本發(fā)明涉及一種水中有效氯的測(cè)定方法,特別是一種紫外-可見分光光度法快速測(cè)定水中有效氯的方法。
背景技術(shù)：
有效氯是指氯化物中以正價(jià)存在的氯(定量地說，有效氯含量是指含氯化合物中氧化態(tài)氯的百分含量)。目前用作自來水消毒的含氯消毒劑主要有：液氯(HOCl)、二氧化氯(ClO2)、氯胺(NH2Cl)、次氯酸鈉(NaClO)、有機(jī)氯化合物(如二氯異氰尿酸鈉、三氯異氰尿酸、氯銨T等)等。從1974年發(fā)現(xiàn)氯消毒會(huì)產(chǎn)生具有致突變和致癌性的三氯甲烷以來，國(guó)際飲用水界研究消毒副產(chǎn)物己經(jīng)將近40年。目前，已知消毒副產(chǎn)物在500種以上，集中研究的有21種，因此測(cè)定水中有效氯含量，對(duì)做好飲水消毒工作和保證水衛(wèi)生學(xué)安全極為重要。因此研究建立一種快速，準(zhǔn)確，靈敏度高，低成本低廉的方法測(cè)定水中有效氯含量的新方法有重要的意義。
目前，有效氯的測(cè)定方法主要有碘量法、N,N-二乙基-1,4-苯二胺硫酸亞鐵銨滴定法、N,N-二乙基-1,4-苯二胺光度法、化學(xué)傳感器法等，但是這些方法要么操作繁瑣、耗時(shí)，要么試劑耗量大、儀器昂貴；紫外-可見分光光度法具有分析速度快、操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性好、分析精度高等優(yōu)點(diǎn)，在水質(zhì)分析中應(yīng)用廣泛。但是以碘化鉀還原有效氯生成碘單質(zhì)，通過測(cè)定碘的吸光度間接測(cè)定水中有效氯的含量卻尚未見報(bào)道。
現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)定有效氯的技術(shù)主要是滴定法，該法試劑耗量大、操作繁瑣、測(cè)定周期長(zhǎng)，且無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)有的技術(shù)也有分光光度法(N,N-二乙基-1,4-苯二胺光度法)，但是這個(gè)方法與本發(fā)明原理不一樣，而且N,N-二乙基-1,4-苯二胺光度法所用試劑種類多，耗量大，單個(gè)樣品測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)。報(bào)導(dǎo)有利用分光光度法測(cè)定碘含量的相關(guān)文獻(xiàn)，但在生成碘單質(zhì)后均需加入特定的顯色劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是為了解決背景技術(shù)中的問題，提供一種紫外-可見分光光度法快速測(cè)定水中有效氯的方法，其具有能夠快速、準(zhǔn)確測(cè)定水中有效氯的特點(diǎn)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種紫外-可見分光光度法快速測(cè)定水中有效氯的方法，包括如下步驟：
步驟1：選取容量為10mL的比色管；
步驟2：在該比色管中依次加入有效氯溶液0.03mg/L～5mg/L、(3+100)硫酸溶液0.5ml～2ml、1ml 10～50g/L碘化鉀溶液、無水乙醇0.5～4ml，延時(shí)20秒～120秒；
步驟3：用純水代替有效氯溶液，其余試劑按步驟2添加，搖勻，作為試劑空白；
步驟4：在紫外-可見分光光度計(jì)上，用10毫米石英比色皿，以純水作為參比，在波長(zhǎng)430納米處分別測(cè)定含有效氯溶液的吸光度值A(chǔ)430nm和試劑空白的吸光度A0，計(jì)算吸光度差值ΔA430nm＝A430nm-A0值，其吸光度差值ΔA430nm與有效氯濃度C在0.05～5mg/L范圍內(nèi)成線性關(guān)系，線性回歸方程為：ΔA430nm＝0.122c+0.0015，相關(guān)系數(shù)r＝0.9994，檢出限為0.012mg/L；
步驟5：另取兩個(gè)經(jīng)次氯酸鈉消毒劑消毒之后的水樣各5mL，按步驟1到步驟4相同的操作測(cè)定吸光度；
步驟6：計(jì)算出水樣中有效氯的含量。
對(duì)于本發(fā)明的一種優(yōu)化，所述一種紫外-可見分光光度法快速測(cè)定水中有效氯的方法，具體步驟為：
步驟1：選取容量為10mL的比色管；
步驟2：在該比色管中依次加入有效氯溶液5mg/L、(3+100)硫酸溶液1.0ml、10～50g/L碘化鉀溶液1.0ml、無水乙醇2.0ml，延時(shí)60秒；
步驟3：用純水代替有效氯溶液，其余試劑按步驟2添加，搖勻，作為試劑空白；
步驟4：在紫外-可見分光光度計(jì)上，用10毫米石英比色皿，以純水作為參比，在波長(zhǎng)430納米處分別測(cè)定含有效氯溶液的吸光度值A(chǔ)430nm和試劑空白的吸光度A0，計(jì)算吸光度差值ΔA430nm＝A430nm-A0值，其吸光度差值ΔA430nm與有效氯濃度C在0.05～5mg/L范圍內(nèi)成線性關(guān)系，線性回歸方程為：ΔA430nm＝0.122c+0.0015，相關(guān)系數(shù)r＝0.9994，檢出限為0.012mg/L；
步驟5：另取兩個(gè)經(jīng)次氯酸鈉消毒劑消毒之后的水樣各5mL，按步驟1到步驟4相同的操作測(cè)定吸光度；
步驟6：計(jì)算出水樣中有效氯的含量。
