试样消耗碘标准滴定溶液的体积,mL;

V2─滴定空白消耗碘标准滴定溶液的体积,mL;

m─试样的质量,g;

c─碘标准滴定溶液的实际浓度,mol/L;

0.1355─与1.00 mL碘标准滴定溶液〔c(1/2I2)=1.000 mol/L〕相当的,以克表示的代森锰锌质量。

2.4 实验结果

在测定步骤中“……小心控制防止反应液冲出,保持微沸50 min,拆开装置,停止加热,取下第二吸收管……”,依据上述原理、使用上述所规定的试剂和溶液,现保证其他实验条件尽量不变(根据标准GB20700—2006代森锰锌可湿性粉剂4.3.5测定步骤)按照规定检测,利用不同的保持沸腾时间,对不同含量的样品的代森锰锌含量进行测定。

测定试验用的代森锰锌样品都是试验室已经测试过的已知含量的样品。保持微沸时间分别为50、70、90、110、130、150 min,时间与所检测样品含量所存在的关系见表1。

表2是所测样品的微沸时间160、170、180、190、200、250 min与代森锰锌的含量的对应值,试验数据如下。

3 结果分析

第4篇:硫化氢碘量法的基本原理范文

关键词:污水;硫化物;乙酸锌;检测方法

中图分类号:TE08文献标识码: A

水中硫化物是指溶解性的H2S、HS-、S2-,存在于悬浮物中的可溶性硫化物、酸可溶性金属硫化物以及未电离的有机、无机类硫化物。该类物质易从水中逸散于空气,且气味恶臭,严重污染大气,危害人体健康。污水中硫离子会影响污泥的活性,浓度过高(S2-超过1~2mg/L)会引起丝状硫磺细菌的过量繁殖,导致丝硫菌污泥膨胀,甚至造成污泥的中毒,对污水处理造成严重的影响,因此需要及时检测出硫化物的含量,采取应对措施,防止出水水质恶化。

一、污水中硫化物危害

(一)腐蚀作用

首先,硫化氢可与铁在水中由非生物学氧化而生成的Fe2+起作用,形成FeS和Fe(OH)2,这是造成铁管锈蚀的主要原因,这个过程称为铁的无氧腐蚀,其反应过程如下:

4Fe+8H2O――4Fe2+4H2+8OH(非生物学)

4H2+SO24――H2S+2H2O+2OH(脱硫弧菌的作用)

4Fe2++H2S+8OH――Fe+3Fe(OH)2+2H2O(非生物学)

其次,H2S在潮湿条件下,会被细菌氧化成亚硫酸(H2SO3)及硫酸(H2SO4),从而具有腐蚀性,硫酸能腐蚀混凝土中暴露出来的钢筋及碳酸钙,其反应式如下:

H2SO4+CaCO3――H2CO3+CaSO4

最后,由于大部分金属硫化物的溶度积很小,当金属长期暴露于含硫化物的溶液中时,极易产生锈斑,甚至不锈钢有时都难以幸免

(二)对生物的健康造成的影响

污水当中的硫化物对人与动、植物的健康也有影响,相关数据表明,在饮用水中硫化氢浓度即使低到0.07mg•m3也能影响水的味道。由于硫化氢是与氰氢酸具有同样水平的毒性物质,当水中硫化氢浓度达到0.15mg•m3,即影响新放养的鱼苗的生长和鱼卵的成活。硫化氢对高等植物根的毒害也很大,3~4.5mg•m3即对柑橘类根产生影响。鱼类接触24h后,也有毒性。

二、水样预处理

由于还原性物质,例如硫代硫酸盐、亚硫酸盐和各种固体的、溶解的有机物都能与碘起反应,并能阻止亚甲蓝和硫离子的显色反应而干扰测定;悬浮物、水样色度等也对硫化物的测定产生干扰。若水样中存在上述这些干扰物时,必须根据不同情况,主要按照下述方法进行水样的预处理。

(一)乙酸锌沉淀-过滤法

当水样中只含有少量硫代硫酸盐、亚硫酸盐等干扰物质时,可将现场采集并已固定的水样,用中速定量滤纸或玻璃纤维滤膜进行过滤,然后按含量高低选择适当方法,直接测定沉淀中的硫化物。

(二)酸化―吹气法

若水样中存在悬浮物或浑浊度高、色度深时,可将现场采集固定后的水样加入一定量的磷酸,使水样中的硫化锌转变为硫化氢气体,利用载气将硫化氢吹出,用乙酸锌―乙酸钠溶液或2%氢氧化钠溶液吸收,再行测定。

(三)过滤―酸化―吹气分离法

若水样污染严重,不仅含有不溶性物质及影响测定的还原性物质并且浊度和色度都高时,宜用此法。即将现场采集且固定的水样,用中速定量滤纸或玻璃纤维滤膜过滤后,按酸化吹气法进行预处理。预处理操作是测定硫化物的一个关健性步骤,应注意既消除干扰物的影响,又不致造成硫化物的损失。

三、检测方法以及比较

污水硫化物含有溶解性的H2S、HS-、S2-,常规处理含硫水样的预处理方法,有酸化-吹气法、过滤-酸化-吹气分离法、乙酸锌-过滤法等,常规检测方法有亚甲蓝比色法、碘量滴定法、离子选择电极法、和间接原子吸收法和气相分子吸收法等。在国标中规定的方法一般为酸化吹气法,该方法预处理方法过程是在水样中加入10mL的1+1的磷酸酸化,使水样中的硫化物转变成硫化氢气体,利用高纯氮气,将硫化氢气体吹出,吹气的时间为45min,用乙酸锌-乙酸钠溶液吸收吹出的硫化氢气体。同时采用65~80℃的水浴温度加热烧瓶,提高污水中硫化氢的回收率。实践得出,该测定方法时间长,气密性较难控制,否则存在较大的误差,回收率严重偏低,影响了实验的速度和测定结果的准确性。目前普遍使用的过滤方法是气体硫化氢通过吸收液吸收。水样通过微孔滤纸过滤沉淀后,用化学方法滴定测出含量,该方法在污水行业和含硫较高的厂矿企业废气检测中使用比较普遍,但该方法受操作条件和吸收仪器的影响比较大,所以测定中需要同步进行加标回收和平行样的操作。过滤方法对污水中S2-检测,首先将现场采集并已固定的水样,用中速定量滤纸和玻璃纤维滤膜进行过滤,然后按含量的高低选择适当方法,经预处理后测定沉淀的硫化物。但是该方法受水样硫代硫酸盐、亚硫酸盐和不溶固体中硫化离子的影响,使测定的结果严重偏低。

高速离心方法是处理城市生活污水检测中得出的一种方法,虽然对于色度比较高的水样不适用,但是该方法比酸化吹气法回收稳定,误差小,测定过程易控制且节省时间;而与过滤方法比较,减少了水样中不溶固体中硫化离子的流失,测定结果相对准确。

