|
汞是水體中毒性最強的重金屬元素之一,其測定方法有多種,其中雙硫腙分光光度法是經典且應用廣泛的檢測手段。該方法以雙硫腙為螯合劑,通過與汞離子反應生成有色絡合物,再借助分光光度計進行定量分析。 其測定原理可概括為:在特定條件下,汞離子與雙硫腙形成有色絡合物,該絡合物對特定波長的光產生選擇性吸收,吸光度與汞含量成正比,通過與標準系列比較即可確定樣品中汞的濃度。 一、樣品前處理:消解與轉化 水體中的汞可能以無機汞和有機汞兩種形態存在,分光光度法測定的是總汞含量。因此,樣品須先經過消解處理,將各種形態的汞全部轉化為二價汞離子(Hg2?)。依據國家標準《水質 總汞的測定 高錳酸鉀-過硫酸鉀消解法 雙硫腙分光光度法》(GB/T 7469-1987),消解通常在酸性介質中進行,以高錳酸鉀和過硫酸鉀為氧化劑,在加熱條件下將樣品中的有機汞及其他形態汞完全氧化為Hg2?。此步驟的關鍵在于確保消解徹底,否則有機汞無法與后續顯色劑反應,將導致測定結果偏低。 消解完成后,樣品中仍殘留過量氧化劑,須加入鹽酸羥胺將其還原,以免干擾后續顯色反應。經此處理,樣品中的汞全部以Hg2?形態存在,具備與雙硫腙發生絡合反應的條件。 二、顯色反應:絡合物的形成 顯色是分光光度法測定汞的核心環節。在酸性條件下(通常為0.5 mol/L硫酸介質),Hg2?與雙硫腙(二苯硫代偕肼腙,分子式C??H??N?S)發生螯合反應,生成橙色的二硫腙汞絡合物。雙硫腙分子中含有硫代羰基和偶氮基團,能夠與Hg2?形成穩定的五元環螯合物。該反應具有高度的選擇性——汞與雙硫腙的螯合能力很強,在適當的酸性條件下,多數共存金屬離子不產生干擾。但銅離子是主要干擾物,通常可加入乙二胺四乙酸二鈉(EDTA二鈉)作為掩蔽劑予以消除。 生成的橙色絡合物不溶于水,但易溶于三氯甲烷、四氯化碳等有機溶劑。因此,顯色反應后需采用有機溶劑進行萃取,將絡合物從水相轉移至有機相,同時分離未反應的雙硫腙及其他水溶性雜質。為提高萃取效率和測定靈敏度,部分改良方法采用表面活性劑增溶技術,使絡合物直接在水相中顯色測定,省去萃取步驟。 三、比色測定:吸光度與定量 經萃取分離后,含有橙色絡合物的有機相被轉移至比色皿中,置于分光光度計進行測定。該絡合物在可見光區有特征吸收峰,最大吸收波長通常在485 nm至490 nm之間。不同文獻報道的波長略有差異,這與具體的實驗條件(如溶劑種類、酸度、溫度等)有關。 分光光度法定量的依據是朗伯-比爾定律:當一束單色光通過有色溶液時,溶液的吸光度與有色物質的濃度及光程長度成正比。實際操作中,先配制一系列已知濃度的汞標準溶液,經與樣品相同的顯色和萃取處理后測定吸光度,繪制標準曲線(即工作曲線)。再將樣品測定所得的吸光度代入標準曲線,即可計算出水樣中汞的含量。測定波長處吸光度與汞含量在一定的濃度范圍內呈良好的線性關系。 雙硫腙分光光度法適用于生活污水、工業廢水和受汞污染的地表水的測定。該方法不需要昂貴的儀器設備,操作成本較低,在基層水質化驗室中具有較高的實用價值。然而,該方法也存在一定的局限性:操作步驟較為繁瑣,對實驗條件要求較為嚴格;當水樣中銅、銀等干擾離子含量較高時,需采取掩蔽或分離措施;方法的靈敏度相對原子吸收光譜法、原子熒光光譜法等儀器分析方法偏低。 因此,在痕量汞的測定或大批量樣品的快速篩查中,分光光度法正逐步被更為靈敏、高效的儀器分析方法所替代,但在不具備大型儀器的場合,它仍然是測定水體汞含量的可靠手段。
本文連接:http://m.120xagb.com/newss-4787.html
|