在酸性條件下，有效氯與過量的還原劑(碘化鉀)發(fā)生反應(yīng)，生成碘單質(zhì)，加入一定量的穩(wěn)定劑使碘單質(zhì)短期內(nèi)能夠穩(wěn)定保存于水溶液中而不易于揮發(fā)，在特定波長(zhǎng)下通過測(cè)量水溶液的吸光度A以及校準(zhǔn)曲線(C-A)可準(zhǔn)確測(cè)定水中有效氯的含量。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有單個(gè)樣品測(cè)定耗時(shí)少，且在分析過程中加入了無水乙醇作為穩(wěn)定劑，可避免反應(yīng)生成的碘單質(zhì)揮發(fā)，因此最低檢測(cè)濃度可達(dá)到0.05mg/L；而且，該方法操作簡(jiǎn)易，試劑耗量小，毒性小，符合批量樣品的測(cè)定，適宜推廣；紫外-可見分光光度法具有分析速度快、操作簡(jiǎn)便、重復(fù)性好、分析精度高等優(yōu)點(diǎn)
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：一種紫外-可見分光光度法快速測(cè)定水中有效氯的方法，具體步驟為：
步驟1：選取容量為10mL的比色管；
步驟2：在該比色管中依次加入有效氯溶液0.03mg/L～5mg/L、(3+100)硫酸溶液0.5ml～2ml、(10～50g/L)碘化鉀溶液0.5ml～1ml、無水乙醇0.5ml～4ml，延時(shí)20秒～120秒；
步驟3：用純水代替有效氯溶液，其余試劑按步驟2添加，搖勻，作為試劑空白；
步驟4：在紫外-可見分光光度計(jì)上，用10毫米石英比色皿，以純水作為參比，在波長(zhǎng)430納米處分別測(cè)定含有效氯溶液的吸光度值A(chǔ)430nm和試劑空白的吸光度A0，計(jì)算吸光度差值ΔA430nm＝A430nm-A0值，其吸光度差值ΔA430nm與有效氯濃度C在0.05～5mg/L范圍內(nèi)成線性關(guān)系，線性回歸方程為：ΔA430nm＝0.122c+0.0015，相關(guān)系數(shù)r＝0.9994，檢出限為0.012mg/L；
步驟5：另取兩個(gè)經(jīng)次氯酸鈉消毒劑消毒之后的水樣各5mL，按步驟1到步驟4相同的操作測(cè)定吸光度；
步驟6：計(jì)算出水樣中有效氯的含量。
本申請(qǐng)采用了基于紫外-可見分光光度法的在線分析儀測(cè)定水中有效氯的含量。其化學(xué)反應(yīng)原理如下：
2H++ClO-+2I-＝I2+Cl-+H2O
由于碘單質(zhì)(I2)在水溶液中呈棕色，但較易揮發(fā)損失，本發(fā)明采取了加入穩(wěn)定劑使碘單質(zhì)(I2)穩(wěn)定的保存于水溶液中；在一定范圍內(nèi)碘單質(zhì)(I2)溶液顏色的深淺與有效氯的含量成正比，根據(jù)朗伯-比爾定律：
A＝K×C×L
在特定波長(zhǎng)處進(jìn)行測(cè)定碘單質(zhì)(I2)的吸光度A，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線校正，即可測(cè)定水中有效氯的含量。
本申請(qǐng)?jiān)谠噭┡浞街胁捎昧朔€(wěn)定劑作為碘單質(zhì)的穩(wěn)定劑，使碘單質(zhì)穩(wěn)定保存于水溶液中，確保吸光度A的穩(wěn)定，從而保證水樣中有效氯結(jié)果的準(zhǔn)確穩(wěn)定。利用穩(wěn)定劑減少水溶液中碘單質(zhì)(I2)的揮發(fā)損失。以碘化鉀還原有效氯生成碘單質(zhì)，通過測(cè)定碘的吸光度間接測(cè)定水中有效氯的含量卻尚未見報(bào)道。
實(shí)施例2：在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，于10mL比色管中依次加入5.0mL的有效氯溶液，1.0ml的(3+100)硫酸溶液，1.0ml 50g/L的碘化鉀溶液，2.0ml無水乙醇；以不加有效氯溶液的溶液為試劑空白，純水定容至刻度，搖勻；于紫外-可見分光光度計(jì)上，用10mm石英比色皿，以純水作為參比，在波長(zhǎng)430nm處分別測(cè)定含有效氯溶液的吸光度值A(chǔ)430nm和試劑空白的吸光度A0，計(jì)算吸光度差值ΔA430nm＝A430nm-A0值，其吸光度差值ΔA430nm與有效氯濃度C在0.03～5mg/L范圍內(nèi)成線性關(guān)系，線性回歸方程為：ΔA430nm＝0.122c+0.0015，相關(guān)系數(shù)r＝0.9994，檢出限為0.012mg/L；另取兩個(gè)經(jīng)次氯酸鈉消毒劑消毒之后的水樣各5mL，依實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定吸光度，計(jì)算出水樣中有效氯的含量，并進(jìn)行回收率實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表1。
表1水樣分析結(jié)果及回收率(n＝5)
需要理解到的是：本實(shí)施例雖然對(duì)本發(fā)明作了比較詳細(xì)的說明，但是這些說明，只是對(duì)本發(fā)明的簡(jiǎn)單說明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，任何不超出本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。