三、高速离心法

高速离心方法是将硫离子富集后分离的一种方法,乙酸锌溶液与水样中的硫离子作用生成的硫化锌悬浊液,将处理后得到的硫化锌富集,倒去上清液,加入碱性无二氧化碳水到一定体积,再与显色剂溶液作用,充分显色反应后,通过分亮度计或比色方法检测出污水中硫化物的含量。该方法稳定可靠、简便、现场操作性强,在郑州某污水处理厂化验检测部门已经得到实践验证。

(一)测定需用的仪器,设备、试剂

1、高速离心机一台,200mL的离心罐,比色管,比色皿等。

2、乙酸锌溶液:称取220g乙酸锌(Zn(CH3COO)∙2H2O),溶于水并稀释至1000mL,若浑浊须过滤后使用。

3、0.2%对氨基二甲基苯胺溶液,称取2g对氨基二甲基苯胺盐酸盐溶于700mL水中,缓缓加入200mL硫酸,冷却后,用碱性无二氧化碳水稀释至1000mL。

4、助色硫酸铁铵溶液;称取25g硫酸高铁铵(FeNH4(SO4)2∙12H2O)溶解于含有5mL硫酸的水中,稀释至200mL。

5、碱性无二氧化碳水。将蒸馏水煮沸15min后,加盖冷却之室温,然后加NaOH溶液,调节水pH到8。

(二)具体操作步骤

1、取200mL水样放入离心罐。加入2mol/L(1/2(AC)2)碱性乙酸锌溶液2mL,加盖密封,倒置摇匀。

2、离心罐放到高速离心机上进行固液分离;然后静置几分钟,将上清液的倒掉150mL左右的,向离心罐加入碱性无二氧化碳水(pH约为8)至200mL。

3、加入对氨基二甲基苯胺5mL,密塞,倒置几次,再加入硫酸铁铵溶液1mL,立即密塞,放到离心机离心。

4、离心后静置几分钟后,转移一定量的显色后的上清液溶液到50mL的比色管中。

5、用纯水做参比验证,以经过以上(1、2、3)步骤处理后,在665nm做空白校正后测定水样。

6、计算过程:硫化物(S2-,mg/L)=m/v式中:m―从校正曲线上查出的硫量(mg);v―水样的体积(L)。

(三)精密度和准确度

实验室对污水处理厂废水的数次检测试验中,其重复性相对偏差为率10%,加标回收率在85%~115%。

(四)方法的使用范围

本法最低检出的浓度0.02mg/L(S2-),测定上限为1.0mg/L(S2-),一般城市生活污水中的硫离子浓度在1mg/L(S2-)以下。

(五)注意事项

1、污水当中的硫化物基本上都较低,因此在操作中要求严密,减少流失。

2、不同污水当中成分不同,因此需要做加标回收试验与平行样。

3、当水样中含有工业污水成分较高,且含有不溶性物质及影响测定的还原性物质,浊度和色度也高时,在亮度检测会产生很大干扰,该方法不适用,可以用中速定量滤纸或玻璃纤维滤膜过滤后,按酸化―吹气法进行预处理测定含硫量。

4、实验检测范围限于以城市生活污水为主的废水,当污水中含硫较高,可在水样中加入硫酸锌溶液离心沉淀,滤纸过滤后,将硫化锌沉淀和滤纸一并放到碘量瓶溶解并摇碎,然后加入碘标液和盐酸溶液,用硫代硫酸钠滴定来测定硫化物的含量。

5、绘制标准曲线时,标准曲线样点要采取与水样同步骤的操作,同时对水样要做空白试验和回收率的测定。

四、结语

污水中的硫化物对环境以及人体的危害极大,因此必须要做好污水中硫化物的检查工作,确保检测数据的准确性,而高速离心法稳定可靠、简便、现场操作性强,适合在污水硫化物的检测中推广和应用。

参考文献:

[1]黄汉青,朱社均.浅析污水中硫化物的监测及治理方法[J].硅谷,2009,(23).

第5篇:硫化氢碘量法的基本原理范文

关键词:氧化还原反应;变价元素;化合价变化;歧化反应;归中反应

文章编号:1005–6629(2014)2–0065–03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

最近分析研究上海市“东华杯”化学竞赛1996~ 2012年的几份决赛试题第二卷时,发现在试题中有一类频繁出现的题——根据题意写出有关化学方程式或离子方程式。这类问题大部分应用氧化还原反应的原理解决,其中的难点是:变价元素化合价的确定,即变价元素在反应中的产物判断。

变价元素在反应中的产物判断常可分成两类:一是歧化反应、归中反应;二是多种变价元素在同一个氧化还原反应中出现。

1 只有一种元素化合价变化,即歧化和归中

不管是何种反应均要求我们熟悉元素的常见价态,比如变价较多的氯元素(-1、0、+1、+3、+5、+7)、硫元素(-2、0、+4、+6)、氮元素(-3、0、+1、+2、+3、+4、+5)以及碳元素(-4、0、+2、+4)、铁元素(0、+2、+3)等,当题目中出现非常见价态时,假设该价态成立。

歧化反应产物判断的难点是元素的价态变化和氧化性的强弱判断,而多数原因是后者。

例1 已制得的氯的氧化物有Cl2O、ClO2、Cl2O6、Cl2O7等。

(1)氯气与HgO反应可制得Cl2O,试写出该反应的化学方程式。

(2)KClO3与浓硫酸可制得ClO2。试写出该反应的化学方程式。

(3)写出Cl2O6与KOH反应的化学方程式。

分析:第一小题的分析很关键,突破该小题的难点,第二、三小题其意自现。第一小题可能会写出如下两个反应:Cl2+HgOHg+Cl2O;Cl2+2HgOHg2O+Cl2O,从电子得失角度分析,这两个反应似乎都是对的,进一步思考,当氯气被氧化时,说明遇到了氧化性比它强的氧化剂,而这两个反应中的氧化剂均为HgO,反问一句,HgO的氧化性强于Cl2吗?显然,这是不能成立的。那么,在这种情况下,氯气只能自己氧化自己,即这是个歧化反应。

这样的例子有很多:水的氧化性强于氯气吗?不可能,那么氯气和水的反应中,它只能自己氧化自己。二氧化碳的氧化性强于过氧化钠吗?不可能,那么过氧化钠和二氧化碳的反应中,它只能自己氧化自己。氢氧化钾的氧化性强于硫吗?不可能,那么硫和氢氧化钾的反应中,它只能自己氧化自己。这类反应只要比较一下两种物质氧化性的强弱,难题就会迎刃而解。

叠加①②式,即可得到最后的反应方程式:3NF3+ 5H2O9HF+HNO3+2NO

化学学科中的核心知识:氧化还原反应、异电相吸、质量守恒定律,在该题中反映得淋漓尽致。

2 同一氧化还原反应中,多种变价元素化合价发生变化

当同一个氧化还原反应中有多种变价元素价态变化时,产物判断的工具主要是:氧化性、还原性强弱的比较和“上下楼梯考虑法”即就近原则。

例4 写出碘与氯水反应生成+5价碘的化学方程式,标出电子转移的方向和数目。

分析:题目中给出的已知条件“生成+5价碘”大大降低了本题的难度。如果题中没有这一条件的话,解决本题的几个步骤:

