1、【设计实验】分光光度法和原子吸收分光光度法测定工业废水中铬含量。 实验目的（1）熟悉分光光度计和原子吸收分光光度计的基本结构和使用。 （2）掌握分光光度法和原子吸收分光光度法测定工业废水中铬含量的原理和方法。 (3)比较两种方法的特点、优缺点及适用性。 实验原理 铬是自然界中广泛分布的元素。 它也是生物体必需的微量元素之一。 它也是一种微量有害元素，污染环境，影响人体健康，特别是在电镀、制革、纺织等行业。 铬的开发产生了大量的工业废水，造成了严重的水污染。 因此，铬的监测引起了环保工作者的极度关注。水中的铬主要以三价和六价两种价态存在。 研究证明三价铬氧化和六价铬还原的可能性。 铬的氧化态
2、水中铬的状态可能发生变化，因此近年来有以铬的总含量而不是六价铬的含量来规定水质标准的趋势。 目前测定水中总铬的方法有高锰酸钾氧化二苯卡巴肼分光光度法、火焰原子吸收分光光度法等。本实验利用这两种方法测定工业废水中的总铬含量，并对两种方法进行比较。 原子吸收分光光度法是利用物质产生的原子蒸气对待测元素特征谱线的吸收进行定量分析的方法。 溶液中的铬离子在火焰温度下转变为基态铬原子蒸气，吸收357.9 nm。 在一定条件下，吸光度与试液中铬的浓度成正比。 分光光度法是通过测定待测物质在特定波长下的吸光度来对其进行定性和定量分析的方法。在酸性溶液中，三价铬被高锰酸钾氧化成六价铬。
3、六价铬离子与二苯卡巴肼反应生成紫红色化合物，最大吸收波长为540nm，吸光度与六价铬离子的浓度成正比。 实验仪器及试剂：原子吸收分光光度计； 铬空心阴极灯； 无油空气压缩机； 乙炔瓶； 通风设备。 分光光度计； 比色皿； 50mL带塞比色管； 吸管; 容量瓶； 加热装置。 铬标准储备液（500 g·mL-1）：准确称取 110 ℃干燥 2 h 的重铬酸钾 1.4145 g，加水溶解，转移至容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，保存。冰箱保存24小时。 铬标准溶液（50 g·mL-1）：准确移取10.00 mL铬标准储备液至100 mL容量瓶中，加10.00 mL（1+1）盐酸溶液，稀释至用去离子水定容。
4.摇匀。 可以使用。 铬标准溶液（5.0 g·mL-1）：准确移取1.00 mL铬标准储备液至100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。 可以使用。 氯化铵溶液（10%）； 盐酸溶液(1+1)； 氢氧化钠溶液（10%）； 丙酮; 高氯酸； 硝酸(11)； 硫酸(11)； 磷酸(11)； 氢氧化钠溶液（0.2%）； 氢氧化锌共沉淀剂（称取 8g 硫酸锌（ZnSO4·7H2O），溶于 100mL 水中；称取 2.4g 氢氧化钠，溶于 120mL 水中，将上述两种溶液混合。） 尿素溶液（20）； 亚硝酸钠溶液（2）.高锰酸钾溶液（40g·L-1）：称取4.0g高锰酸钾（KMnO4），加热搅拌下溶解于水中，最后
5、然后稀释至100mL； 二苯氨基甲酸酯溶液：称取二苯氨基甲酸酯（简称DPC）0.2g，溶于50mL丙酮，加水稀释至100mL，摇匀，装于棕色瓶中，冰箱保存。 一旦颜色变深，就不能再使用。 实验条件原子吸收分光光度法：波长：357.9 nm； 灯电流：15毫安； 缝隙宽度、燃烧器高度、乙炔流量、空气流量自动调节。 实验步骤 1、原子吸收分光光度法： (1)取样：在取样点随机采集水样，装入聚乙烯瓶或玻璃瓶中，用 HNO3 调节酸度至 pH 2，带回实验室进行后处理。加工。 (2)水样处理(消解)：取100ml水样于200ml烧杯中，加入5mL浓HNO3，在电热板上加热，使水样不沸腾，蒸至10ml左右，冷却；
6、加入5mL HNO3和2mL高氯酸（缓慢滴加），继续加热至近干； 冷却后，用0.2%HNO3溶解残渣，过滤，用去离子水或0.2%HNO3将滤液定容至100ml容量瓶中。 ，支持。 (3)仪器调试：调节原子吸收分光光度计，波长为357.9 nm，调节狭缝宽度和灯头高度，使空心阴极光斑穿过亮蓝色部分达到最佳工作状态。 （4）标准曲线制作：准确吸取0.00、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00 mL浓度为50 g·mL-1的标准溶液于50 mL容量瓶中，分别加入10%氯化铵溶液。 2.5mL和(1+1)盐酸溶液5.00mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀。 制备使铬浓度分别为0、0
7、.5、1.0、2.0、3.0、4.0 mg·L-1标准溶液系列。 用去离子水调零仪器后，按从稀到浓的顺序吸入标准溶液，测定相应的吸光度值。 再次重复。 两次吸光度值之差不应超过2%。 减去空白吸光度和相应铬标准溶液的浓度（mg·L-1），绘制工作曲线。 (5)样品测定：取5mL水样置于50mL比色管中，加入1.00mL 10%NH4Cl，用蒸馏水或0.2%HNO3定容至刻度。 根据优化的仪器条件测量样品的吸光度。 减去空白吸光度后，从校准曲线中查出样品中铬的浓度。 每测量10个样品必须对仪器进行校零，并吸入一定浓度的标准溶液，检查灵敏度是否发生变化。 2、高锰酸钾氧化物
