电镀废水中含有各种磷酸盐,如正磷酸盐、聚磷酸盐、有机磷酸盐、次亚磷酸盐。本法适用于含C(PO43-)=0.02~50mg/L磷含量的测定。
1.正磷酸盐含量的测定
(1)化学反应。在酸性条件下,正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸,再用抗坏血酸把磷钼杂多酸还原成磷钼蓝,于710nm最大吸收波长处用分光光度法化验。反应式为
(2)主要试剂
1)KH2PO4。
2)H2SO4(1+1)溶液。
3)含量为20g/L的抗坏血酸溶液。称取10g抗坏血酸,精确至0.5g;再称取0.2gEDTA二钠(C10H14O8N2Na2·2H2O),精确至0.01g,溶于200mL水中,加入8.0mL甲酸,用水稀释至500mL,混匀,储存于棕色瓶中(有效期一个月)。
4)含量为26g/L的钼酸铵溶液。称取13g钼酸铵,精确至0.5g;称取0.5g酒石酸锑钾,精确至0.01g,溶于200mL水中,加入230mL(1+1)H2SO4溶液,混匀,冷却后用水稀释至500mL,混匀,储存于棕色瓶中(有效期两个月)。
5)磷储备溶液,1mL溶液中含有0.5mgPO43-。称取0.7165g预先在100~105℃干燥并已恒重过的KH2PO4,精确至0.0002g,溶于约500mL水中,定量转移至1L容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
6)磷标准溶液,1mL溶液中含有0.02mgPO34-。取20.00mL磷储备溶液(0.5mg/mLPO43-)于500mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
(3)仪器和设备。分光光度计,带有厚度为1cm的吸收池。
(4)试验步骤。
1)工作曲线的绘制。分别取0.00(空白)、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL、7.00mL、8.00mL磷标准溶液(0.02mg/mLPO43-)于9个50mL容量瓶中,依次向各瓶中加入约25mL水、2.0mL钼酸铵溶液和3.0mL抗坏血酸溶液,用水稀释至刻度,摇匀,室温下放置10min。在分光光度计710nm处,用1cm吸收池,以空白调零测吸光度。以测得的吸光度为纵坐标,相对应的PO43-量(μg)为横坐标绘制工作曲线。
2)试样的制备。现场取约250mL实验室样品,经中速滤纸过滤后储存于500mL烧杯中即制成试样。
3)正磷酸盐含量的测定。从上述试样中取20.00mL试验溶液,于50mL容量瓶中加入2.0mL钼酸铵溶液和3.0mL抗坏血酸溶液,用水稀释至刻度,摇匀,室温下放置10min。在分光光度计710nm处,用1cm吸收池,以不加试验溶液的空白调零测吸光度。
(5)结果计算。试样中正磷酸盐(以PO34-计)的含量X1按下式计算:
式中 m1——从工作曲线上查得的以μg表示的PO43-质量;
V1——移取试验溶液的体积(mL)。
所得结果应表示至两位小数。
(6)允许差。两次平行测定结果之差不大于0.30mg/L,取算术平均值为测定结果。
2.总无机磷酸盐含量的测定
(1)原理。在酸性条件和煮沸的情况下,测定溶液中的聚磷酸盐水解成正磷酸盐,正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸,再用抗坏血酸将磷钼杂多酸还原成磷钼蓝,于710nm最大吸收波长处用分光光度法测定。反应式与正磷酸盐的反应式相同。
(2)主要试剂。除正磷酸盐含量的测定中所需的试剂之外,还需要下列试剂。
1)含量为120g/L的NaOH溶液。称取30gNaOH,精确至0.5g,溶于250mL水中,摇匀,储存于塑料瓶中。
2)KH2PO4(1+3)溶液、(1+35)溶液。
3)酚酞,质量分数为1%的乙醇溶液。
(3)仪器和设备。分光光度计,带有厚度为1cm的吸收池。
(4)测定步骤
1)工作曲线的绘制与正磷酸盐含量的测定中工作曲线的绘制步骤相同。
2)总无机磷酸盐含量的测定:从试样中取10.00mL测定溶液于50mL容量瓶中,加入2.0mL(1+3)H2SO4溶液,用水调整容量瓶中溶液体积至约25mL,摇匀,置于已煮沸的水浴中15min,取出后冷却至室温。用滴管向容量瓶中加1滴酚酞溶液,然后滴加NaOH溶液至溶液显微红色,再滴加(1+35)H2SO4溶液至红色刚好消失。加入2.0mL钼酸铵溶液和3.0mL抗坏血酸溶液,用水稀释至刻度,摇匀,室温下放置10min。在分光光度计710nm处,用1cm吸收池,以不加测定溶液的空白调零测吸光度。
(5)结果计算。试样中总无机磷酸盐(以PO43-计)的含量X2按下式计算:
式中 m2——从工作曲线上查得的以μg表示的PO43-质量;
V2——移取试验溶液的体积(mL)。
试样中三聚磷酸钠(Na5P3O10)的含量X3按下式计算:
式中 1.291——PO43-换算为三聚磷酸钠的系数。
试样中六偏磷酸钠[(NaPO3)6]的含量X4按下式计算:
式中 1.074——PO43-换算为六偏磷酸钠的系数。
所得结果应表示至两位小数。
(6)允许差。两次平行测定结果之差应符合表16-3的规定,取算术平均值为测定结果。
表16-3 两次平行测定结果的允许差 (单位:mg/L)