(1)题中的碘元素和氯元素均是具有变价的ⅦA族元素,碘元素常见价态参考氯元素;

(2)氯气的氧化性强于碘单质,因此,在此反应中氯气作氧化剂化合价降低生成HCl;

(3)碘元素化合价升高,升至何种价态呢?解决这一问题,回归至氧化还原反应的价态变化。

元素在被氧化的过程中,化合价升高一般是就近原则,即每一次被氧化至它的相邻高价态,就像是在“踏踏实实地,一步一个脚印地爬楼梯”,若相邻高价不能稳定存在,则继续被氧化,化合价继续升高,直到它能稳定存在为止。这一题中,碘单质被氧化到+1价的HIO,次碘酸不稳定,继续升高到+3价的HIO2,亚碘酸是极不稳定的物质,至今都没有制取到,碘元素化合价继续升高到+5价的HIO3,碘酸能稳定存在,所以,它的产物是碘酸。

纵观硫及其化合物的相互转化关系,物质之间的变化主要通过化合价的变化实现。硫元素在被氧化的过程中,化合价逐步上升至相邻高价;在被还原的过程中,化合价逐步降低至相邻低价。

例外的是标示数字①和②的两个反应。①是硫化氢气体的充分燃烧,看似硫元素的化合价由-2价升高到了+4价,按照上述原则,硫元素必然经过0价,那它为什么不在0价停留?氧气充足,硫单质继续被氧化,+4价的产物SO2才能稳定存在。

②是工业制硫酸的第一步反应,假设FeS2中的硫元素为-1价成立,按照上述原则,煅烧硫铁矿的产物是单质硫,空气充足,单质硫继续被氧化,直至变为稳定存在的SO2。那在氧气充足的情况下为什么就没有被氧化为+6价而生成SO3呢?这与反应条件、活化分子的多少有关,SO2转化为SO3必须要有催化剂的参与。

(2)氮及其化合物之间的相互转化:

所选物质均为氮元素常见价态代表物。在氮元素被氧化的过程中,基本遵循升高至相邻价态的原则。标示数字①的反应出现了化合价的跳跃,为什么?氨气是由氮气制得的,再由氨气去制取氮气,有意义吗?用催化剂使氮元素继续被氧化。

与此相似,当氮元素在被还原的过程中,同样降到它的相邻价态。标示数字②的反应出现了化合价的跳跃。为什么稀硝酸和铜的反应中生成的是NO而不是NO2?可以理解为:硝酸越稀,水越多,NO2和水反应了。当然,在有硝酸参加的反应中,还要考虑硝酸的浓度对其氧化性强弱的影响,硝酸的浓度越小,氧化性越弱,生成的产物价态越低。

类似的反应有:氯气氧化单质铁,为什么铁元素化合价不是升高到+2价?氯气的氧化性比三价铁氧化性强,它只能以+3价的产物存在。碳在足量氧气中燃烧,为什么生成的产物是二氧化碳呢?不难发现,碳先生成了一氧化碳,而一氧化碳在氧气中还能继续燃烧,所以它的产物就只能是二氧化碳了。

综上所述,当氧化还原反应中出现了变价元素时,我们要提取题目中有用的信息,分析其化合价变化的可能情况,结合氧化性、还原性的强弱,回归氧化还原反应的实质,判断反应产物。

参考文献:

第6篇:硫化氢碘量法的基本原理范文

[关键词] 亚硫酸盐 使用 限量标准 检测方法

随着我国人民生活质量的提高,食品安全问题日益引起人们的高度重视。自20 世纪80 年代起,食品中亚硫酸盐的安全性引起了越来越多的关注。许多国家对食品中的二氧化硫和亚硫酸盐含量规定了最大使用量和最大残留限量,并且建立了多种亚硫酸盐的测定方法。加强对食品中二氧化硫及亚硫酸盐的监督和检测已成为食品安全的重中之重,研究与应用二氧化硫及亚硫酸盐含量的测定技术,是实现监督管理的有效措施之一。

1.亚硫酸盐概述

1.1亚硫酸盐的使用

亚硫酸盐是一类很早即在世界范围内广泛使用的食品添加剂:可作为食品漂白剂、防腐剂;在食品工业中,亚硫酸盐的添加形式包括:亚硫酸氢钠(NaHSO3)、低亚硫酸钠(Na2SO5和Na2SO5以不同比例混合)、焦亚硫酸钾(K2S2O5 )、亚硫酸钠(Na2SO3)、二氧化硫(SO2)和硫磺(S)等。 亚硫酸盐作为一种食品添加剂,被广泛地用于食品加工中,一些不法商贩在利益的驱使下,在食品中大量地添加亚硫酸盐导致二氧化硫超标的主要来源。

1.2亚硫酸盐的危害 亚硫酸盐易与食品中的糖、蛋白质、色素、酶、维生素、醛、酮等发生作用,并以游离型和结合型的二氧化硫残留在食品中。大量使用亚硫酸盐类食品添加剂会破坏食品的营养素[1]。另外二氧化硫毒性研究的最新报道显示,二氧化硫是一种全身性毒物,它对脑组织、肺、心脏、胃、血液、红细胞、肝脏、脾脏、雄性生殖系统等都有对应的毒性[2] 。所以二氧化硫超标食品将严重危害着食用者的身体健康。这类添加剂一旦使用过量,并且无后序的二氧化硫清除技术,必然会导致二氧化硫残留超标。这不仅会破坏食品的品质,而且会严重影响消费者的健康。因此对食品中二氧化硫的检测势在必行。

1.3 我国对亚硫酸盐的限量标准

世界卫生组织(WHO)规定SO2每人每日容许摄入量( ADI) 为0 ~ 0. 7 mg /kg。我国在《食品添加剂使用卫生标准》GB/T 2760-2011[3]里对亚硫酸盐的限量标准做了明确的规定。最大使用量以二氧化硫残留量计(g/kg)。如:经表面处理的鲜水果、盐渍的蔬菜、蔬菜罐头(仅限竹笋、酸菜)、半固体复合调味料、果蔬汁(浆)为0.05 g/kg,蜜饯凉果为0.03 g/kg,食用淀粉为0.03 g/kg、淀粉糖(果糖、葡萄糖、饴糖;部分转化糖,包括蜜糖等)为0.04 g/kg;水果干类、可可制品、巧克力和巧克力制品(包括类巧克力和代巧克力)以及糖果、食糖、粉丝、粉条、饼干为0.03 g/kg,腐竹类(包括腐竹、油皮)为0.4 g/kg;干制蔬菜(仅限脱水马铃薯)为0.4 g/kg,干制蔬菜为0.2 g/kg,啤酒和麦芽饮料为0.01 g/kg,葡萄酒、果酒0.25g/L。

