工業(yè)廢水中陽離子表面活性劑的分光光度法測定

發(fā)布日期：2011-07-14 瀏覽次數(shù)：724

核心提示：工業(yè)廢水中陽離子表面活性劑的分光光度法測定

陽離子表面活性劑在日用化工及某些工業(yè)洗滌材料中大量應(yīng)用,其中部分洗滌液被直接排入廢水系統(tǒng),它不僅直接危害水生環(huán)境,而且抑制其它有毒物質(zhì)的降解,導(dǎo)致嚴(yán)重的水質(zhì)污染。因此,準(zhǔn)確快速地測定表面活性劑的含量,對于研究其在環(huán)境中的轉(zhuǎn)化、遷移及對生理過程的影響,均具有重要意義。常規(guī)測定陽離子表面活性劑的方法,有滴定、示波極譜和氣相色譜等。但這些方法大部分需使用有機(jī)溶劑萃取,且靈敏度不夠高。近年來,利用有機(jī)試劑與季胺鹽的締合反應(yīng),測定陽離子表面活性劑的含量,不僅操作簡便,而且靈敏度得到了較大提高,但未見應(yīng)用于環(huán)境樣品的分析報道。
作者發(fā)現(xiàn),新型三氮烯試劑二溴羧基苯基重氮氨基偶氮苯(DBCDAA),在堿性介質(zhì)中能與季胺鹽型表面活性劑發(fā)生靈敏的締合顯色反應(yīng),表觀摩爾吸光系數(shù)為3.7×10⁴L·mol^-1·cm^-1,是目前光度測定陽離子表面活性劑最靈敏的方法之一。本法具有良好的選擇性,在EDTA存在下,常見離子均不干擾測定,可直接測定工業(yè)廢水中微量陽離子表面活性劑的含量,測定結(jié)果滿意。

1實驗部分

1.1　主要儀器和試劑

721型分光光度計;pHS-3A型酸度計。

溴化十六烷基三甲基胺(CTMAB)、氯化十六烷基吡啶(CPC)標(biāo)準(zhǔn)溶液:分別配成1.00mg/mL的貯備液,使用時再用水稀釋成20μg/mL的工作溶液;二溴羧基苯基重氮氨基偶氮苯(DBCDAA)溶液:0.03%的乙醇溶液;乳化劑OP:0.5%的水溶液;氫氧化鈉:1.0mol/L的水溶液。其它所用試劑均為分析純,水為去離子水。

1.2　實驗方法

于25mL容量瓶中,先加入2.5mL20μg/mL的CTMAB或CPC標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后依次加入1.5mL0.5%的OP溶液,1.5mL1.0mol/L的氫氧化鈉溶液和1.5mL0.03%的DBCDAA溶液,用水定容,搖勻。以試劑空白為參比,用1cm比色皿,在580nm波長處測量締合物溶液的吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1　顯色劑及締合物的吸收光譜

吸收光譜如圖1所示。可見,DBCDAA在堿性介質(zhì)中的最大吸收波長為420nm,而與CPC和CTMAB形成的離子締合物的最大吸收波長均位于580nm,其Δλ=160nm。離子締合物吸光度值的大小與CTMAB和CPC的濃度有定量關(guān)系,故可用DBCDAA定量測定季胺鹽型陽離子表面活性劑的含量。

2.2　顯色酸度及介質(zhì)的選擇

DBCDAA與CTMAB和CPC的締合顯色反應(yīng),只有在較高pH值條件下才能進(jìn)行。為此,試驗了在硼砂-氫氧化鈉緩沖介質(zhì)中的顯色行為。結(jié)果表明,在pH12.5～13.5之間,締合物有較大的吸光度,但在硼砂緩沖介質(zhì)中,締合物的吸光度不穩(wěn)定,故實驗中直接加入氫氧化鈉溶液,以調(diào)節(jié)溶液的pH值,此時,體系的吸光度值最大,且穩(wěn)定。

2.3　DBCDAA用量的影響

實驗表明,締合物的吸光度隨DBCDAA用量的增加而增大。但當(dāng)0.03%DBCDAA的用量大于2.0mL以后,締合物不穩(wěn)定,易從水溶液中析出沉淀,故實驗選用1.5mL。

2.4　乳化劑OP的用量

DBCDAA難溶于水,在水溶液中易析出沉淀,加入乳化劑OP可使其均勻地保持在水溶液中,并與陽離子表面活性劑發(fā)生締合反應(yīng)。實驗表明,當(dāng)OP濃度太大時,由于乳化劑OP形成的膠束影響了DBCDAA與CTMAB之間的締合作用,使吸光度降低。0.5%OP溶液的用量在1.0～2.0mL之間,締合物的吸光度最大且穩(wěn)定,實驗中加入1.5mL。

2.5　顯色時間及締合物的穩(wěn)定性

實驗結(jié)果顯示,締合顯色反應(yīng)在室溫下能迅速完成,締合物的吸光度在加入試劑后瞬間即可達(dá)到最大值,并在1.5h以內(nèi)穩(wěn)定不變。

2.6　線性范圍及測定靈敏度

在實驗條件下,CTMAB和CPC的量均在0～80μg/25mL范圍內(nèi)符合比耳定律,其線性回歸方程分別為A_CTMAB=0.003950c(μg/25mL)+0.0035,相關(guān)系數(shù)r=0.9997;A_CPC=0.004395c(μg/25mL)-0.006,相關(guān)系數(shù)r=0.9999,締合物的表觀摩爾吸光系數(shù)均為3.7×10⁴L·mol^-1·cm^-1。2.7　締合物組成的測定

采用摩爾比法和平衡移動法測定了CTMAB和CPC與DBCDAA形成離子締合物的組成比。兩種方法測得結(jié)果均表明CTMAB(CPC)∶DBCDAA=1∶2。

2.8　共存物質(zhì)的影響

各常見物質(zhì)的允許量(mg)見表1。常見物質(zhì)及掩蔽劑均不干擾測定。但由于締合反應(yīng)是在堿性介質(zhì)中進(jìn)行,因而易水解的金屬離子如Fe³⁺、A^l3+、Cu²⁺等均需用EDTA掩蔽。另外,一定量的非離子表面活性劑對測定無影響,而陰離子表面活性劑則有嚴(yán)重干擾,體系中不能存在。在測定廢水試樣時,若其中金屬離子含量較高時,亦可先將試液調(diào)至pH=8左右,此時易水解金屬離子均已沉淀,可過濾除去。

2.9　樣品分析

準(zhǔn)確量取250mL廢水試樣于300mL燒杯中,加熱濃縮至40mL左右,冷卻后用稀的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至8～9,過濾,收集濾液于50mL容量瓶中,定容。移取上述試液5mL于25mL容量瓶中,加入1mL10%的EDTA溶液,以下按實驗方法操作,同時進(jìn)行加標(biāo)回收實驗,測定結(jié)果列于表2。