一种使用氯酸钾作为氧化剂的在线监测水中总铬的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水中总铬的监测方法，尤其是涉及一种能使用在线监测仪准确测试水 样中总铬方法。
【背景技术】
[0002] 铬是一种毒性很大的重金属，容易进入人体细胞，对肝、肾等内脏器官和DNA造成 损伤，在人体内蓄积具有致癌性并可能诱发基因突变。目前，我国分析总铬的方法有高锰酸 钾氧化-二苯碳酰二肼分光光度法和硫酸亚铁铵滴定法，催化极谱法，火焰原子吸收分光 光度法、石墨炉原子吸收光谱法等。但应用在水质在线监测领域，二苯碳酰二肼分光光度法 因其具有选择性强、灵敏度高、抗干扰以及易用性等优点，得到了广泛应用。水质在线监测 领域用分光光度法检测总铬的方法目前主要是用高锰酸钾或过硫酸铵作为氧化剂，在加热 条件下将三价铬氧化成六价铬，再加入显色剂二苯碳酰二肼（DPC)，最后通过分光光度法测 得数据。但过量的氧化剂高锰酸钾或过硫酸铵都会影响显色，需用还原剂消除过量的氧化 剂，如高锰酸钾用亚硝酸纳还原、过硫酸铵用氯化钠还原，这样操作过程繁琐而且过量氧化 剂不易去除彻底，且须二次加热，测量周期加长。另外显色剂二苯碳酰二肼的制取方法通常 为用乙醇或丙酮溶解二苯碳酰二肼，容易被氧化变质，保质期短，通常为一个月，应用于在 线监测仪上会增加维护量。
[0003]
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是克服现有技术的不足，为水质在线监测领域提供一种简单、快速、 环保、易维护的检测水中总铬的方法。
[0005] 本发明是通过以下技术措施实现的，一种使用氯酸钾作为氧化剂的在线监测水中 总铬的方法，包括如下步骤：
[0006] (1)取样：首先通过提取装置从外部向仪器的反应室中加入pH = 6~9的水样 IOmL ；
[0007] (2)加入氧化剂：向仪器的反应室中加入氧化剂饱和氯酸钾溶液5mL ;
[0008] (3)密闭加热：于100°C恒温密闭加热lOmin，之后将混合液冷却至室温；
[0009] (4)显色：加入体积比为I : I : 15的硫酸：磷酸：水的混酸溶液I. 5mL，然后加 入显色剂二苯碳酰二肼和邻苯二甲酸酐的乙醇溶液I. 5mL搅拌均匀并进行显色反应，显色 时间为2min ;
[0010] (5)测量：在540nm的光源下测量吸光度，并代入事先根据系列标准溶液的吸光度 而做出的标准工作曲线，计算出水样中总铬的浓度，得到的结果显示并贮存在仪器中或发 送给数采仪。
[0011] 具体的，所述步骤（2)中氧化剂是由一定量的氯酸钾溶于水配制而成的饱和氯酸 钾溶液。
[0012] 具体的，所述步骤（4)中显色剂的制取方法为称取20.0g邻苯二甲酸酐，加到 400mL乙醇中，搅拌溶解，加入1.0 g二苯碳酰二肼，用乙醇稀释至500mL，避光保存，有效期 六个月。
[0013] 作为一种优选方式，所述步骤（2~4)中试剂的加入顺序为先加入氧化剂饱和氯 酸钾溶液，加热IOmin后，再加入混酸溶液和显色剂，这样在高温消解时反应体系的pH = 6~9,即中性环境，而显色时反应体系处于强酸性环境。
[0014] 本发明利用试样在中性环境中经氧化剂氯酸钾高温消解后将三价铬氧化为六价 铬，然后加入显色剂二苯碳酰二肼（DPC)，在酸性环境中显色剂能与六价铬发生反应并生成 紫红色络合物，在540nm的光源下测量吸光度。在显色的过程中过量的氯酸钾不会氧化DPC 与六价铬形成的紫红色络合物，而氯酸钾是无色晶体，也不会干扰本底值。因此，采用氯酸 钾作氧化剂，多余的氯酸钾不会干扰显色反应，无须再添加其他试剂或采用二次加热的方 法消除氧化剂的影响，整个测量过程约25min。
[0015] 本发明在配制利用显色剂时加入邻苯二甲酸酐，可以起到稳定剂的作用，使显色 剂在避光保存下有效期可达六个月。同时本发明中使用的氧化剂氯酸钾和混酸的保质期都 可达六个月以上，降低了更换试剂的频率，减少了维护工作量。
[0016] 本发明的有益效果在于所述方法具有省时、节能、简单、准确的优点，且试剂保质 期长，维护工作量少，结果可靠，能方便容易地应用于在线监测仪上。
【具体实施方式】
[0017] -、试剂配制：
[0018] I. 1氧化剂
[0019] 称取不少于74. Og的氯酸钾（KClO3分析纯），略微加热使之完全溶于1000 mL水中， 冷却至室温后存于试剂瓶（温度较低时，有结晶析出，属正常现象）。
[0020] 1.2 混酸
