用紫外吸收光谱法测定水中的总酚侍霞.docx

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用紫外吸收光谱法测定水中的总酚侍霞

用紫外吸收光谱法测定水中的总酚X

侍　霞

（盐城生物工程高等职业技术学校,江苏盐城　224051）

　　摘　要:

采用紫外吸收光谱法测定水中的总酚,是以同一个水样酸化后作参比液,碱化后作测定液,

在选定的波长处进行测定。

对对硝基酚、邻硝基酚、2,4-二硝基酚和苯酚进行了研究,并与国家标准方

法4-氨基安替比林法进行比较。

该方法测定结果的准确度、精密度、回收率都较高,能满足分析的要求,

且快速、简便、成本低、易于实现自动化分析,可用于测定含酚量较高的水样。

关键词:

紫外吸收光谱法;4-氨基安替比林法;硝基酚;苯酚

引言

工业废水中含有酚类。

水体遭受酚污染后,低浓

度时会影响鱼类的回流繁殖,浓度为0.1～0.2mg/L

时,鱼肉有酚味,浓度更高会引起鱼大量死亡。

人长

期饮用被酚污染的水会引起头晕、贫血及各种神经

系统病症,许多酚及衍生物对人有显著的致突变作

用。

硝基酚对人体和哺乳动物都有毒性,在生物体内

易被酶转化为亚硝基和羟胺基衍生物,这些衍生物

可生成亚铁血红蛋白或亚硝基胺,前者能与氧结合,

后者是致癌物〔2〕。

一些硝基酚毒性大且难以生物降

解,会在环境中产生积累,如2-硝基酚、4-硝基酚

和2,4-二硝基酚毒性较大,被美国环保局列入“优

先控制污染物名单”,

美国环保局建议自然水体中这

3种物质的浓度控制在0.1mg/L以下。

美国环保局

还制定了硝基酚排放的预处理标准,用于限制合成

纤维、热塑树脂、热固树脂等日用有机化学品和特殊

有机化合物生产过程中硝基酚的排放。

因此,急需找

到一种简便快速准确地监测水中酚含量的分析方

法。

目前,酚类的检测方法较多,有4-氨基氨替比

林-直接分光光度法、4-氨基氨替比林-氯仿萃取

分光光度法、溴酸钾法等〔1〕。

一般化验室对水中酚的测定是采用4-氨基氨

替比林-直接分光光度法。

此法的分析原理是在

pH10±2的介质中,在氧化剂铁氰化钾的存在下,

与4-氨基氨替比林反应,生成橙红色的吲哚酚氨替

比林染料,在最大吸收波长处进行测定。

这种方法的

缺点是所采用的试剂不稳定,当羟基对位或邻位有

取代基时,有些取代基阻止显色反应〔3〕〔10〕。

本文采用紫外吸收光谱法测定水中的总酚,以

同一个水样酸化后作参比液,碱化后作测定液,在选

定的波长处,对样品进行测定。

并对这种方法测定的

准确度和精密度等进行了讨论,并与4-氨基氨替比

林光度法进行对照〔5〕。

1　实验部分

1.1　仪器与试剂

1.1.1　仪器

紫外可见分光光度计（UV/VIS916,澳大利亚

GBC公司）;1cm石英比色皿电子天平（FAL004N,

上海民桥精密科学仪器有限公司）。

1.1.2　试剂

¹邻硝基酚、对硝基酚、2,4-二硝基酚、苯酚

（均为分析纯）。

º邻硝基酚标准液:

准确称取邻硝基酚0.1000

～0.1500g于100mL小烧杯中,加水溶解后移入

100ml容量瓶中,用水稀释至标线,得邻硝基酚的贮

备液,再从该溶液中移取10.00mL溶液定容至

100ml容量瓶中。

（C=1.0245mmol/L）

»对硝基酚标准液:

配制方法同

（2）。

（C=1.

0302mmol/L）

¼2,4-二硝基酚标准液:

配制方法同

（2）。

（C

=0.2196mmol/L）

½苯酚标准液:

配制方法同

（2）。

（C=1.