3.总磷含量的测定(www.daowen.com)
(1)原理。在酸性溶液中,用过硫酸钾作分解剂,将聚磷酸盐和有机磷酸盐转化为正磷酸盐,正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸,再用抗坏血酸将磷钼杂多酸还原成磷钼蓝,于710nm最大吸收波长处用分光光度法测定。反应式与正磷酸盐的反应式相同。
(2)主要试剂。除了正磷酸盐含量的测定中所需试剂之外,还有过硫酸钾(40g/L溶液):称取20g过硫酸钾,精确至0.5g,溶于500mL水中,摇匀,储存于棕色瓶中(有效期一个月)。
(3)仪器和设备。分光光度计,带有厚度为1cm的吸收池。
(4)测定步骤
1)工作曲线的绘制 与正磷酸盐含量的测定中工作曲线的绘制步骤相同。
2)总磷含量的测定:从试样中取5.00mL试验溶液于100mL锥形瓶中,加入1.0mL(1+35)H2SO4溶液、5.0mL过硫酸钾溶液,用水调整锥形瓶中溶液体积至约25mL,置于可调电炉上缓缓煮沸15min至溶液快蒸干为止。取出后流水冷却至室温,定量转移至50mL容量瓶中。加入2.0mL钼酸铵溶液和3.0mL抗坏血酸溶液,用水稀释至刻度,摇匀,室温下放置10min。在分光光度计710nm处,用1cm吸收池,以不加试验溶液的空白调零测吸光度。
(5)结果计算。试样中总磷(以PO43-计)的含量X5按下式计算:
式中 m3——从工作曲线上查得的以μg表示的PO43-质量;
V3——移取试验溶液的体积(mL)。
羟基亚乙基二膦酸(HEDP)含量X6按下式计算:
式中 1.085——PO43-换算为羟基亚乙基二膦酸的系数。
羟基亚乙基二膦酸钠(HEDPS)的含量X7按下式计算:
式中 1.548——PO43-换算为羟基亚乙基二膦酸钠的系数。
氨基三亚甲基膦酸(ATMP)的含量X8(mg/L)按下式计算:
式中 1.050——PO43-换算为氨基三亚甲基膦酸系数。
乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP)的含量X9按下式计算:
式中 1.148——PO43-换算为乙二胺四亚甲基膦酸的系数。
乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMP S)的含量X10按下式计算:
式中 1.611——PO43-换算为乙二胺四亚甲基膦酸钠的系数。
所得结果应表示至两位小数。
(6)允许差。两次平行测定结果之差应符合表16-4的规定,取算术平均值为测定结果。
表16-4 两次平行测定结果的允许差(单位:mg/L)
4.注意事项
(1)不同磷含量情况下运行时的检测剂量如表16-5所示。
表16-5 不同磷含量情况下运行时的检测剂量
如遇到PO43-含量高于30mg/L的测定溶液,可稀释后再进行测量。
(2)实验室水样的过滤。应尽可能快地过滤和分析水样,过滤时间不能超过10min。如过滤时间过长则滤纸有可能对磷化合物产生吸附,从而不能保证所有的磷化合物从滤纸上滤过。另外,过滤时间过长会造成聚磷化合物的水解。如果实验室水样温度低于室温,则过滤前应使其恢复至室温。过滤时应弃去开始的10mL滤液。
(3)玻璃器皿的清洗。用于显色的玻璃器皿应经常用2mol/L的NaOH溶液清洗,以除去有色沉淀物。这些有色沉淀物能在玻璃壁上形成黏膜,从而影响化验的准确度。
(4)吸收池的校正。分析试样前,必须对吸收池进行校正,消除不同吸收池之间的差异。
(5)有机磷化物的分解。在大量有机物质存在的情况下,使用过硫酸钾分解效果差,这时应使用HNO3和HClO4或过硫酸铵,分解有机物并氧化成PO43-。其操作步骤为:准确移取一定体积的试验溶液,加入2mg/L的HNO3、1mg/L的HClO4于可调电炉上,加热至不出褐色蒸汽并出现白色晶体,冷却后加水微热,直到获得清晰透明的溶液,最后用2mol/L的NaOH溶液调整pH值至7~9。
(6)水样的处理及保存。为确保水样不发生变化,取样后最好立即进行化验,不能立即进行化验时,则应依次加入NaCl和HgCl2保护试样。使试样溶液中NaCl含量为50mg/L、HgCl2含量为40mg/L,用玻璃瓶储存于0~4℃冰箱中。只测总磷含量时,则无需顾及试样发生变化。
(7)干扰。废水中通常有一些无机离子和有机物质,如果这些物质在限量之内对80μg PO34-化验所引起的误差在±4μg范围之内,则认为不干扰磷含量的分析。
1)无机离子。500mg/L Na+、K+、NH4+、Ca2+;300mg/L Mg2+;100mg/L Si;50mg/L Zn2+;40mg/L Fe3+;20mg/L Al3+、Cu2+;100mg/L F-;500mg/L Cl-;500mg/L NO2-;800mg/L HCO3-;1000mg/LNO3-、SO24-不干扰磷含量的分析。
Cu2+、Fe3+由于本身有颜色,含量过高对显色有一定影响,可通过做颜色空白试验消除干扰。
2)有机物质。聚丙烯酸含量不高于20mg/L不干扰磷含量的分析。
(8)用来还原磷钼杂多酸的还原剂,除了抗坏血酸外,还可用氯化亚锡、硫酸肼、亚硫酸氢钠等。
(9)总无机磷酸盐减去正磷酸盐就是聚磷酸盐的量,总磷减去总无机磷酸盐就是有机磷酸盐的量。
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