2.测定方法

目前,应用于食品中二氧化硫检测的方法有比色法、滴定法、色谱法和其他一些新的检测方法等。

2.1比色法

2.1.1盐酸副玫瑰苯胺法比色法

此方法为国标GB/T 5009.34-2003中的制定的仲裁方法。该方法利用亚硫酸盐与四氯汞钠形成稳定络合物后,再与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺生成紫红色络合物,在波长550nm处测定溶液吸光度,与标准曲线比较后定量。此法是比较经典的方法,被广泛采用,具有操作简单,准确,灵敏度高,再现性良好等特点,是实际检测中最常用的方法。但也存在许多不足。如:剧毒试剂四氯汞钠的使用,对人及环境造成危害。对于水不溶性样品检测时间太长,二氧化硫标准溶液不稳定,必须现用现配。另外本身有红色或玫瑰色的样品,如葡萄酒等,则在550nm测定波长产生干扰。针对以上缺点,许多检测者对此方法进行改进,并取得一些进展。为减少四氯汞钠对操作者的伤害及对环境的污染,往往采用其他毒性较低的物质,如乙二胺四乙酸二钠缓冲液、甲醛缓冲液、三乙醇胺吸收液等来代替四氯汞钠溶液作为二氧化硫的吸收液。 如:周晓琴[4]等采用无毒的三乙醇胺替代有剧毒的四氯汞钠溶液,结果表明,在相同的实验条件下操作简便、检测效果良好。

2.1.2蒸馏比色法。 为避免某些样品自身颜色过深,对550nm处的测定波长产生干扰,往往采用蒸馏法对样品进行前处理。黄锋[5]等用甲醛吸收液吸收经蒸馏释放出的二氧化硫,再用还原光度法测定。结果发现该方法简便、准确、重复性好,用于葡萄酒中二氧化硫残留量的测定,结果令人满意。

2.2 滴定法

2.2.1蒸馏一碘量法。

蒸馏―碘量法为国标GB/T 5009.34-2003中的制定的第二标准分析方法。此方法利用密闭容器中对样品进行酸化并加以蒸馏,释放出其中的二氧化硫,用乙酸铅溶液吸收,再以碘标准溶液滴定。蒸馏碘量法与盐酸副玫瑰苯胺比色法比较具有很大的优越性。因为采用蒸馏法对样品进行前处理,可以有效地避免样品本底的干扰,也不受样品颜色干扰和汞污染,具有测定范围宽,设备简单,操作方便,易于掌握等特点。但是蒸馏时间较长,对于一些特殊样品,如大蒜,姜等制品,由于其中存在挥发性芳香物,碘溶液滴定到终点时蓝色极不稳定,易褪色,不能保持30秒,终点很难判定。对此许多检测者正想办法对蒸馏―碘量法进行改进。

2.2.2蒸馏一碱滴定法。

蒸馏―碱滴定法是将样品样品酸化后在氮气流中加热蒸馏,利用氮气导出二氧化硫,并随氮流通过过量氢氧化钠溶液而被吸收氧化成硫酸,用标准氢氧化钠溶液滴定即可测定样品中亚硫酸盐总量。该方法属于快速分析方法,取样量从10克到100克可灵活掌握,检测范围宽,避免了因亚硫酸盐分布不均而导致的结果重复性差的想象,且蒸馏时间短,滴定时变色灵敏,终点易判断,广泛用于各类食品的检测。但也存在缺陷,需专门全玻璃仪器,且易损坏。对于含有有机酸的样品,由于产生挥发性有机酸,对测定存在误差[6]。

2.2.3直接碘量法。

直接滴定碘量法原理是样品中的被测成分(包括游离和化合二氧化硫)在碱液中失去结合力,被固定为亚硫酸盐再加入酸使二氧化硫游离,用碘标准溶液滴定,根据所消耗的碘标准溶液量计算出样品中的二氧化硫含量。该法操作简单,快速,不需特殊装置,特别适用于测定无色样品的亚硫酸盐。但在短时间内即可定量,但重现性差。样品中含有甲醛类也和碘作用,使测定值偏高。对于一些特殊样品,如萝卜、辣椒中含有硫化物成份,对测定有干扰。

2.3 色谱法

2.3.1离子色谱法

离子色谱法的原理是,食品中亚硫酸盐在酸性条件下被蒸馏游离出来,被酸性过氧化氢吸收液氧化为硫酸盐,离子色谱法测定硫酸盐含量后换算成亚硫酸盐含量。离子色谱法具有操作简单、灵敏度高,稳定性好,人为误差小,实用性强,对人及环境无污染等特点。可在高基体浓度下检测低浓度成分,减少或免除样品的提纯,可同时测定多组分和分析不同化合价态,从而弥补了经典化学方法和其他仪器分析手段的不足。所以越来越受到人们的重视,是近期研究热点[7] 。

2.3.2气相色谱法

气相色谱法将食品中的游离亚硫酸和总亚硫酸分别用酒石酸提取液提取后,取出一定量在密封容器中使之成为酸性挥发亚硫酸,取顶空气体,注入附有火焰光度检测器(FPD)的气相色谱仪中进行定量。王晓云等[8]通过将膨化大枣中的结合态二氧化硫在酸性条件下转化为二氧化硫气体,取顶空气体进行气相色谱分析。通过测定气相中二氧化硫的含量,间接测定样品中的二氧化硫含量,结果也非常满意。本方法具有操作简便、快速、准确、灵敏度高等优点。

2.3.3液相色谱法

液相色谱测定食品亚硫酸盐研究很少。早期卫锋等[9]建立了测定葡萄酒中总亚硫酸盐的高效液相色谱方法。徐琴[10]等固相萃取一柱后衍生一反相高效液相色谱法测定脱水蒜粉中的亚硫酸盐。但色谱法由于需专门的仪器,代价比较昂贵,不易推广,且也无法做到现场快速检测。

2.4 其他检测方法

用于分析食品中亚硫酸盐的的方法还有电化学法、单扫示波极谱法[11]、化学发光法[12]、酶光度分析法、溶液电导法和紫外脉冲荧光法等,甚至还有一些快速检测试剂盒[13]。

3.总结

近年来,食品中超量使用及滥用亚硫酸盐的现象较为严重,加强对其监督和柃测己成为急需解决的问题,研究与应用二氧化硫及亚硫酸盐含量的快速测定技术,是实现监督管理的有效措施。食品安全的保障依赖于可靠的质量监控,这就迫切需要研究出能满足实际需求现场快速、准确检测技术。不同食品中亚硫酸盐含量测定方法不尽相同,应根据各自的特点,选择合适的分析方法,研制出快速、准确、灵敏的分析方法将是分析工作者的一项重要任务。

参考文献:

[1] 周德庆,张双灵,辛胜昌,亚硫酸盐在食品加工中的作用及其应用[J].食品科学,2004,25(12):198―201.

[2]刘东奇,陈华成,杨雪丽,二氧化硫对机体各组织器官毒性作用的研究进展[J] . 畜牧兽医杂志,2008,27(1):37―39.

[3] GB/T 2760-2011,食品添加剂使用卫生标准.

[4]周晓琴. 食品中亚硫酸盐测定方法的改进[J].凯里学院学报,2010,03:64―65.

[5]黄锋, 陈岚,蒸馏-还原光度法测定葡萄酒中二氧化硫残留量的研究[J] .饮料工业,2010,3,31―33.

[6]陆 磊,食品中亚硫酸盐测定方法的研究与探讨[J]甘肃科技,2011,11:84―85.