105mmol/L）

¾盐酸溶液（C=0.1mol/L）

¿氢氧化钠溶液（C=0.1mol/L）

À实验用水均为二次蒸馏水。

Á缓冲溶液:

称取10g氯化铵溶于50mL氨水

中,得pH=10±2的缓冲溶液〔4〕。

○10铁氰化钾溶液:

称取4g铁氰化钾溶于50mL

　2008年第19期　　　　　　　　　　　内蒙古石油化工11

X收稿日期:

2008-05-12

作者简介:

侍霞（1973-）,女,江苏盐城人,盐城生物工程高等学校讲师,在读硕士研究生,主要从事化工产品对环境的

影响研究。

水中,得80g/L铁氰化钾溶液〔4〕。

○114-氨基氨替比林溶液:

称取1g4-氨基氨替

比林溶于50mL水中;得20g/L4-氨基氨替比林溶

液,使用后应放入冰箱中保存〔4〕。

1.2　测定方法

1.2.1　测定波长的确定

移取对硝基酚、邻硝基酚、2,4-二硝基酚、苯酚

标准使用液各0.80mL,分别置于10.0mL比色管

中,加水稀释至刻度,摇匀。

以水为空白,用紫外可见

分光光度计,在波长200nm～500nm范围内扫描,绘

制吸收曲线,确定几种硝基酚的最大吸收波长。

移取对硝基酚、邻硝基酚、2,4-二硝基酚、苯酚

标准使用液各0.80ml,分别置于10.0ml比色管中,

加入几滴NaOH（pH=10）,此时硝基酚已成为硝

基酚钠,加水稀释至刻度,以水为空白,用紫外可见

分光光度计,在波长200nm～500nm范围内扫描,绘

制吸收曲线,确定几种硝基酚钠的最大吸收波长〔6〕。

1.2.2　标准曲线的绘制

（1）对硝基酚钠标准曲线的绘制

分别移取0.00ml、0.10ml、0.20ml、0.30ml、0.

40ml、0.50ml、0.60ml对硝基酚标准溶液各两份,

分别放入10.0ml比色管中,向第一份中加入几滴0.

1mol/L盐酸,向第二份中加入几滴1mol/L氢氧化

钠溶液加水稀释至标线,混Ks4XDTA5MT匀。

以酸性标样作参比,

以碱性标样作测定样,用1cm石英比色皿,在波长

400nm处,测定各自的吸光度〔6〕〔8〕〔11〕。

以浓度为横坐

标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,得浓度校正方

程

（1）。

（2）邻硝基酚钠标准曲线的绘制

分别移取0.00ml、0.50ml、1.00ml、1.50ml、2.

00ml、2.50ml、3.00ml邻硝基酚标准溶液各两份,

分别放入10.0ml比色管中,向第一份中加入几滴0.

1mol/L的盐酸,向第二份中加入几滴1mol/L的氢

氧化钠溶液加水稀释至标线,密塞、混匀。

以酸性标

样作参比,以碱性标样作测定样,在波长414nm处用

1cm石英比色皿测定各自的吸光度〔6〕〔12〕。

以浓度为

横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线,得浓度校正

方程

（2）。

（3）2,4-二硝基酚钠标准曲线的绘制

分别移取0.00ml、0.40ml、0.80ml、1.20ml、1.

60ml、2.00ml、2.50ml对硝基酚标准溶液各两份,

分别放入10.0ml比色管中,向第一份中加入几滴0.

1mol/L的盐酸,向第二份中加入几滴1mol/L的氢

氧化钠溶液加水稀释至标线,密塞、混匀。

以酸性标

样作参比,以碱性标样作测定样,在波长378nm处用

1cm石英比色皿测定各自的吸光度〔6〕〔9〕。

以浓度为

横坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线,得浓度校正

方程（3）。

（4）苯酚钠标准曲线的绘制

分别移取0.00ml、0.10ml、0.20ml、0.30ml、0.

40ml、0.50ml、0.60ml苯酚标准溶液各两份,分别

放入10.0ml比色管中,向第一份中加入几滴0.