[0021] 溶解30mL浓磷酸（H3PO4 P = I. 69g/mL分析纯）至400mL水中混合均勾，冷却后， 再缓慢加入并溶解30mL浓硫酸（H2SO 4 P = I. 84g/mL优级纯），混合均勾至500mL。
[0022] L 3显色剂
[0023] 称取20.0 g邻苯二甲酸酐（C8H4O3分析纯），加到400mL乙醇（C 2H6O分析纯）中，搅 拌溶解，加入1.0 g二苯碳酰二肼（C13H14N4O分析纯），用乙醇稀释至500mL，避光保存。
[0024] 1. 4六价络标准溶液
[0025] 称取于120°C干燥2h的重络酸钾（K2Cr2O 7优级纯）0· 2829g，用水溶解后移入 1000 mL容量瓶中，用水稀释至标线摇匀，此溶液浓度为100mg/L。以此溶液可以稀释成 2. Omg/L的六价铬标准溶液。
[0026] 1.5总铬标准溶液
[0027] 用总铬国家标准溶液（国家钢铁材料测试中心钢铁研宄总院）进行稀释成系列总 络标准溶液，质量浓度分别为：〇· 2mg/L、0. 5mg/L、l. 0mg/L、l. 5mg/L、2. Omg/L。
[0028] 1.6其他试剂
[0029] 按GB/T 7466-1987《高锰酸钾氧化-二苯碳酰二肼分光光度法》配置。
[0030] 二、稳定性试验：
[0031] 启动一台己校准的总铬在线监测仪，让其测试2mg/L总铬标准溶液。仪器测试过 程如下：首先泵入2mg/L总铬标准溶液10mL，然后加入氧化剂饱和氯酸钾溶液5mL，启动 密闭加热功能于l〇〇°C恒温密闭加热10min，之后启动冷却功能将混合液冷却至室温，然后 加入混酸溶液I. 5mL，再加入显色剂I. 5mL进行显色反应，设置显色时间为1、2、5、10、20、 30min，按上述方法各测试一次，测试结果见下表。
[0032] 表1显色时间与稳定性试验结果
[0033]
【主权项】
1. 一种使用氯酸钾作为氧化剂的在线监测水中总铬的方法，其特征在于包括如下步 骤： ⑴取样：首先通过提取装置从外部向仪器的反应室中加入PH = 6~9的水样IOmL ; (2) 加入氧化剂：向仪器的反应室中加入氧化剂饱和氯酸钾溶液5mL ; (3) 密闭加热：于100°C恒温密闭加热lOmin，之后将混合液冷却至室温； (4) 显色：加入体积比为I : 1 : 15的硫酸：磷酸：水的混酸溶液I. 5mL，然后加入显 色剂二苯碳酰二肼和邻苯二甲酸酐的乙醇溶液I. 5mL搅拌均匀并进行显色反应，显色时间 为 2min ; (5) 测量：在540nm的光源下测量吸光度，并代入事先根据系列标准溶液的吸光度而做 出的标准工作曲线，计算出水样中总铬的浓度，得到的结果显示并贮存在仪器中或发送给 数米仪。
2. 根据权利要求1所述一种使用氯酸钾作为氧化剂的在线监测水中总铬的方法，其特 征在于：所述步骤（2)中氧化剂是由一定量的氯酸钾溶于水配制而成的饱和氯酸钾溶液。
3. 根据权利要求1所述一种使用氯酸钾作为氧化剂的在线监测水中总铬的方法，其特 征在于：所述步骤（4)中显色剂的制取方法为称取20.0 g邻苯二甲酸酐，加到400mL乙醇 中，搅拌溶解，加入1.0 g二苯碳酰二肼，用乙醇稀释至500mL，避光保存，有效期六个月。
4. 根据权利要求1所述一种使用氯酸钾作为氧化剂的在线监测水中总铬的方法，其特 征在于：所述步骤（2~4)中试剂的加入顺序为先加入氧化剂氯酸钾，密闭加热IOmin后， 再加入混酸溶液和显色剂，这样在高温消解时反应体系的pH = 6~9,即中性环境，而显色 时反应体系处于强酸性环境。
【专利摘要】本发明涉及水中总铬的监测方法，公开了一种使用氯酸钾作为氧化剂的在线监测总铬的方法，包括如下步骤：取样：通过提取装置从外部向仪器的反应室中加入pH＝6～9的水样10mL；加入氧化剂：向仪器的反应室中加入氧化剂饱和氯酸钾溶液5mL，搅匀；密闭加热：于100℃恒温密闭加热10min，之后将混合液冷却至室温；显色：加入体积比为1∶1∶15的硫酸∶磷酸∶水的混酸溶液1.5mL，然后加入显色剂二苯碳酰二肼和邻苯二甲酸酐的乙醇溶液1.5mL搅拌均匀后进行显色反应，显色时间为2min；测量：在540nm的光源下测量吸光度，并代入事先根据系列标准溶液的吸光度而做出的标准工作曲线，计算出水样中总铬的浓度，得到的结果显示并贮存在仪器中或发送给数采仪。该方法省时节能、简单准确。
【IPC分类】G01N21-31, G01N21-78
【公开号】CN104833672
【申请号】CN201510051171
【发明人】褚海林
【申请人】四川久环环境技术有限责任公司
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年1月24日