[7]黄惠玲,王玉健,卓海华等,食品中亚硫酸盐的离子色谱法测定[J].分析实验室2009,08:15―18.

[8] 王晓云,龚汉卿,王明林.顶空气相色谱法测定膨化大枣中的亚硫酸盐含量[J].山东化工,2007,36:36―38.

[8]王晓云,龚汉卿,王明林等,顶空气相色谱法测定膨化大枣中的亚硫酸盐含量[J]山东化工,2007,36,36―38.

[9]卫锋, 陈明生, 于,玲, 常 丽,李冬敏,高效液相色谱―荧光检测法测定葡萄酒中总亚硫酸盐[J]色谱1991,11,583―585.

[10]徐琴,王凤美,牟志春等,固相萃取一柱后衍生一反相高效液相色谱法测定脱水蒜粉中的亚硫酸盐[ J]分析试验室,2009,28(10):120―122.

[11]汤晓勤; 向仕学; 伍霞; 何易玲,单扫描极谱法测定糖类等食品中亚硫酸盐[J] 医药卫生科技,2001,04,72―74.

第7篇:硫化氢碘量法的基本原理范文

关键词:制药废水;污水站;工艺方案

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)29-0173-02

伴随我国经济的快速发展,医药制造业发展突飞猛进,各企业业秉承做强做大发展思想,并趋于生物制药,化学合成,制剂多元化发展趋势,但给企业污水站建设增加了难度。化学合成制药废水的水质特点使得仅凭单独采用生物法处理根本无法达标,必须在生化前选择合理的预处理工艺进行有效处理。在市场经济中能达到有效的稳定生产,方便管理,节约运行成本,污水站的合理设计成为每个企业面临的重要课题。

1 企业污水站设计原则和思路

根据分质分流原则将厂区废水分为三部分:生产废水、生活污水和工艺废水。

1.1 生产废水

主要为检修废水、废气吸收废水、清洗水、真空机组产生的废水等,浓度较工艺废水低。

1.2 生活污水

食堂,员工日常生活等所产生废水,根据员工数量进行估算生活污水的量。

1.3 工艺废水

主要来源于制药生产工艺流程各工段产生的废水,如离心、压滤、洗涤、分层、废气冷凝等产生的废水,以及车间溶剂回收套用产生的废水。结合相同类型废水处理站工程经验,并借鉴相关资料内容,按特征污染物、溶剂的沸点及可能采用的预处理方式,对工艺废水进行分类如下:

①含碘废水为废水含有碘化钙、碘酸以及低沸点溶剂。

②含铬废水;

③含恶臭物废水废水含有吡啶、三乙胺等恶臭物。

④高沸点废水废水中约含有1%溶剂和10%盐,溶剂主要为DMF。

⑤低沸点废水为离心工段产生的废水。溶剂浓度约为1%及以上。

⑥低沸点且含盐量高废水以离心和分层工段产生的废水组成。

⑦高盐废水主要产生于离心、洗涤、分层工段。废水中不含溶剂(或溶剂很少),可盐分较高,含盐量约5%及以上。

⑧废酸碱废水废水中含有盐酸、碳酸氢钠,可作为废酸碱利用。

⑨低浓度废水主要为洗涤废水。

⑩高浓度废水除上述以外的工艺废水。

2 废水车间预处理工艺方案选择

2.1 含碘废水车间预处理工艺选择

含碘废水主要含有甲醇、丙酮等低沸点溶剂,并且这类废水含盐量较高。含碘废水需单独收集,先通过蒸馏釜回收甲醇、丙酮等有机溶剂后,再进入碘回收处理系统回收碘。

由于强碱性阴离子交换树脂对多碘离子I3-或I5-离子的交换吸附量(700~800 g/L树脂)远远大于对I-离子的吸附量(150~170 g/L树脂),因此常将I-离子部分氧化使生成I3-或I5-离子,再被树脂交换吸附。

往碱性洗脱液中加酸,由于溶液pH值的变化,发生逆歧化反应而析出泥状粗碘。通过离心分离即获得泥状粗碘,粗品再进一步提纯后套用。吸附分离后的废水去高盐废水收集罐,通过MVR蒸发结晶系统脱盐处理。

2.2 含铬废水车间预处理工艺

含铬废水进入浓缩罐,加热去除有机溶剂,再投加硫酸、硫代硫酸钠、NaOH、PAC、PAM等药剂,再经板框压滤机压滤处理,滤液进入中间储罐,当板框压滤出水较差时,中间储罐的废水再回到浓缩罐中,进行二次压滤处理。待压滤滤液水质较好时,进入RO系统,浓水返回进入浓缩罐再处理,RO出水进入污水站高浓度废水调节池。

2.3 含恶臭物废水车间预处理

此类废水中含有吡啶、三乙胺,会产生恶臭。除两类恶臭物外,废水中还可能含有四氢呋喃、二氯甲烷、DMF等溶剂。

含低沸点恶臭物废水中含有三乙胺和吡啶,投加硫酸,使三乙胺、吡啶形成硫酸盐。基本能全部成盐。成盐处理后的废水进入低沸点且含盐量高废水收集罐,进行后续处理,通过溶剂回收处理剩余的吡啶。

含高沸点恶臭物废水中含有吡啶,向废水中投加硫酸,使吡啶形成吡啶硫酸盐。大部分吡啶成盐处理后的废水进入高沸点废水收集罐,进行后续处理,剩余少量的吡啶进入废水站,通过Fenton高级氧化处理。

含高盐恶臭物废水中含有三乙胺,废水收集后,投加硫酸,形成硫酸盐。待全部的三乙胺成盐后,再进入高沸点废水收集罐,进行后续处理,处理高沸点溶剂(DMF)。

2.4 含高沸点废水车间预处理

废水中主要含有DMF、盐和少量的低沸点溶剂,收集后采用精馏塔处理,蒸馏出少量的低沸点溶剂和大量的水进入废水站高浓度废水调节池,在进行后续处理。塔釜剩下的DMF和盐,通过过滤除去盐,剩余的DMF再回收利用或出售。

2.5 含低沸点废水车间预处理

废水收集到预处理车间收集罐后,用泵提升至中和罐,调节好pH后,通过反应釜、超重力床、冷凝器,冷凝液为低沸点溶剂,回收利用或出售,反应釜釜底液直接进入废水处理站。

2.6 含低沸点且含盐量高废水车间预处理

含低沸点且含盐量高废水主要含有四氢呋喃、甲醇、乙醇、丙酮等低沸点溶剂,并且这类废水含盐量较高。废水收集后,用泵提升至中和罐,调节好pH后,通过反应釜、超重力床、冷凝器,冷凝液为低沸点溶剂,回收利用或出售,反应釜釜底液再进入MVR蒸发器脱盐处理。