1mol/L的盐酸,向第二份中加入几滴1mol/L的氢

氧化钠溶液加水稀释至标线,密塞、混匀。

以酸性标

样作参比,以碱性标样作测定样,在波长233nm处用

1cm石英比色皿测定各自的吸光度〔5〕。

以浓度为横

坐标,吸光度为纵坐标绘制标准曲线,得浓度校正方

程（4）。

1.2.3　含酚试样的测定

1.2.3.1　紫外吸收光谱法（UV法）

取含酚试样两份,一份酸化作为参比,另一份碱

化作测定样,在选定的波长处测定吸光度,根据浓度

校正方程（4）计算水样中总酚含量（mol/L）。

1.2.3.2　4-氨基氨替比林（4-AAP法）

4-氨基氨替比林分光光度法测定水中挥发酚

含量是国家标准方法。

它是根据酚类化合物在pH

=10.0±0.2的介质中,在铁氰化钾的存在下,与4

-氨基氨替比林反应,生成橙红色的吲哚酚氨替比

林染料,在510nm处有最大吸收峰〔3〕〔10〕。

显色反应受酚环上取代基的种类、位置、数目等

影响,邻硝基酚、对硝基酚、2,4-二硝基酚与4-氨

基氨替比林不产生显色反应。

这主要是因为硝基阻

止了酚类氧化成醌型结构。

因此本文主要讨论,用4

-氨基氨替比林分光光度法测定苯酚的含

量〔2〕〔3〕〔10〕。

（1）标准曲线

分别移取0.00ml、0.10ml、0.20ml、0.30ml、0.

40ml、0.50ml苯酚标准使用液各一份,分别放入10.

0ml比色管中,加2-3滴缓冲溶液,摇匀;加3-4滴4-

氨基氨替比林溶液,摇匀;再加3-4滴铁氰化钾溶液,再

加水至标线,摇匀,放置10min立即于510nm波长处,以

水为参比测定其吸光度。

以浓度为横坐标,吸光度为纵坐

标,绘制标准曲线〔4〕。

得到浓度校正方程（5）:

A=11.

664C-0.0017,R2=0.9998。

（2）对照试验

分别移取0.15ml、0.25ml、0.45ml、0.55ml苯

酚标准溶液（C=1.105mmol/L）各两份,分别置于

10.0ml比色管中,向第一份中加入几滴0.1mol/L

盐酸,向第二份中加入几滴1mol/L氢氧化钠溶液,

加水稀释至标线,混匀。

以酸性标样作参比,以碱性

标样作测定样,在波长233nm处,用1cm比色皿,分

别测定吸光度。

根据浓度校正方程（4）计算相应的浓

12内蒙古石油化工　　　　　　　　　　2008年第19期　

度。

分别移取0.15ml、0.25ml、0.45ml、0.55ml苯

酚标准使用液（C=1.105mmol/L）各一份,分别放

入10.0mL比色管中,加2-3滴缓冲溶液,摇匀;加3

-4滴4-氨基氨替比林溶液,摇匀;加3-4滴铁氰

化钾溶液,加水至10ml标线,摇匀,放置10min。

立即

于510nm波长处,以水为参比测定其吸光度〔4〕。

根据

浓度校正方程（5）计算相应的浓度。

2　结果与讨论

2.1　测定波长的确定

4种硝基酚在水溶液和碱性介质中的最大吸收

波长见表1。

　　表14种硝基酚及其钠盐的最大吸收波长（nm）

对硝基酚邻硝基酚2,4-二硝基酚苯酚

硝基酚314278261211

钠盐400414378233

　　从表1可以看出,在碱性介质中,4种硝基酚已

成为硝基酚钠,其最大吸收峰发生了红移,且吸收峰

强度增加,特征性强、灵敏度高。

2.2　标准曲线及线性范围

4种硝基酚钠的标准曲线及线性范围,见图1～

图4。

　　从图1～图4可以看出,对硝基酚钠的线性范围

在0.051～0.51mmol/L,邻硝基酚钠线性范围0～0.

