钼锑抗分光光度法测定磷含量
一、方法选择
水中磷的测定,通常按其存在的形式而分别测定总磷、溶解性正磷酸盐和总溶解性磷。
正磷酸盐的测定可采用离子色谱法、钼锑抗光度法、氯化亚锡还原钼蓝法(灵敏度较低,干扰也较多),而孔雀绿-磷钼杂多酸法是灵敏度较高,且容易普及的方法。罗丹明 6G(Rh6G)荧光分光光度法灵敏度最高。
二、样品的采集与保存
总磷的测定,于水样采集后,加硫酸酸化至pH≤1 保存。溶解性正磷酸的测定,不加任何保存剂,于2～5 ℃冷处保存,在24 h内进行分析。
三、水样的预处理
采集的水样立即经0.45 μm微孔滤膜过滤,其滤液供可溶性正磷酸盐的测定。滤液经下述强氧化剂的氧化分解,测得可溶性总磷含量。
1.过硫酸钾消解法
(1)仪器
①医用手提式高压蒸汽消毒器或一般民用压力锅,1～1.5kg/cm2;②电炉,2 kW;③调压器,2 kvA,0～220V;④50 ml(磨口)具塞刻度管。
(2)试剂
5%过硫酸钾溶液:溶解5 g过硫酸钾于水中,并稀释至100 ml。
(3)步骤
①吸取25.0 ml混匀水样(必要时,酌情少取水样,并加水至25 ml,使含磷量不超过30μg)于50 ml具塞刻度管中,加过硫酸钾溶液4 ml,加塞后管口包一小块纱布并用线扎紧,以免加热时玻璃塞冲出。将具塞刻度管放在大烧杯中,置于高压蒸汽消毒器或压力锅加热,待锅内压力达1.1 kg/cm2(相应温度为120 ℃)时,调节电炉温度使保持此压力30 min后,停止加热,待压力表指针降至零后,取出放冷。如溶液混浊,则用滤纸过滤,洗涤后定容。
②试剂空白和标准溶液系列也经同样的消解操作。
(4)注意事项
①如采样时水样用酸固定,则用过硫酸钾消解前将水样调至中性。
②一般民用压力锅,在加热至顶压阀出气孔冒气时,锅内温度约为120 ℃。
③当不具备压力消解条件时,亦可在常压下进行,操作步骤如下:分取适量混匀水样(含磷不超过30 μg)于150 ml锥形瓶中,加水至50 ml,加数粒玻璃珠,加1 ml(3+7)硫酸溶液,5 ml5%过硫酸钾溶液,置电热板或可调电炉上加热煮沸,调节温度使保持微沸30～40 min,至最后体积为10 ml。放冷,加1滴酚酞指示剂,滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色,再滴加1 mol/L硫酸溶液使红色褪去,充分摇匀。如溶液不澄清,则用滤纸过滤于50 ml比色管中,用水洗锥形瓶及滤纸,一并移入比色管中,加水至标线,供分析用。
2.硝酸-硫酸消解法
(1)仪器
①可调温度的电炉或电热;②125 ml凯氏烧瓶。
(2)试剂
①硝酸(ρ=1.40 g/ml);②(1+1)硫酸;③硫酸(1/2 H2SO4):1 mol/L;④氢氧化钠溶液:1 mol/L,6mol/L;⑤1%酚酞乙指示液。
(3)步骤
吸取25.0 ml水样置于凯氏烧瓶中,加数粒玻璃珠,加2 ml(1+1)硫酸及2～5 ml硝酸在电热板上或可调电炉上加热至冒白烟,如液体尚未清澈透明,放冷后,加5 ml硝酸,再加热至冒白烟,并获得透明液体。放冷后加约30 ml水,加热煮沸约5 min。放冷后,加1滴酚酞指示剂,滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色,再滴加1 mol/L硫酸溶液使微红正好褪去,充分混匀,移至50 ml比色管中。如溶液浑浊,则用滤纸过滤,并用水洗凯氏烧瓶和滤纸,一并移入比色管中,稀释至标线,供分析用。
3.硝酸高氯酸消解法
(1)仪器
①可调温度电炉或电热板;②125 ml锥形瓶。
(2)试剂
①硝酸(ρ=1.40 g/ml);②氯酸(优级纯):含量70%～72%;③硫酸(1/2 H2SO4):1 mol/L;④氢氧化钠溶液:1 mol/L,6 mol/L;⑤1%酚酞指示剂。
(3)步骤
吸取25.0 ml水样置于锥形瓶中,加数粒玻璃珠,加2 ml硝酸,在电热板上加热浓缩至约10 ml。冷却后加5 ml硝酸,再加热浓缩至约10 ml,放冷。加3 ml高氯酸,加热至冒白烟时,可在锥形瓶上加小漏斗或调节电热板温度,使消解液在锥形瓶内壁保持回流状态,直至剩下3～4 ml,放冷。加水10 ml,加1滴酚酞指示剂,滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色,再滴加1mol/L硫酸溶液使微红正好褪去,充分混匀,移至50 ml比色管中。如溶液混浊,可用滤纸过滤,并用水充分洗锥形瓶及滤纸,一并移入比色管中,稀释至标线,供分析用。
