《分析化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）实验十五 工业废水中铬价态的分析

实验十五 工业废水中铬价态 的分析

实验十五 工业废水中铬价态 的分析

、实验目的 冷学会分光光度法测定废水中六价铬与 价铬含量的原理和方法。 学会分光光度法吸收曲线的测绘和测 量波长的选择 掌握曲线法的实验技术

一、实验目的 ❖ 学会分光光度法测定废水中六价铬与 三价铬含量的原理和方法。 ❖ 学会分光光度法吸收曲线的测绘和测 量波 长的选择 ❖ 掌握曲线法的实验技术

、实验原理 工业废水中铬的化合物的常见的价态有+6价和+3价 两种。而+6价铬有致癌性,易被人体吸收并体内蓄 积,因此认为+6价铬比+3价铬的毒性要大得多,为 强毒性。另外,据研究,尽管+3价铬的毒性较低, 对鱼类的毒性却很大。由于铬的毒性及危害与其价 态有关,因此,测定水体系中铬的化合物必须进行 不同价态铬的含量的分析

二、实验原理 ❖ 工业废水中铬的化合物的常见的价态有+6价和+3价 两种。而+6价铬有致癌性，易被人体吸收并体内蓄 积，因此认为+6价铬比+3价铬的毒性要大得多，为 强毒性。另外，据研究，尽管+3价铬的毒性较低， 对鱼类的毒性却很大。由于铬的毒性及危害与其价 态有关，因此，测定水体系中铬的化合物必须进行 不同价态铬的含量的分析

令分光光度法测定六价铬,常用二苯碳酰二肼 (DPC)作为显色剂。DPC|在酸性条件下 10mo|L-1H2SO4),可与Cr(Ⅵ)发生显 色反应生成紫红色络合物,最大吸收波长为 540nm左右,其摩尔吸光系数为2.6×104~ 4.17×104Lmo1cm1。反应式为: NH-NH-CE 0=C NH-NH-CgH5 0=C NH-NH -C6H5 N一N-C6H5

❖ 分光光度法测定六价铬，常用二苯碳酰二肼 （DPCI）作为显色剂。DPCI在酸性条件下 （1.0mol·L-1H2SO4），可与Cr（Ⅵ）发生显 色反应生成紫红色络合物，最大吸收波长为 540nm左右，其摩尔吸光系数为2.6×104～ 4.17×104 L·mol-1·cm-1 。反应式为： O C NH NH NH NH C6H5 C6H5 O C NH N NH N C6H5 C6H5 + Cr 6+ + Cr 3+

如将试样中的+3价铬先用高锰酸钾氧化成+6价的 铬,再将总的铬含量减去上述所直接测得的+6价铬 的含量,即得+3价铬的含量。 实验中,Mo+、V5+、Fe3+等有干扰,其中Mo6+干 扰较小,Fe3的干扰可用加入磷酸的办法消除,Ⅴ5+ 与显色剂生成的干扰物的颜色则可通过发色后放置 10-15分钟的办法消除

❖ 如将试样中的+3价铬先用高锰酸钾氧化成+6价的 铬，再将总的铬含量减去上述所直接测得的+6价铬 的含量，即得+3价铬的含量。 ❖ 实验中，Mo6+ 、V5+ 、Fe3+等有干扰，其中Mo6+干 扰较小，Fe3+的干扰可用加入磷酸的办法消除，V5+ 与显色剂生成的干扰物的颜色则可通过发色后放置 10-15分钟的办法消除

、主要仪器和试剂 1仪器 7200型分光光度计, 50mL容量瓶, 1cm比色皿, 5mL,10mL吸量管

三、 主要仪器和试剂 1 仪器： 7200型分光光度计， 50mL容量瓶， 1cm比色皿， 5mL，10mL吸量管

2.试剂 冷铬标准贮备溶液(0.100mg;mL1):准确称取 02830g在110°C经2h千燥过的分析纯K2Cr2O7于干 燥小烧杯,溶解后定量转移至1000mL容量瓶中, 用水稀释至刻度,摇匀。 冷铬标准使用溶液(3.0μg·mL1):准确移取Cr(V) 贮备液150mL于500mL容量瓶中,用水稀释至刻度 摇匀。 令二苯碳酰二肼溶液(DPC:称取0.1gDPC|,用乙 醇50mL溶解,再加入200mLH2SO4(19)摇匀。贮于 棕色瓶中,放入冰箱中保存,如试剂溶液变色,不 宜使用

