一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監測水中總鉻的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水中總鉻的監測方法，尤其是涉及一種能使用在線監測儀準確測試水 樣中總鉻方法。
【背景技術】
[0002] 鉻是一種毒性很大的重金屬，容易進入人體細胞，對肝、腎等內臟器官和DNA造成 損傷，在人體內蓄積具有致癌性并可能誘發基因突變。目前，我國分析總鉻的方法有高錳酸 鉀氧化-二苯碳酰二肼分光光度法和硫酸亞鐵銨滴定法，催化極譜法，火焰原子吸收分光 光度法、石墨爐原子吸收光譜法等。但應用在水質在線監測領域，二苯碳酰二肼分光光度法 因其具有選擇性強、靈敏度高、抗干擾以及易用性等優點，得到了廣泛應用。水質在線監測 領域用分光光度法檢測總鉻的方法目前主要是用高錳酸鉀或過硫酸銨作為氧化劑，在加熱 條件下將三價鉻氧化成六價鉻，再加入顯色劑二苯碳酰二肼（DPC)，最后通過分光光度法測 得數據。但過量的氧化劑高錳酸鉀或過硫酸銨都會影響顯色，需用還原劑消除過量的氧化 劑，如高錳酸鉀用亞硝酸納還原、過硫酸銨用氯化鈉還原，這樣操作過程繁瑣而且過量氧化 劑不易去除徹底，且須二次加熱，測量周期加長。另外顯色劑二苯碳酰二肼的制取方法通常 為用乙醇或丙酮溶解二苯碳酰二肼，容易被氧化變質，保質期短，通常為一個月，應用于在 線監測儀上會增加維護量。
[0003]
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是克服現有技術的不足，為水質在線監測領域提供一種簡單、快速、 環保、易維護的檢測水中總鉻的方法。
[0005] 本發明是通過以下技術措施實現的，一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監測水中 總鉻的方法，包括如下步驟：
[0006] (1)取樣：首先通過提取裝置從外部向儀器的反應室中加入pH = 6~9的水樣 IOmL ；
[0007] (2)加入氧化劑：向儀器的反應室中加入氧化劑飽和氯酸鉀溶液5mL ;
[0008] (3)密閉加熱：于100°C恒溫密閉加熱lOmin，之后將混合液冷卻至室溫；
[0009] (4)顯色：加入體積比為I : I : 15的硫酸：磷酸：水的混酸溶液I. 5mL，然后加 入顯色劑二苯碳酰二肼和鄰苯二甲酸酐的乙醇溶液I. 5mL攪拌均勻并進行顯色反應，顯色 時間為2min ;
[0010] (5)測量：在540nm的光源下測量吸光度，并代入事先根據系列標準溶液的吸光度 而做出的標準工作曲線，計算出水樣中總鉻的濃度，得到的結果顯示并貯存在儀器中或發 送給數采儀。
[0011] 具體的，所述步驟（2)中氧化劑是由一定量的氯酸鉀溶于水配制而成的飽和氯酸 鉀溶液。
[0012] 具體的，所述步驟（4)中顯色劑的制取方法為稱取20.0g鄰苯二甲酸酐，加到 400mL乙醇中，攪拌溶解，加入1.0 g二苯碳酰二肼，用乙醇稀釋至500mL，避光保存，有效期 六個月。
[0013] 作為一種優選方式，所述步驟（2~4)中試劑的加入順序為先加入氧化劑飽和氯 酸鉀溶液，加熱IOmin后，再加入混酸溶液和顯色劑，這樣在高溫消解時反應體系的pH = 6~9,即中性環境，而顯色時反應體系處于強酸性環境。
[0014] 本發明利用試樣在中性環境中經氧化劑氯酸鉀高溫消解后將三價鉻氧化為六價 鉻，然后加入顯色劑二苯碳酰二肼（DPC)，在酸性環境中顯色劑能與六價鉻發生反應并生成 紫紅色絡合物，在540nm的光源下測量吸光度。在顯色的過程中過量的氯酸鉀不會氧化DPC 與六價鉻形成的紫紅色絡合物，而氯酸鉀是無色晶體，也不會干擾本底值。因此，采用氯酸 鉀作氧化劑，多余的氯酸鉀不會干擾顯色反應，無須再添加其他試劑或采用二次加熱的方 法消除氧化劑的影響，整個測量過程約25min。
[0015] 本發明在配制利用顯色劑時加入鄰苯二甲酸酐，可以起到穩定劑的作用，使顯色 劑在避光保存下有效期可達六個月。同時本發明中使用的氧化劑氯酸鉀和混酸的保質期都 可達六個月以上，降低了更換試劑的頻率，減少了維護工作量。
[0016] 本發明的有益效果在于所述方法具有省時、節能、簡單、準確的優點，且試劑保質 期長，維護工作量少，結果可靠，能方便容易地應用于在線監測儀上。
【具體實施方式】
[0017] -、試劑配制：
[0018] I. 1氧化劑
[0019] 稱取不少于74. Og的氯酸鉀（KClO3分析純），略微加熱使之完全溶于1000 mL水中， 冷卻至室溫后存于試劑瓶（溫度較低時，有結晶析出，屬正常現象）。
[0020] 1.2 混酸
[0021] 溶解30mL濃磷酸（H3PO4 P = I. 69g/mL分析純）至400mL水中混合均勾，冷卻后， 再緩慢加入并溶解30mL濃硫酸（H2SO 4 P = I. 84g/mL優級純），混合均勾至500mL。
