硫酸雾测定方法介绍--铬酸钡分光光度法
铬酸钡分光光度法适用于中、低浓度硫酸雾的测定,方法所用仪器简单,易于推广使用。离子色谱法测定范围广,并能同时测定多种阴离子。两种方法测定的都是硫酸根离子,不能分别测定硫酸雾及颗粒物中的可溶性硫酸盐。
以下介绍铬酸钡分光光度法。
一、原理
用玻璃纤维滤筒进行等速采样,用水浸取,除去阳离子后,样品溶液中硫酸根离子测定原理同硫酸盐化速率中碱片-铬酸钡分光光度法。
二、干扰及消除
样品中有钙、锶、镁、铅、钍等金属阳离子共存时对测定有干扰,通过阳离子树脂柱交换处理后可除去十扰。
测定范围:5～120mg/m3。
三、仪器
①酸式滴定管:25ml。
②玻璃漏斗:直径60mm。
③中速定量滤纸。
④玻璃棉。
⑤电炉或电热板。
⑥烟尘采样器。
⑦过氯乙烯滤膜、中速定量滤纸、慢速定量滤纸。
⑧紫外或近紫外分光光度计。
四、试剂
①玻璃纤维滤筒。
②阳离子交换树脂(732型等均可)200g。
③氢氧化铵溶液C(NH4OH)=6.0mol/L:量取160ml浓氮水,用水稀释至400ml。
④氯化钙-氨溶液:称取1.1g氯化钙,用少量1mol/L盐酸溶液溶解后,加6.0mol/L氢氧化铵溶液至400ml。若浑浊应过滤。
⑤酸性铬酸钡悬浊液:称取0.50g铬酸钡于200ml含有0.42ml浓盐酸和14.7ml冰乙酸的水中,得悬浊液。贮存于聚乙烯塑料瓶中,使用前充分摇匀。
⑥硫酸钾标准溶液:称取1.778g硫酸钾(优级纯,105～110℃烘干2h),溶解于水,移入1000ml容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。此溶液每毫升相当于含1000μg硫酸。临用时,用水稀释成每毫升含100.0μg硫酸的标准溶液。
⑦偶氮胂Ⅲ指示剂:称取0.40g偶氮胂Ⅲ,溶解于100ml水中,放置过夜后取上清液贮于棕色瓶中,在冷暗处保存,可使用一个月。
五、采样
按颗粒物采样方法,用玻璃纤维滤筒,等速采样5～30min。
六、步骤
1、样品溶液的制备
将采样后的滤筒撕碎放入250ml锥形瓶中,加100ml水浸没,瓶口上放一玻璃漏斗,于电炉或电热板上加热近沸,约30min后取下,冷却后将浸出液用中速定量滤纸滤入250ml容量瓶中,用20～30ml水洗涤锥形瓶及滤筒残渣3～4次,洗涤液并入容量瓶中,用pH试纸试验,加1.0或0.10mol/L氢氧化钠溶液中和至溶液pH7～9,再用水稀释至标线。
2、空白滤简溶液的制备
另取与采样用同批滤筒2～3个,撕碎放入250ml锥形瓶中,同上法制备空白滤筒溶液。
3、阳离子树脂柱的制备及样品处理
①将25ml酸式滴定管沈净,在底层加入5～10mm高的玻璃棉,再放入经洗净处理好的阳离子交换树脂,高度150～200mm。水面成略高于树脂,防止气泡进入而降低柱效。先用去离子水洗涤一下,在上口端放一小玻璃漏斗,下端放1个50ml小烧怀,即可自上端加入样品溶液进行交换处理,最初流出的30ml溶液弃去不用,然后将滤液收集在容瓶中待测。
②同法处理空白滤筒溶液。
4、标准出线的绘制
取八支25ml具塞比色管,按表1配制标准系列。
向各管中分別加入铬酸钡悬浊液2.0ml,混匀,再加氯化钙-氨溶液1.00ml混匀,加95%乙醇10.0ml,混匀,立即放入15℃以下冷水浴中冷却10min,取出用一层慢速定量滤纸(上层)和一层过氯乙烯滤膜(下层)过滤(或用两层慢速定量滤纸过滤),弃去2～3ml初滤液,然后将滤液收集在比色管中。于波长372(或370)nm处,用1cm比色皿,以水为参比,测定吸光度。以吸光度对硫酸含量(μg),绘制标准曲线。
5、样品测定
吸取适量经处理的样品溶液(浓度低时取10.0ml,浓度高时,取2～5ml),置于25ml具塞比色管中,加水至10.00mnl,以下步骤同标准曲线的绘制。
另取经处理的空白滤筒溶液10.00ml,同法测定,计算出每个滤筒所含硫酸的量(μg)。
七、计算
式中:W——测定时所取样品溶液中硫酸含量,μg;
Vt——样品溶液总体积,ml;
Va——测定时所取样品溶液体积,ml;
d——每个空白滤筒所含硫酸的,μg;
Vnd——标准状态下干气的采样体积,L。
八、说明
①灾验表明,当硫酸雾浓度高、含湿量大时,须进行等速采样。例如硫酸雾浓度在100～400mg/m3范围内,烟气含湿量在25%以上,采样速度(采样嘴流速)超过烟道气流速30%时,所得结果比等速采样时偏低20%,和烟尘等速采样规律一致。在经多级净化之后,硫酸雾浓度在10mg/m3以下,烟气含卧在20%以下时,等速采样与以二倍于烟气流速的流速采样,所得结果无明显差异。在已知排气中硫酸雾和含湿量都不高时,以15～25L/min流量恒流采样即可。因样品中硫酸浓度不高,可用分光光度法或离色谱法测定。
②实验表明,在滤筒后串联两个内装吸收液的冲击式吸收瓶采集硫酸雾,一般情况下吸收液中均检不出硫酸。当烟气中硫酸雾在1000mg/m3以上,含湿量在30%以上时采取强制冷却收集冷凝水进行测定的方法,水中硫酸雾的含量,最高时相当于23mg/m3,这时滤筒的阻留效率在98%左右。浓度低、含湿量低时,阻留效率高,一般在99%以上,低浓度时接近100%。因此,在高浓度、高温度、高湿度情况下,采样时可采取强制冷却收集冷凝水测定和滤筒阻留量相加的办法,提高采样效率。在一般情况下,单用超细玻璃纤维滤筒阻留,可达到较好的效果,而不必用其他滤料多级捕集。
③在溶液中加氯化钙-氨溶液、乙醇,并在冷水浴中冷却10min,可降低硫酸钡及铬酸钡的溶解度,使方法的重现性好,试剂空白值低而且稳定。
④在测定吸光度前,采用上层用慢速定量滤纸、下层用过氯乙烯滤膜过滤,速度快、效果好、试剂空白值低,方法重现性好。也可采用0.45μm微孔滤膜抽气过滤。
⑤铬酸钡的制备方法见硫酸盐化速率中碱片-铬酸分光光度法试剂。
⑥在本法中,不可往样品溶液中加酚酞指示剂,可用pH试纸试验,用氢氧化钠中和样品溶液全pH7～9后定容至250ml。因酚酞在氢氧化铵溶液中为红色,妨碍分光光度法测定铬酸根离子。