2.7 高盐分废水车间预处理

高盐废水收集后,进入MVR蒸发结晶系统脱盐处理,脱盐后废水进入废水处理站调节池,产生的废盐外运处置。

3 生化处理工艺方案

高浓度工艺废水进入生化系统前应采取废水预处理中试,采用铁碳+Fenton技术。但考虑铁碳处理中铁碳有消耗,需要定期添加铁碳,操作不便利,同时,铁碳在运行过程中也有可能产生结垢,有堵塞的风险。经实际调研发现运行污水处理站预处理采用了气浮处理工艺,设备选用的是涡凹气浮,运行效果良好情况下可取消了铁碳处理单元。如能和企业探讨达成一致意见,关键预处理工艺可由铁碳+Fenton工艺改为了气浮+Fenton处理工艺。选择气浮、改良型Fenton作为预处理措施,降低废水COD,同时破坏对微生物有抑制作用物质的结构和活性,如二氯甲烷、甲醇、溴化物、二甲基甲酰胺等物质

流化床Fenton氧化法,主要原理是外加的H2O2氧化剂与Fe2+催化剂,即Fenton药剂,两者在适当的pH下(2.5~3.5)会反应产生氢氧自由基(OH・),而氢氧自由基的高氧化能力与废水中的有机物和氨氮反应,可分解氧化有机物,进而降低废水中生物难分解的COD。同时,氢氧自由基的高氧化能力能破坏废水中残余药物的活性,从而进行灭活。

在Fenton反应池中Fe2+与H2O2反应会形成Fe3+,必须于pH调整池中将pH调整至中性以形成Fe(OH)3,并于絮凝池中借助多聚物聚集成大颗粒,于沉淀池中去除。由于Fe3+本身就是非常好的混凝剂,所以在这个过程中除了将Fe(OH)3分离去除外,同时对色度、SS及胶体也具有非常好的去除功能。

进入生化废水主要分为三部分:一部分为经预处理后的高浓度工艺废水,一部分为冲洗水等组成的低浓度废水,一部分为生活污水。三股废水分别收集经调配池调节混合后,进入后续处理系统。废水中含有油脂、与水分层的有机溶剂类物质,进调节池前可设置隔油池,去除废水中的上层物质。调节池废水如有悬浮物可设置气浮处理,进一步去除有机溶剂类物质,降低废水COD。

高浓度工艺废水经过气浮、Fenton预处理后,与低浓度废水一起进入反应池,投加PAM等药剂,再经初沉池处理,初沉池出水进入调配池。废水经物化预处理后进入后续生物处理装置进一步处理达标排放,生物处理采用“水解酸化+二段A/O”处理法。

水解酸化池中设置弹性填料,使世代生长的微生物能大量附着栖生在填料上,在这些微生物作用下,可使污水中难降解的结构复杂的有机物转化为结构简单的有机物,被微生物利用和吸收,提高污水可生化性,利于后续的好氧生物降解。

在A/O系统中微生物生活在缺氧-好氧交替的环境中而被筛选。A段的主要作用是对微生物菌种进行筛选和优化,微生物在此段只是对废水中的有机物进行吸收和吸附,而对有机物的分解是在O段完成的。在A段,污水的停留时间很短,由于大部分有机污染物在A段被脱磷微生物吸附入体内,接着在O段内被氧化及分解。同时O段在硝化细菌的作用下将废水的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转换成硝酸盐。在缺氧段,反硝化细菌将二沉池污泥回流带入的部分硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气。

为了确保废水处理各项指标稳定达标排放,采用两段A/O处理系统,一段A/O主要以去除COD为主,二段A/O主要以去除NH3-N为主。在两段A/O系统后设置混凝沉淀+二级气浮池,投加混凝剂、絮凝剂等药剂,去除COD。

为了确保药物活性成分灭活效果,在二沉池后增加灭活池,投加H2O2等强氧化剂。工艺所采用的设计参数(如沉淀池表面负荷、停留时间、曝气池的污泥负荷、以及好氧段曝气池的供氧量、停留时间等),均需经过理论计算并结合已建同类型废水处理工程运行的成功经验,必须同时具备科学性与实践性。

4 结 语

制药废水的主要特点是COD浓度高、含盐量大、可生化性差等。经多年研究同类型废水实际处理工程经验表明,工业废水预处理是关键、生物处理是核心,深度处理是保障,污泥处理是重点。只有充分把握,排除万难,才能建设出运行稳定、经济的污水处理站。

参考文献:

[1] 潘涛,李建民.废水处理设备与材料手册[M].北京:化学工业出版社, 2012.

[2] 潘涛,田刚.废水处理工程技术手册[M].北京:化学工业出版社,2010.

[3] 张建丰.活性污泥法工艺控制[M].北京:中国电力出版社,2007.

第8篇:硫化氢碘量法的基本原理范文

通过考试发现,很多学生对实验基本操作知识掌握得很不扎实,或语言表达欠准确而失分,如“沉淀的洗涤”,“容量瓶的查漏”,“气密性的检查”“仪器洗涤干净的标志”等,现将高考中易出错的问题总结如下,并请你一一改正.

1.常温下浓硫酸可贮存于铁制或铝制容器中,说明常温下铁和铝与浓硫酸不反应.

2.配制50 g质量分数为5%的氯化钠溶液,将45 mL水加入到盛有5 g氯化钠的烧杯中.

3.制备乙酸乙酯时,要将长导管插入饱和碳酸钠溶液中液面以下,以便完全吸收产生的乙酸

乙酯.

4.鉴定SO2-4时,可向溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液.

5.用碱式滴定管量取20.00 mL

0.10 mol/LKMnO4溶液.

6.用托盘天平称取10.50 g干燥的氯化钠固体.

7.不慎将苯酚溶液沾到皮肤上,应立即用氢氢化钠溶液清洗.

8.用瓷坩埚高温熔融钠与钠的化合物固体;

9.向沸腾的氢氯化钠的稀溶液中,滴加氯化铁饱和溶液,以制备氢氧化铁胶体.

10.制备乙酸乙酯时,将乙醇和乙酸依次加入到浓硫酸中;

11.滴定管洗净后,经蒸馏水润洗,即可注入标准液滴定

12.用50 mL量筒量取49.2 mL的浓硫酸,然后沿器壁慢慢加入到100 mL盛水的烧杯中,并不断搅拌,配制所需的一定标准物质的量浓度的稀硫酸;

13.做石油分馏实验时,温度计一定要浸入液面以下并加入碎瓷片防止暴沸;

14.锂、钾、钠、白磷、液溴均保存于磨口试剂瓶中,并加入少量的水液封;

15.测定溶液的pH时,可先用蒸馏水将pH试纸浸湿,然后再用玻璃棒蘸取某溶液滴到pH

试纸上;

16.加入稀盐酸产生无色气体,将气体通入澄清石灰水中,溶液变浑浊,说明溶液中一定含有CO2-3.

17.加入氯化钡或硝酸钡溶液有白色沉淀生成,再加盐酸沉淀不消失,一定含有SO2-4.

18.配制稀硫酸时,先在烧杯中加入一定体积的浓硫酸后再加入蒸馏水稀释.

19.用过量的氨水除去Al3+溶液中少量Fe3+.

20.银镜反应实验后附有银的试管,可用氨水清洗.

21.不慎浓硫酸沾在皮肤上,立即用氢氧化钠溶液冲洗.

