【相关知识】
一、铬的定义
铬(Cr)的化合物常见的价态有三价和六价。在水体中,六价铬一般以![]()
三种阴离子形式存在。在水溶液中存在着以下的平衡:
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如水溶液中酸、碱度变化,则平衡移动,三价铬和六价铬的化合物可以互相转化。六价铬的钠、钾、铵盐均溶于水。三价铬常以Cr3+、Cr(OH)2+、Cr(OH)2+等阳离子形式存在。三价铬的碳酸盐、氢氧化物均难溶于水。
阅读有益
铬的污染来源主要是含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染等行业。天然水中一般不含铬;海水中铬的平均浓度为0.05μg/L;美国饮用水中六价铬的浓度为3~40μg/L,平均值为3.2μg/L;饮用水中三价铬含量更低。
二、水样的采集与保存
铬易被器壁吸附,以前多采用硝酸酸化保存水样。对清洁地表水和标准的蒸馏水,如不加任何固定剂,水样较稳定,5 d之内变化不大。如加酸固定,水样极不稳定,2 d后回收率仅20%。对受污染的水样,加酸固定后不易检出六价铬。这是由于在酸性条件下,水样中或多或少存在着
等无机或有机的还原性物质,使Cr6+极易被还原成Cr3+。另外,如电镀含氰废水,常加入次氯酸钠分解氰化物,过量的次氯酸钠会把Cr3+氧化成Cr6+。推荐测定Cr6+的水样,在弱碱pH=8条件下保存。此时Cr6+的氧化还原电位大大降低,可与还原剂共存而不反应。废水样品调节pH=8,置于冰箱内保存,可保存7 d,但要尽快分析。
测定总铬的水样,如在碱性条件下保存,会形成Cr(OH)3,增加器壁吸附的可能,仍需加酸保存。
采集铬水样的容器,可用玻璃瓶和聚乙烯瓶。器皿在使用前,必须用浓度为6 mol/L的盐酸洗涤。内壁不光滑的器皿不能使用,防止铬被吸附和被还原。
如果只要求测溶解的金属含量,取样时用0.45μm滤膜过滤。过滤后,用浓硝酸将滤液酸化至pH小于2。如测总铬,水样不经过滤,直接酸化。
三、光度法测定六价铬的干扰
1.浊度的干扰
水样浊度大,干扰比色测定。可用除不加显色剂外的水样作参比测定。
2.悬浮物的干扰
水样中悬浮物可用滤纸或熔结玻璃漏斗过滤后,用水充分洗涤滤出物,合并滤液和洗液后测定。
3.重金属离子的干扰
(1)Fe3+的干扰
在稀硫酸介质中,Fe3+与二苯碳酰二肼显色剂形成黄棕色络合物,一般Fe3+含量大于1.0mg/L干扰测定。如有Fe3+存在,最好在显色后30min内测定。随着时间的延续Fe3+的干扰增强。
消除干扰的方法如下:
①化学掩蔽法。加入磷酸与Fe3+形成稳定的无色络合物,从而消除Fe3+的干扰,同时,磷酸与其他金属离子络合,避免一些盐类析出而产生浑浊现象。加入磷酸后,如显色酸度过大,则吸光度显著下降。如Fe3+含量高,用磷酸掩蔽的能力差。
也可以在显色前加入氢氟酸,消除Fe3+的干扰。
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加入水杨酸作掩蔽剂可掩蔽Fe3+、Al3+和Cr3+的干扰。(https://www.daowen.com)
化学掩蔽法适用于酸性条件下。如水样中共存有有机、无机还原性物质,则水样中的Cr6+易被还原成Cr3+,从而使结果偏低。
②溶剂萃取法。在1 mol/L硫酸酸度下,用铜铁灵-氯仿(乙醚、乙酸乙酯)萃取水样,可去除铜、铁、铝、钒的干扰。这些金属离子的铜铁灵盐经萃取转移至有机相被弃去,残留的铜铁灵用酸消解,以破坏有机物,再经氧化测定铬。此方法仅能用于测定总铬时消除金属离子的干扰,手续繁杂,非必要时不用。如测六价铬,用此法去除金属离子干扰,则需在萃取前先将Cr3+分离掉。
另外,用三辛胺萃取水样,其中Fe3+含量少于500μg不被萃取,可与Cr6+分离。
(2)V5+的干扰
用二苯碳酰二肼直接显色测定Cr6+时,V5+与显色剂生成黄棕色络合物而干扰测定。V5+大于4 mg/L(Cr6+含量为0.1 mg/L)即干扰测定。但显色后15 min色度自行退去,可在显色后15 min再测定吸光值。
(3)
、Hg2+的干扰
、Hg2+与显色剂反应生成蓝紫色络合物,但在反应酸度下,此反应不灵敏。Hg2+含量为40 mg/L(Cr6+含量为0.2 mg/L)未见干扰。当其大量存在时,可加入少量盐酸,形成HgCl2或
络离子而消除干扰。
(4)Mo6+的干扰
Mo6+与显色剂形成紫红色络合物,在测定铬的反应酸度下,此反应不灵敏。超过40 mg/L时,可加入草酸或草酸铵掩蔽。
(5)其他金属离子
Cu2+200mg/L、Al3+800mg/L、Co2+200mg/L、Ni2+200mg/L、Pb2+16mg/L不干扰测定。
4.氯和活性氯的干扰
氯化物的存在可使显色剂与Fe3+形成的络合物颜色变深。活性氯的存在使Cr6+被氧化,可加入亚硝酸钠和尿素消除干扰。
5.有机及无机还原性物质的干扰
还原性物质的存在,在酸性条件下,使Cr6+还原成Cr3+。去除干扰的方法如下:
①当水样中含铬量为0.4×10-6 mol/LL时,可调节溶液pH=8,加入4mL 2%DPC-丙酮溶液,放置5 min,再酸化显色。这样可去除![]()
的干扰。
②水样经沉淀分离掉Cr3+后,用高锰酸钾氧化,以去除还原性物质的干扰。
③先加入过硫酸铵氧化还原性物质后再测定。
④NO2-存在可加入1~3滴叠氮化钠溶液去除,也可用尿素分解。
6.其他干扰
高锰酸盐干扰测定,可预先用叠氮化钠除去。
、甲酸钠等不干扰测定。
酒石酸不干扰测定,若同时有微量铁(5μg)存在时,显色络合物颜色明显退去。因为铁起催化作用,使酒石酸还原Cr6+。