(4)注意事项
①消解时需在通风橱中进行。
②视水样中有机物含量及干扰情况,硝酸和高氯酸用量可适当增减。
③高氯酸与有机物的混合物,经加热可能产生爆炸,应注意防止这种危验的产生。不要往可能含有有机物的热溶液中加入高氯酸;含有有机物水样的消解总要先用硝酸处理而后使用高氯酸完成消解过程。
④绝对不可将消解液蒸干。
四、钼锑抗分光光度法
1.方法原理
在酸性条件下,正磷酸盐与钼酸铵、酒石酸锑氧钾反应,生成磷钼杂多酸,被还原剂抗坏血酸还原,则变成蓝色络合物,通常即称磷钼蓝。
2.干扰及消除
砷含量大于2 mg/L有干扰,可用硫代硫酸钠除去。硫化物含量大于2 mg/L有干扰,在酸性条件下通氮气可以除去。六价铬大于50 mg/L有干忧,用亚硫酸钠除去。亚硝酸盐大于1 mg/L有干扰,用氧化消解或加氨磺酸均可以除去。铁浓度为20 mg/L,使结果偏低5%;铜浓度达10 mg/L不干扰;氟化物小于70 mg/L也不干扰。水中大多数常见离子对显色的影响可以忽略。
3.方法的适用范围
本方法最低检出浓度为0.01 mg/L(吸光度A=0.01 时所对应的浓度);测定上限为0.6 mg/L。可适用于测定地表水、生活污水及化工、磷肥、机加工金属表面磷化处理、农药、钢铁、焦化等行业的工业废水中的正磷酸盐分析。
4.仪器
分光光度计。
5.试剂
①(1+1)硫酸;②10%抗血酸溶液:溶解10 g抗坏血酸于水中并稀释至100 ml。该溶液贮存在棕色玻璃瓶中,在约4 ℃可稳定几周。如颜色变黄,则弃去重配;③银酸盐溶液;④浊度-色度补偿液:混合两份体积的(1+1)硫酸和一份体积的10%抗坏血酸溶液,此溶液当天配制;⑤磷酸盐贮备溶液;⑥磷酸盐标准溶液:临用时现配。
6.步骤
(1)校准曲线的绘制
取数支50 ml具塞比色管,分别加入磷酸盐标准使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0 ml,加水至50 ml。
①显色:向比色管中加入1 ml10%抗坏血酸溶液,混匀。30s后加2 ml 钼酸盐溶液充分混匀,放置15 min。
②测量:用10 mm或30 mm比色皿,于700 nm波长处,以零浓度溶液为参比,测量吸光度。
(2)样品测定
分取适量经滤膜过滤或消解的水样(使含磷量不超过30 μg)加入50 ml比色管中,用水稀释至标线。以下按绘制校准曲线的步骤进行显色和测量。减去空白试验的吸光度,并从校准曲线上查出含磷量。
7.计算
式中:m——由校准曲线查得的磷量(μg);V——水样体积(ml)。
8.精密度和准确度
统一分析2.06 mg/L的含磷水样,13个实验室用K2S2O8消解时,室间相对标准偏差是1.33%,相对误差为1.74%;六个实验室用HNO3-HClO4解时,室间相对标准偏差是1.49%,相对误差为+1.85%。
各实验室分析地表水和业废水的精密度和准确度,见表1。
表1 各实验室测定实际水样的精密度和准确度
水样类型含量(P,mg) | 实验室数 | 消解方法 | 单个实验室相对标准偏差(%) | 加标回收率(%) |
地表水0.02~2.54 | 14 | K2S2O8 | 0.3~1.3 | 90.5~105 |
工业废水0.06~6.17 | 14 | K2S2O8 | 0.18~13.7 | 90~106 |
地表水0.07~2.29 | 6 | HNO3-HClO4 | 0.9~8.1 | 97.2~104 |
工业废水0.40~1.53 | 5 | HNO3-HClO4 | 0.89~2.12 | 97.4~101 |
9.注意事项
①如试样中色度影响测量吸光度时,需做补偿校正。在50 ml比色管中,分取与样品测定相同量的水样,定容后加入3 ml浊度补偿液,测量吸光度,然后从水样的吸光度中减去校正吸光度。
②室温低于13 ℃时,可在20～30 ℃水浴中显色15min。
③操作所用的玻璃器皿,可用(1+5)盐酸浸泡2h;或用不含磷酸盐的洗涤剂刷洗。
④比色用后应以稀硝酸或铬酸洗液浸泡片刻,以除去吸附的钼蓝有色物。