2561mmol/L,2,4-二硝基酚钠线性范围在0～0.

0549mmol/L,苯酚钠线性范围在0～0.0663mmol/

L。

2.3　准确度与精密度

2.3.1　对硝基酚钠的准确度和精密度

表2不同浓度的对硝基酚钠测定结果

吸光度0.2060.1970.2040.2040.2080.197

浓度

（mol/L）

0.010450.009990.010350.010350.010560.01004

吸光度0.6160.5990.5930.6230.5970.623

浓度

（mol/L）

0.031840.030950.030640.03220.030850.0322

　　分别移取0.10ml、0.30ml对硝基酚（C=1.

0302mmol/L）各6份,稀j?

猍j?

skj?

释至10.0ml,浓度分别为0.

01030mmol/L、0.03091mmol/L分别测定其吸光

度,根据浓度校正方程

（1）计算相应的浓度,结果见

表2。

不同浓度的对硝基酚钠水样,6次平行测定结

果见表3。

　　表3对硝基酚的准确度及精密度

配制浓度

（mol/L）

测得浓度

均值（mol/L）

相对误差

（%）

标准偏差

S

相对标准

偏（%）

t值

0.010300.01029-0.10.000232.20.13

0.030910.031450.80.000722.31.85

　　P=0.95,f=5时t=2.57。

用t检验法检查发

现,对硝基酚的样本平均值与标准值之间无显著性

差异。

结果表明,本法具有较好的准确度和精密

度〔13〕。

　2008年第19期　　　　侍霞　用紫外吸收光谱法测定水中的总酚13

2.3.2　邻硝基酚钠准确度和精密度

分别移取0.50ml、1.50ml、2.50ml邻硝基酚钠

（C=1.0245mmol/L）各6份,稀释至10.0ml,浓度分

别为0.05122mmol/L、0.1537mmol/L、0.

2561mmol/L分别测定其吸光度,根据浓度校正方

程

（2）计算相应的浓度,结果见表4。

　　表4不同浓度的邻硝基酚测定结果

吸光度0.090.0910.0890.0890.0890.092

浓度（mol/L）0.05040.05100.04980.04980.04980.0516

吸光度0.2640.2570.2680.2680.2570.264

浓度（mol/L）0.15200.14790.15430.15430.14790.1520

吸光度0.4360.4410.4350.4220.4340.424

浓度（mol/L）0.25240.25530.25180.24420.25120.2454

　　不同浓度的邻硝基酚钠水样,6次平行测定结

果见表5。

　　表5邻硝基酚的准确度及精密度

配制浓度

（mol/L）

测得浓度

均值（mol/L）

相对误差

（%）

标准偏差

S

相对标准

偏差（%）

t值

0.051230.05042-1.70.000851.72.29

0.15370.1514-1.40.00332.11.71

0.25610.2500-1.70.00592.42.52

　　P=0.95,f=5时t=2.57。

〔13〕用t检验法检查

发现,邻硝基酚的样本平均值与标准值之间无显著

性差异。

结果表明,本法具有较好的准确度和精密

度。

2.3.3　2,4-二硝基酚钠准确度和精密度

分别移取0.20ml、1.50ml、2.50ml2,4-二硝

基酚钠（C=0.2196mmol/L）各6份,稀释至10.

