1、水中痕量铬()的实验研究摘 要：资料表明，在酸性介质中，铬()对溴酸钾氧化结晶紫的褪色反应具有显著的催化作用。本文研究了在磷酸介质及醋酸酸根存在条件下，溴酸钾与结晶紫的反应；优化了反应体系的条件，建立起了有色化合物在反应前后吸光度的变化量与铬()的定量关系，总结出了测定方法。 关键词：铬()催化光度法 中图分类号：G424.31 文献标识码：A 文章编号： 1.1 主要仪器和试剂 1.1.1 主要仪器 VIS-7220 型可见分光光度计（北京瑞利分析仪器公司） 电子天平（上海天平仪器厂） 601 超级恒温水浴（江苏省金坛市医疗仪器厂） 微量进样器（上海高鸽工贸有限公司） 1.1.2 主要试剂
2、铬()标准溶液：用电子天平称取 0.2829g 重铬酸钾溶解后移入 1L的容量瓶中配成质量浓度为 1gL-1 的铬()标准储备溶液，使用时稀释至 1.0mg L-1； 磷酸溶液：质量分数为 2% ； 溴酸钾溶液：浓度为 0.1mol L-1； 结晶紫溶液：质量浓度为 1mgmL-1，使用时稀释至 50 mg/L； 醋酸钠溶液：浓度为 1mol L-1； 1.2 试验方法 取两支 25 mL 的具塞比色管，分别加入磷酸溶液 3.0 mL、溴酸钾溶液 2.0 mL、结晶紫溶液 4.0 mL；向第一支比色管中加入铬()标准溶液1.0mL，第二支为空白，两者均用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，同时放人85的恒
3、温水浴中加热 5min 后取出，流水冷却至室温，加入醋酸钠溶液1.50 mL 终止反应，放置 10min 后用 1mL 比色皿，以蒸馏水作参比，在波长 580nm 处分别测量两支比色管中溶液的吸光度 A0 及 A，并计算吸光度差(A)，A= A0-A。 2 结果与讨论 2.1 试验条件的选择 2.1.1 吸收波长的选择 按试验方法在入射光波长为 520nm640nm 处测定非催化体系的吸光度 A0 和催化体系的吸光度 A，并绘制曲线如图 2.1。从吸收曲线可以看出，两者最大吸收波长均在 580nm 处，说明铬()对波长为 580nm 的光吸收量最大，因此，本试验选 580nm 为工作波长。 图
4、 2.1 波长的选择 2.1.2 反应介质的选择 按拟定试验方案进行操作，试验比较了硫酸、磷酸和醋酸-酸钠缓冲溶液等几种酸性介质中催化体系与非催化体系吸光度变化值(A)。实验结果表明，在磷酸介质中铬()对溴酸钾氧化结晶紫反应的催化作用效果最为显著，其A 最大。因此，试验选用磷酸为反应介质。 2.1.3 介质用量的选择 按试验方法，分别量取1.0mL、1.3mL、1.5mL、1.7mL、2.0mL、2.3mL、2.5 mL 3.0 mL 3.5 mL 4.0 mL 质量分数为 2%的稀磷酸溶液，其他条件不变，测定非催化体系的吸光度 A0 和催化体系的吸光度 A，并绘制曲线见图 2.2 。图 2.
5、2 表明稀磷酸溶液用量为 2.5mL 时，A0-A 值达到最大，故本试验选用质量分数为2%的稀磷酸溶液 2.5mL 为介质用量。 图 2.2 磷酸浓度对反应速率的影响 2.1.4 试剂用量的选择 固定其他条件不变，只改变试剂溴酸钾的用量，分别测定溴酸钾的用量为 0.5mL3.0mL 时的吸光度 A0 和吸光度 A，绘制曲线如图 2.3。可以看出，溴酸钾溶液用量为 2.0mL 时A=A0-A 达到最大值，故取0.1molL-1 的溴酸钾溶液 2.0mL 为反应用量。 图 3.3 溴酸钾浓度对反应速率的影响 2.1.5 反应温度的选择 按试验方法，在不同温度下进行反应，分别测定 6090下的吸光度
6、。并绘制反应速率与A=A0-A 的关系曲线如图 2.4。可以看出，在85时，反应速率达到最大值。温度再升高，由于非催化反应速度加快，导致A=A0-A 值减少。可见，85为最佳反应温度，所以本文选用 85作为反应温度。 图 2.4 温度对反应速率的影响 2.1.6 反应时间的选择 按试验方法，只改变反应时间，测定反应时间为 2min8min 的吸光度。得到反应加热时间与A=A0-A 的关系曲线如图 2.5。由图可知，加热时间达到 5min 时，A=A0-A 值最大；之后A=A0-A 值逐渐减小，曲线下降，因此本文选定显色时间为 5min。 图 2.5 反应时间对反应速率的影响 2.2 标准曲线的
7、绘制 按试验方法，改变铬()标准工作溶液加入量，分别测定标准溶液加入量为0.2mL，0.4mL，0.6mL，0.8mL，1.0mL，1.2mL，1.4mL，1.6mL，1.8mL 的吸光度，并绘制标准曲线见图 2.6。其一元线性回归方程为 A=0.2956c(mgL-1) +0.08142，相关系数 r=0.9985。试验测定结果表明，铬()浓度在 0.2mgL-11.8mgL-1 范围内与A=A-A0 有良好的线性关系。 图 2.6 标准曲线 2.3 精密度及检测限试验 按试验方法，对 0.1molL-1 的铬()标准溶液及空白溶液进行 11次平行测定，测得数据见表 3.8。相对标准偏差为
8、0.54%，精密度较高。求得空白试验值 A 的标准偏差 Sb=0.02%，工作曲线的斜率为 k=0.2956，本法检测限为 3Sb/k=0.0002 3/0.2596=0.002mgL-1。 表 3.8 精密度试验 2.4 共存离子的影响 在实验条件下，考察了常见离子对测定铬()的影响，结果表明，相对误差控制在10以内，对 0.1mgL-1 铬()下列倍数的离子不干扰其测定：1 000 倍的 K + ，Na+，NO3-，Ac-；600 倍的Ca2+，Mg2+，CO32+；100 倍的 Cl-；40 倍的 Cu2+，I-。 3 结论 通过试验确定出此方法的最佳测定条件是：吸收波长为 580nm，磷酸浓度 0.2molL-1，溴酸钾浓度为 0.002molL-1，反应温度为 85，反应时间为 5min。在选定的最佳条件下进行试验，铬()浓度在0.04mgL-12.00mgL-1 范围内与A=A0-A 呈良好的线性关系，线性回归方程为：y=0.2956c(mgL-1)+0.08142,相关系数 r=0.9985；对标准溶液平行测定 11 次，求得相对标准偏差为 0.94%, 检出限为0.009mgL-1。经加标回收试验测得结果令人满意，平均回收率为99.0%103.5%。常见离子不干扰测定，结果满意。