[0022] L 3顯色劑
[0023] 稱取20.0 g鄰苯二甲酸酐（C8H4O3分析純），加到400mL乙醇（C 2H6O分析純）中，攪 拌溶解，加入1.0 g二苯碳酰二肼（C13H14N4O分析純），用乙醇稀釋至500mL，避光保存。
[0024] 1. 4六價絡標準溶液
[0025] 稱取于120°C干燥2h的重絡酸鉀（K2Cr2O 7優級純）0· 2829g，用水溶解后移入 1000 mL容量瓶中，用水稀釋至標線搖勻，此溶液濃度為100mg/L。以此溶液可以稀釋成 2. Omg/L的六價鉻標準溶液。
[0026] 1.5總鉻標準溶液
[0027] 用總鉻國家標準溶液（國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研宄總院）進行稀釋成系列總 絡標準溶液，質量濃度分別為：〇· 2mg/L、0. 5mg/L、l. 0mg/L、l. 5mg/L、2. Omg/L。
[0028] 1.6其他試劑
[0029] 按GB/T 7466-1987《高錳酸鉀氧化-二苯碳酰二肼分光光度法》配置。
[0030] 二、穩定性試驗：
[0031] 啟動一臺己校準的總鉻在線監測儀，讓其測試2mg/L總鉻標準溶液。儀器測試過 程如下：首先泵入2mg/L總鉻標準溶液10mL，然后加入氧化劑飽和氯酸鉀溶液5mL，啟動 密閉加熱功能于l〇〇°C恒溫密閉加熱10min，之后啟動冷卻功能將混合液冷卻至室溫，然后 加入混酸溶液I. 5mL，再加入顯色劑I. 5mL進行顯色反應，設置顯色時間為1、2、5、10、20、 30min，按上述方法各測試一次，測試結果見下表。
[0032] 表1顯色時間與穩定性試驗結果
[0033]
【主權項】
1. 一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監測水中總鉻的方法，其特征在于包括如下步 驟： ⑴取樣：首先通過提取裝置從外部向儀器的反應室中加入PH = 6~9的水樣IOmL ; (2) 加入氧化劑：向儀器的反應室中加入氧化劑飽和氯酸鉀溶液5mL ; (3) 密閉加熱：于100°C恒溫密閉加熱lOmin，之后將混合液冷卻至室溫； (4) 顯色：加入體積比為I : 1 : 15的硫酸：磷酸：水的混酸溶液I. 5mL，然后加入顯 色劑二苯碳酰二肼和鄰苯二甲酸酐的乙醇溶液I. 5mL攪拌均勻并進行顯色反應，顯色時間 為 2min ; (5) 測量：在540nm的光源下測量吸光度，并代入事先根據系列標準溶液的吸光度而做 出的標準工作曲線，計算出水樣中總鉻的濃度，得到的結果顯示并貯存在儀器中或發送給 數米儀。
2. 根據權利要求1所述一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監測水中總鉻的方法，其特 征在于：所述步驟（2)中氧化劑是由一定量的氯酸鉀溶于水配制而成的飽和氯酸鉀溶液。
3. 根據權利要求1所述一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監測水中總鉻的方法，其特 征在于：所述步驟（4)中顯色劑的制取方法為稱取20.0 g鄰苯二甲酸酐，加到400mL乙醇 中，攪拌溶解，加入1.0 g二苯碳酰二肼，用乙醇稀釋至500mL，避光保存，有效期六個月。
4. 根據權利要求1所述一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監測水中總鉻的方法，其特 征在于：所述步驟（2~4)中試劑的加入順序為先加入氧化劑氯酸鉀，密閉加熱IOmin后， 再加入混酸溶液和顯色劑，這樣在高溫消解時反應體系的pH = 6~9,即中性環境，而顯色 時反應體系處于強酸性環境。
【專利摘要】本發明涉及水中總鉻的監測方法，公開了一種使用氯酸鉀作為氧化劑的在線監測總鉻的方法，包括如下步驟：取樣：通過提取裝置從外部向儀器的反應室中加入pH＝6～9的水樣10mL；加入氧化劑：向儀器的反應室中加入氧化劑飽和氯酸鉀溶液5mL，攪勻；密閉加熱：于100℃恒溫密閉加熱10min，之后將混合液冷卻至室溫；顯色：加入體積比為1∶1∶15的硫酸∶磷酸∶水的混酸溶液1.5mL，然后加入顯色劑二苯碳酰二肼和鄰苯二甲酸酐的乙醇溶液1.5mL攪拌均勻后進行顯色反應，顯色時間為2min；測量：在540nm的光源下測量吸光度，并代入事先根據系列標準溶液的吸光度而做出的標準工作曲線，計算出水樣中總鉻的濃度，得到的結果顯示并貯存在儀器中或發送給數采儀。該方法省時節能、簡單準確。
【IPC分類】G01N21-31, G01N21-78
【公開號】CN104833672
【申請號】CN201510051171
【發明人】褚海林
【申請人】四川久環環境技術有限責任公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年1月24日