8.苯并二酰肼分光光度法： (1)取样：在取样点随机采集水样，装入玻璃瓶中，加6mol·L-1氢氧化钠溶液数滴至pH=89，带回。 实验室后处理。 (2)样品前处理：无悬浮物、色度低的洁净地下水，可直接用高锰酸钾氧化后进行比色测定； 当样品中含有大量有机物时，采用硝酸-硫酸消解：取50.00mL水样置于150mL锥形瓶中，加入5mL浓硝酸和3mL(1+1)硫酸，加少量玻璃珠，盖上表面皿，在电热板上加热蒸发，直至冒白烟。 若溶液仍有颜色，可加入5mL浓硝酸，继续加热至溶液澄清，冷却。 对于混浊和深色的水样，应添加氢氧化锌共沉淀剂并过滤。 (3)高锰酸钾氧化：取50.0mL洁净水样或
9. 将预处理后的水样放入 150mL 锥形瓶中，用（1+1）氨水和（1+1）硫酸调节 pH 至 68，加入少量玻璃珠，加入 0.5mL（1+1）硫酸酸，0.5mL（1+1）磷酸，摇匀。 添加2滴4%高锰酸钾溶液。 如果紫色褪去，再加入2滴高锰酸钾溶液，使溶液保持紫红色。 加热并煮沸直至溶液体积约为 20 mL。 取出冷却，加入1mL 20%尿素溶液，摇匀。 用滴管滴加2%亚硝酸钠溶液，每滴加入后摇匀，直至高锰酸钾的紫红色刚刚褪去，稍等片刻，待溶液中的气泡逸出，转移转移至50mL比色管中，调整体积，进行测定。 (4)标准曲线制作：取9支50mL比色管，依次加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.0
10. 用去离子水稀释 0 mL 铬标准溶液至定容，加入 2 mL 二苯卡巴肼溶液，摇匀。 最后在540nm波长处，用1cm比色皿，以去离子水为参比，测定吸光度并做空白校正。 以吸光度为纵坐标、相应的六价铬含量为横坐标绘制标准曲线。 (6) 样品测定：取适量无色透明或预处理水样（含Cr6+小于50μg）于50mL比色管中，用去离子水稀释至定容，以下步骤相同作为标准溶液测定。 进行空白校正后，根据测得的吸光度，从标准曲线上查出Cr6+含量。 数据记录与处理 1.原子吸收分光光度法 (1)数据表：标准溶液浓度(mg·L-1) 0.00.51.02.03.04。 0 样品溶液吸光度（第一次） 吸光度（第二次） 吸光度
11、光度测定（平均值） （2）以标准溶液的铬浓度（mg·L-1）为横坐标，扣除空白溶液的吸光度为纵坐标，求回归方程和相关系数。 (3) 样品溶液的吸光度减去空白溶液的吸光度后，代入回归方程，即可得到水样中的铬含量，并换算出水样中的总铬浓度（mg·L- 1) 根据水样的体积。 2.分光光度法 (1)数据列表：溶液空白标准溶液体积 50.00mL 标准曲线[V(mL)/50.00mL] 样品 50.00mL0.000.200.501.002.004.006.008.0010.00 铬质量(g) 吸光度扣除 空白吸光度(2)以标准溶液铬质量(g)为横坐标，扣除空白溶液吸光度为纵坐标，求回归方程
12. 相关系数。 (3)样品溶液的吸光度减去空白溶液的吸光度后，代入回归方程，即可得到水样中铬的质量，并换算出水样中总铬浓度(mg/L) ）基于水样的体积。 按下式计算水样中铬含量（mg/L）： 铬（mg/L）=m/V 式中，m为从校准曲线查得的水样中六价铬的质量，mg； V 为水样的体积，mL。 实验注意事项 1、原子吸收分光光度法中铬的原子吸收干扰主要有三个方面： （1）铬的特征谱线与镍、铅等元素接近。 为了消除它们的吸收干扰，选择了较窄的光谱带宽进行测试。 为了提高灵敏度，添加的氯化铵也具有抑制作用。 (2)铬在空气-乙炔火焰中燃烧时生成难挥发的氧化物。 可以使用易燃还原火。
13.抑制火焰的形成，添加氯化铵，去除镍、铁等的干扰。氯化铵使铬以氯化铬的形式挥发，以获得更高的灵敏度。 (3)水硬度高，火焰中形成的固体碳酸盐颗粒会散射光源发出的人体辐射，导致吸收信号值明显增加。 环境灯背景校正器可用于自动执行背景校正。 (4)研究表明，酸的种类以及酸和氯化铵的浓度对铬的测定有影响。 本实验选用5%盐酸和0.5%氯化铵。 2、分光光度法 (1)氧化性和还原性物质均干扰，水样混浊时不方便测定。 (2)所有玻璃仪器容器不能用铬酸清洗液清洗。 (3)Cr6+与显色剂发生显色反应，一般控制酸度在0.050.3 mol·L-1范围内，在0.2 mol·L-1时显色效果最佳。 显色前应将水样调至中性。 显色温度和储存时间对显色有影响。 15小时颜色可稳定。 (4)若有有机物干扰，可在测量前加入高锰酸钾氧化。 (5)用分光光度法测定时，当铁超过1mg/L时，与二苯基碳酞二肼试剂产生黄色，造成干扰； 当钒比铬大10倍时，会产生干扰，但显色10分钟后，钒与试剂的颜色相同。 全部消失； 高于 200mg/L 的铂会干扰汞。 思考问题： 1、原子吸收法和分光光度法检测铬的检测范围有什么区别？ 2、工业废水和饮用水中铬的测定可以采用哪些方法？