22液氯泄露时,立即用浸有氢氧化钠溶液的毛巾捂在鼻子上处理事故.

23.配制0.1 mol/L的硫酸溶液时,将量取的浓硫酸倒入容量瓶中并加入水稀秆.

24.滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视滴定管中液面的变化.

25.用溶解、过滤的方法提纯含有少量硫酸钡的碳酸钡.

26.制取氯气时,用二氧化锰和浓盐酸在常温下反应,并用排水集气法收集氯气.

27.为加快过滤的速率,可用玻璃棒搅拌过滤器中食盐水.

28.为迅速除去乙酸乙酯中少量的乙酸,可加入足量的氧氧化钠溶液并加热.

29.燃着的酒精灯打翻在桌子上引起火灾时,可用水来熄灭.

30.铜与浓硫酸反应时,可用蘸用浓溴水的棉花放在导管口处吸收多余的气体.

31.除去苯中的溶有少量的苯酚,加入适量浓溴水反应后过滤.

32.用加热法分离碘和氯化铵混合物.

33.为了更快得到氢气,可用纯锌代替粗锌与稀硫酸反应.

34.浓硝酸、硝酸银溶液可保存于无色的细口瓶中.

35.检验溴乙烷中的溴元素时,将溴乙烷和氢氧化钠溶液混合加热后,需加硫酸酸化,再加入硝酸银溶液.

36.苯酚溶液中加入少量的稀溴水,出现二溴苯酚的白色沉淀.

37.金属钠着火时,可用干粉灭火器来扑灭.

38.蒸发食盐溶液时,发生溶液飞溅现象时,应立即用水冷却.

39.酸或碱流到实验台上,立即用湿抹布擦净,再用水冲洗、擦干.

40.在乙酸乙酯和乙酸的混合液中,加入乙醇以除去其中的乙酸.

41.用盐酸酸化高锰酸钾溶液,以提高其氧化性.

42.除去溴苯中少量的溴,加入碘化钾溶液,充分反应后,弃去水溶液.

43.除去苯酚溶液中少量的甲苯,加入高锰酸钾溶液,充分反应后弃去水.

44.除去氮气中少量的氧气,可将气体通入灼热的氧化铜粉末,再收集气体.

45.用分液漏斗分离液体混合物时,下层液体从下口倒出,上层液体也从下口倒出.

46.水的沸点为100 ℃,酒精的沸点为78.5℃,所以,可用加热蒸馏法使含水酒精变为无水酒精.

47.眼睛不慎溅入氢氧化钠溶液,应立即点入硼酸点眼液.

48.配制一定物质的量浓度的溶液所用的容量瓶一定经过干燥

49.称量时,称量物质放在称量纸上,置于托盘天平的左盘,砝码放在托盘天平的右盘.

50.氢氧化钠溶液贮存于带有玻璃塞的试剂瓶中.

51.用酒精清洗有硫沉淀的试管.

52.用分液漏斗分离乙醛和水的混合物.

53.用100 ℃的温度计测定浓硫酸的沸点.

54.为测定硫酸铜结晶水的含量时,先称取一定的晶体,后放入坩埚中.

55.为检验酸性溶液中的Cl-.SO2-4,先加入AgNO3,溶液滤去沉淀后,再加入Ba(NO3)2溶液.

56.测定结晶水时,将灼烧后的硫酸铜晶体的坩埚放在空气中冷却,然后称量其质量.

57.进行中和热实验测定时,需要测定反应前盐酸和氢氧化钠溶液的温度及反应后溶液的最低温度.

58.若气体能使湿润的紫色石蕊试纸变红,说明该气体为酸性气体.

59.用pH试纸鉴别pH=5.1和pH=5.3的两种NH4Cl.

60.除去CO2中的SO2,可用饱和的Na2CO3溶液.

61.氯化钠的溶解度随温度下降而减小,所以可用冷却法从热的含有少量的氯化钾的氯化钠浓溶液中得到纯净的氯化钠晶体.

62.由于胶粒的直径比离子大,所以淀粉中混有的碘化钾可用过滤法分离.

63.用铁屑、溴水和苯混合制溴苯.

64.用托盘天平称量药品时,应先放重量小的砝码,然后再放重量大的砝码.

以上是同学们在学习中经常出现的错误,总结出来,引以为鉴.

第9篇:硫化氢碘量法的基本原理范文

关键词:海带;碘提取;亚硝酸钠;氧化萃取;实验条件探索

文章编号:1005C6629(2016)10C0045C04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

1 问题的提出

“从海带中提取碘”是高中化学物质的分离和提取的重要实验之一,在普通高中人教版、苏教版和鲁科版教材中均编入了“从海带中提取碘”的实验。从海带中提取碘的氧化剂有过氧化氢[1~3]、饱和氯气[4,5]、溴水[6]、重铬酸钾[7]、亚硝酸钠[8,9]等。之前对过氧化氢作氧化剂提取海带中碘的实验条件进行了优化[10],酸度对过氧化氢提取海带中碘影响很大,理想酸度是NaAc-HAc的缓冲溶液,在较高的酸度条件下,过氧化氢把碘单质进一步氧化为碘酸,提取碘量减少甚至无法获得碘。相应的电对和电位为:H2O2+2H++2e-=2H2O,Eθ(H2O2/H2O)=1.77V;I2+2e-=2I-,Eθ(I2/I-)= 0.54V;2IO3-+12H++10e-=I2+6H2O,Eθ(IO3-/I2)= 0.99V。从标准电极电位可知,过氧化氢不仅可以氧化碘离子为碘单质,而且可以氧化碘单质为碘酸。但亚硝酸钠情况就不一样,亚硝酸钠在较强酸性环境下形成亚硝酸,HNO2+H++e-=NO+H2O,Eθ(HNO2/NO)=0.99V。从标准电极电位可知,亚硝酸钠的氧化性较过氧化氢弱,可以氧化碘离子为碘单质,但不能氧化碘单质为碘酸。本研究探究优化亚硝酸钠作氧化剂提取和测定海带中碘的实验条件,为中学化学实验提供稳定性好、操作性强的实验服务。

2 实验部分

2.1 主要仪器和试剂

DHG-9075电热恒温鼓风干燥箱(上海齐欣科学仪器有限公司)、ZN-400A型高速万能粉碎机(吉首市中诚制药机械厂)、FC204型电子天平(上海精科天平)、SX2-5-12电阻炉(上海意中电炉有限公司)、T6新世纪紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)、TU-1950紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)、KQ3200E型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);25mL比色管、250mL容量瓶、10mL量筒、125mL分液漏斗、移液管、烧杯、玻璃棒;瓷坩埚、泥三角、坩埚钳、小电炉

用冰醋酸稀释为1:1 HAc,以及H2SO4、HCl和H3PO4,浓度各自分别为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mol/L;用亚硝酸钠固体配制成0.5%NaNO2溶液;1.40 mg/mL碘标准溶液(0.3510g I2+0.62g KI,配制成250mL,用Na2S2O3标准溶液标定其浓度):KI溶液(0.5410g配制为250mL);氯仿、无水硫酸钠(实验所有试剂均为分析纯、实验用水为一次蒸馏水)