0ml,浓度分别为0.004392mmol/L、0.03294mmol/

L、0.0549mmol/L分别测定其吸光度,根据浓度校

正方程（3）计算相应的浓度,结果见表6。

　　表6不同浓度的2,4-二硝基酚测定结果

吸光度0.0600.0610.0620.0630.0610.062

浓度（mol/L）0.004220.004300.004390.004470.004300.00439

吸光度0.3980.4140.4130.4000.4100.412

浓度（mol/L）0.03230.03360.03350.03350.03330.0335

吸光度0.6650.6550.6650.6740.6330.666

浓度（mol/L）0.05450.05360.05450.05520.05180.0545

　　不同浓度的2,4-二硝基酚水样,6次平行测定

结果见表7。

　　表72,4-二硝基酚的准确度及精密度

配制浓度

（mol/L）

测得浓度

均值（mol/L）

相对误差

（%）

标准偏差

S

相对标准

偏差（%）

t值

0.004390.00434-1.10.0000872.01.38

0.03290.03310.50.000581.80.67

0.05490.0540-0.50.001372.51.58

　　P=0.95,f=5时t=2.57。

〔13〕用t检验法检查

发现,2,4-二硝基酚的样本平均值与标准值之间无

显著性差异。

结果表明,本法具有较好的准确度和精

密度。

2.3.4　苯酚准确度和精密度

分别移取0.10ml、0.30ml、0.50ml邻硝基酚钠

（C=1.105mmol/L）各6份,稀释至10.0ml,浓度分

别为0.01105mmol/L、0.05525mmol/L、0.

05525mmol/L分别测定其吸光度,根据浓度校正方

程（4）计算相应的浓度,结果见表8。

　　表80.1ml　0.01105mmol/L的苯酚

吸光度0.1230.1190.1170.1180.1170.12

浓度（mol/L）0.011520.011130.010950.011040.010950.01123

吸光度0.3470.3520.3450.3480.3470.341

浓度（mol/L）0.032840.033310.032650.032930.032840.03226

吸光度0.580.5740.5790.5810.5790.582

浓度（mol/L）0.055010.054440.054920.055110.054920.05520

　　对高中低含量的苯酚水样,6次平行测定结果

见下表。

　　表9苯酚的准确度、精密度实验

配制浓度

（mol/L）

测得浓度

均值（mol/L）

相对误差

（%）

标准偏差

S

相对标准

偏差（%）

t值

0.011050.011140.70.000221.91.01

0.033150.03280-1.00.000341.052.49

0.053250.05493-0.50.000270.481.57

　　P=0.95,f=5时t=2.57。

用t检验法检查发

现:

苯酚的样本平均值与标准值之间无显著性差异。

结果表明,本法具有较好的准确度和精密度〔13〕。

2.4　加标回收试验

以无酚水为空白,加入一定量的硝基酚钠标准

溶液进行回收试验,结果见表10〔10〕。

　　表104种硝基酚钠加标回收试验结果（mol/L）

对硝基酚浓度0.015450.025760.036060.046360.05151

测定结果0.016250.026990.036170.046180.05275

回收率（%）10510510099102

邻硝基酚浓度0.061470.081960.12290.14340.1844

测定结果0.063270.081350.13100.14440.1841

回收率（%）1029910610099

2,4-二硝基酚浓度0.010980.013180.021960.030740.03294

测定结果0.010530.013270.023980.031460.03345

回收率（%）96101109102101

苯酚浓度0.0165750.027630.038680.049730.05525

测定结果0.017040.026930.038930.048440.05482

回收率（%）102971009799

　　从表10可以看出,对硝基酚钠样品的回收率在

99%～105%,邻硝基酚钠样品的回收率在99%～

106%,2,4-二硝基酚钠样品的回收率在96%～

109%,苯酚钠样品的回收率在97%～102%,均满足

14内蒙古石油化工　　　　　　　　　　2008年第19期　

样品分析的要求。

2.5　含酚试样测定结果

两种方法测定结果见表11。

　　表11两种方法测定结果（mol/L）

试样浓度0.016580.027630.049730.05525

UV法0.016280.027220.049210.05492

4-AAP法0.016400.027550.049410.05515

　　用4-AAP法及本法测定不同样品中的酚,将

测定的结果用F检验法进行检验〔7〕。

S（UV法）=0.000461,S（4-AAP）=0.

000224,F=4.22。

当f大=3,f小=3时,从文献〔13〕

中查得F=9.28>4.22。

结果表明,两种方法的测定

值之间无显著性差异。

3　结论

紫外吸收光谱法测定水中的总酚,为保证准确

度是以同一个水样酸化后作参比液,碱化后作测定

液,在选定的波长处进行测定,该方法可测定含酚量

较高的水样。

与4-AAP法相比具