2. ❖ 铬标准 贮备 溶液 （0.100mg·mL-1 ）： 准确 称取 0.2830g在110℃经2h干燥过的分析纯K2Cr2O7于干 燥小烧杯，溶解后定量转移至1000mL容量瓶中， 用水稀释至刻度，摇匀。 ❖ 铬标准使用溶液（3.0μg·mL-1）：准确移取Cr(Ⅵ) 贮备液15.0mL于500mL容量瓶中，用水稀释至刻度， 摇匀。 ❖ 二苯碳酰二肼溶液（DPCI)：称取0.1g DPCI，用乙 醇50mL溶解,再加入200mL H2SO4 (1:9)摇匀。贮于 棕色瓶中，放入冰箱中保存，如试剂溶液变色，不 宜使用

四、实验步骤 1.标准曲线的制作 准确移取0.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00和 12.00mL的30ug/mL铬标准溶液,分别置于50mL 容量瓶中,各加入60mL2moL1H2SO4,30m蒸 馏水和2.0mL0.2%的DPC溶液,摇匀,用水稀释 至刻度,再次摇匀后,静置显色5min,以试剂空白 为参比,在540nm波长处测量各溶液的吸光度并绘 制标准曲线

四、 实验步骤 1. 标准曲线的制作 准确移取0.00, 2.00, 4.00, 6.00, 8.00, 10.00和 12. 00mL的3.0μg/ mL铬标准溶液，分别置于50mL 容量瓶中，各加入6.0mL 2mol·L-1H2SO4，30mL蒸 馏水和2.0mL 0.2%的DPCI溶液，摇匀，用水稀释 至刻度，再次摇匀后，静置显色5min，以试剂空白 为参比，在540nm波长处测量各溶液的吸光度并绘 制标准曲线

2.试样中铬含量的测定 (1)水样中总Cr的测定 ①准确移取2500mL已处理过的废水样于100mL 的烧杯中,加入2.0mo仉L硫酸12mL,滴加 0.5%KMnO4溶液至红色不褪。小心加热至近沸, 若加热时红色褪去,可补加0.5%KMnO4溶液使红 色保持。然后冷却至室温,逐滴加入10%NaNO2 溶液,使红色刚刚褪去,再加入20%尿素溶液 1mL并搅拌3-5分钟,待气泡放尽,转至100mL容 量瓶中,用蒸馏水定容

2. 试样中铬含量的测定 （1）水样中总Cr的测定 ① 准确移取25.00mL已处理过的废水样于100mL 的 烧 杯 中 ， 加 入 2.0mol/L 硫 酸 12mL ， 滴 加 0.5%KMnO4溶液至红色不褪。小心加热至近沸， 若加热时红色褪去，可补加0.5%KMnO4溶液使红 色保持。然后冷却至室温，逐滴加入10%NaNO2 溶液，使红色刚刚褪去，再加入20%尿素溶液 1mL并搅拌3-5分钟，待气泡放尽，转至100mL容 量瓶中，用蒸馏水定容

②准确吸取上述溶液0.50mL于50容量瓶中,依次加 入2.0moL-1硫酸6.0mL,10gL1的DPc溶液 240mnL,用蒸馏水定容,摇匀,放置5分钟 ③以1步中的试剂空白为参比,在540m波长处测量 其吸光度,从标准曲线上查出对应的Cr(V)浓度, 计算水样中Cr的含量(mgmL1)

② 准确吸取上述溶液0.50 mL于50容量瓶中，依次加 入 2.0mol·L-1 硫 酸 6.0mL ， 10g·L-1 的 DPCI 溶 液 24.0mL，用蒸馏水定容，摇匀，放置5分钟。 ③ 以1步中的试剂空白为参比，在540nm波长处测量 其吸光度，从标准曲线上查出对应的Cr(Ⅵ)浓度， 计算水样中Cr的含量（mg·mL-1）