实验样品:干海带(商场购买)

2.2 样品预处理

海带表面的附着物用刷子刷净,用DHG-9075电热恒温鼓风干燥箱90℃烘干,用ZN-400A型高速万能粉碎机粉碎成海带粉,装入自封袋备用。

2.3 实验方法

2.3.1 样品溶液制备阶段

准确称取1.5g海带粉在瓷坩埚中,用5滴酒精润湿,在电炉上灰化后移入升温至650℃电阻炉,炉门留小缝加热30min,然后关好炉门再加热30min。稍冷取出,冷却至室温后将灰分全部转入小烧杯,加5mL蒸馏水并用KQ3200E型超声波清洗器震荡溶解灰分,慢慢滴加10mL 0.5 mol/L H2SO4并转入分液漏斗中。

2.3.2 萃取和分光光度法测定阶段

将样品溶液转入分液漏斗后,加入10mL CHCl3,再加5mL 0.5% NaNO2溶液,振荡,静置。分层后将含碘的CHCl3层从分液漏斗的下端放入另一分液漏斗中,在水相层加入7mL CHCl3萃取,如此反复2次,合并CHCl3层加入一药匙无水Na2SO4,振荡以除去其中的水分,溶液变为澄清透明的玫红色,慢慢从下口放出至25mL比色管中,用CHCl3定容到25mL,摇匀,稍静置。用1cm比色皿在510nm处测定吸光度,根据标准曲线定量。回收CHCl3层用1 mol/L NaOH处理,CHCl3层经无水Na2SO4处理后可重复使用。

3 结果与讨论

3.1 灼烧温度选择

根据参考文献[11]电阻炉温度选择650℃。

3.2 测定波长的选择

取一定量的碘标准溶液于CHCl3中,在400~600nm扫描吸收曲线。结果表明,碘的氯仿溶液的最大吸收波长为510nm。所以碘溶液吸光度的测定波长均选510nm。

3.3 酸和浓度试验

3.3.1 醋酸试验

按“2.3.1”灰化方法灼烧10份,分别加入1:1 HAc 4.0mL、5.0mL、6.0mL、8.0mL、10mL,每体积平行分2份,酸少于10mL补蒸馏水至10mL(下同),其余与“2.3.2”方法相同。实验结果表明,1:1 HAc体积在4.0~10mL范围内,测得样品中碘的含量基本相同。上述体积相当于20%~50% HAc 10mL,说明HAc浓度在较宽范围内对实验结果没有影响。

3.3.2 硫酸试验

按“2.3.1”灰化方法灼烧6份,试验了0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mol/L H2SO4对测定海带碘含量的影响。实验结果表明,H2SO4浓度在 0.2~1.0 mol/L,测得海带中碘含量基本不变。

3.3.3 盐酸和磷酸试验

灰化灼烧10份,分别各自试验了0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mol/L HCl和H3PO4对测定海带碘含量的影响。实验结果表明,HCl和H3PO4浓度在0.4~1.0 mol/L,测得海带中碘含量基本相同。

综合上述酸和浓度试验表明,对1.5g海带,氧化剂0.5% NaNO2 5mL,酸性介质由10mL 20%~50% HAc、0.2~1.0 mol/L H2SO4、0.4~1.0 mol/L H3PO4或HCl提供,用CHCl3萃取测得海带中碘的含量基本相同。说明HAc、H2SO4、HCl和H3PO4均可选择。且浓度在较宽的范围对碘的提取没有影响。本实验选择0.5 mol/L H2SO4 10mL。

3.4 亚硝酸钠用量试验

按“2.3.1”方法灰化灼烧5份,用0.5 mol/L H2SO4 10mL,分别加入0.5% NaNO2溶液2.0mL、4.0mL、5.0mL、6.0mL和8.0mL,其余与“2.3.2”方法相同。试验结果表明,0.5% NaNO2体积在2.0~8.0mL,测得海带中碘的含量基本不变。实验选择0.5% NaNO2 5.0mL。

3.5 反应时间试验

按“2.3.1”方法灰化灼烧7份,再考察加入NaNO2反应不同时间后进行第一次萃取分离。考察时间分别为2min、4min、6min、8min、10min、15min、20min。试验结果表明,反应时间在2~20min,测得海带中碘的含量基本相同。结果说明在该条件下NaNO2氧化碘化物生成碘单质的速度较快。反应时间2min以上均可。

3.6 标准曲线的绘制

准确量取1.40 mg/mL碘标准溶液1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL、7.00mL、8.00mL于分液漏斗中,加1.0 mol/L H2SO4 5.0mL,加蒸馏水补足15mL。其余与“2.3.2”方法相同。标准曲线对应质量为1.4mg、2.8mg、4.2mg、5.6mg、7.0mg、8.4mg、9.8mg、11.2mg,质量在1.4~8.4mg之间,吸光度与碘的质量之间有良好的线性关系,用Excel回归得回归方程为A=-0.019+0.108×m(mg),相关系数γ=0.9995。

3.7 样品分析结果

根据“2.3.2”方法分析测定5批海带中的碘含量,分析结果见表1。

3.8 加标回收率试验

准确称取1g左右的海带粉,灰化后准确加入3.00mL KI溶液,在电炉上缓缓加热蒸干后再放入650℃电阻炉,其余与“2.3.2”相同;空白试验直接取KI溶液3.00mL于分液漏斗中,加2.0mL蒸馏水和10mL 0.5 mol/L H2SO4,其余与“2.3.2”方法相同。

从表1和表2可知:海带中碘含量是微量组分,但样品分析的相对标准偏差在1.0%~2.3%,说明海带样品粉末比较均匀且方法的稳定性和精密度好;加标回收率在97.22%~99.90%,说明方法的准确度高。

4 结论

以亚硝酸钠作氧化剂提取海带中碘,以氯仿萃取分光光度法监测碘含量。海带粉1.5g灰化后650℃灼烧,当用10mL 20%~50% HAc或0.2~1.0 moL・L-1 H2SO4或0.4~1.0 moL・L-1 HCl或H3PO4处理灰分,2.0~8.0mL 0.5% NaNO2作氧化剂,反应时间2~20min,以氯仿萃取分光光度法测得碘含量基本相同。方法用于5批海带样品碘含量测定的相对标准偏差为1.0%~2.3%(n=4);3批样品加标回收率在97.22%~99.90%,相对标准偏差为0.54%~1.8%(n=4)。说明以亚硝酸钠作氧化剂提取海带中的碘用硫酸、盐酸、磷酸和醋酸处理灰分调节酸度均可,反应速度快,操作简单,方法的稳定性和精密度好,准确度高。本文研究成果可用于高中化学“从海带中提取碘”的实验教学。

参考文献:

[1]宋心琦主编.普通高中课程标准实验教科书・实验化学[M].北京:人民教育出版社,2007:20~22.

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[3]沈文敏,李永红.“从海带中提取碘”最佳实验条件的探讨”[J].化学教育,2013,(6):66~68.

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[5]王磊主编.普通高中课程标准实验教科书・实验化学[M].济南:山东科学技术出版社,2007:9~12.

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