水中铬的测定

一、目的及要求

1.掌握紫外分光光度法测定六价铬和总铬的原理和方法；熟练应用紫外分光光度计。

2.预习测定铬的各种方法，比较其优缺点。

二、实验原理

废水中铬的测定常用分光光度法，其原理基于在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色化合物，其最大吸收波长为540 nm，吸光度与浓度的关系符合比尔定律。如果测定总铬，需先用高锰酸钾将水样中的三价铬氧化为六价铬，再用本法测定。

三、仪器及试剂

六价铬的测定

1.仪器

UV9600型紫外-可见分光光度计

2.试剂

丙酮

（1＋1）硫酸

（1＋1）磷酸

0.2%（m／V）氢氧化钠溶液

氢氧化锌共沉淀剂：称取硫酸锌（ZnSO4·7H2O）8 g，溶于100 mL水中；称取氢氧化钠2.4 g，溶于新煮沸冷却的120 mL水中。将以上两种溶液混合

4%（m／V）高锰酸钾溶液

铬标准贮备液：称取于120℃干燥2h的重铬酸钾（优级纯）0.282 9 g，用水溶解，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升贮备液含0.100 mg六价铬

铬标准使用液：吸取5.00 mL铬标准贮备液于500 mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。每毫升标准使用液含1.00μg六价铬。当天使用时配制

20%（m／V）尿素溶液

2%（m／V）亚硝酸钠溶液

二苯碳酰二肼溶液：称取二苯碳酰二肼（简称DPC，分式为C13H14N4O）0.2 g，溶于50 mL丙酮中，加水稀释至100 mL，摇匀，贮存于棕色瓶内，置于冰箱中保存。颜色变深后该溶液不能再用

总铬的测定

1.仪器

同Cr6＋测定

2.试剂

硝酸、硫酸、三氯甲烷

（1＋1）氢氧化铵溶液

5%（m／V）铜铁试剂：称取铜铁试剂（C6H5N（NO）ONH4）5 g，溶于冰水中并稀释至100 mL。临用时现配

其他试剂同六价铬的测定试剂，除硫酸、磷酸和二苯碳酰二肼溶液外

四、操作步骤

六价铬的测定

1.水样预处理

（1）对不含悬浮物、低色度的清洁地面水，可直接进行测定。

（2）如果水样有色但不深，可进行色度校正。即另取一份水样，加入除显色剂以外的各种试剂，以2 mL丙酮代替显色剂，用此溶液为测定试样溶液吸光度的参比溶液。

（3）对浑浊、色度较深的水样，应加入氢氧化锌共沉淀剂并进行过滤处理。

（4）水样中存在低价铁、亚硫酸盐、硫化物等还原性物质时，可将Cr6＋还原为Cr3＋，此时，调节水样pH值至8，加入显色剂溶液，放置5min后再酸化显色，并以相同方法作标准曲线。

2.标准曲线的绘制

取9支50 mL比色管，依次加入0 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL和10.00 mL铬标准使用液，用水稀释至标线，加入（1＋1）硫酸0.5 mL和（1＋1）磷酸0.5 mL，摇匀。加入2 mL显色剂溶液，摇匀。5～10 min后于540 nm波长处，用1 cm或3 cm比色皿，以水为参比，测定吸光度并做空白校正。以吸光度为纵坐标，相应六价铬含量为横坐标，绘制标准曲线。

3.水样的测量

取适量（含Cr6＋少于50μg）无色透明或经预处理的水样于50 mL比色管中，用水稀释至标线，以下步骤同标准溶液测定。进行空白校正后根据所测吸光度从标准曲线上查得Cr6＋含量。

总铬的测定

1.水样预处理

（1）一般清洁地面水可直接用高锰酸钾氧化后测定。

（2）对含大量有机物的水样，需进行消解处理。即取50 mL或适量（含铬少于50μg）水样，置于150 mL烧杯中，加入5 mL硝酸和3 mL硫酸，加热蒸发至冒白烟。如溶液仍有色，再加5 mL硝酸，重复上述操作，至溶液澄清，冷却。用水稀释至10 mL，用氢氧化铵溶液中和至pH为1～2，移入50 mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，供测定。

（3）如水样中钼、钒、铁、铜等含量较大，先用铜铁试剂-三氯甲烷萃取除去，然后再进行消解处理。

2.高锰酸钾氧化三价铬

取50.0 mL或适量（铬含量少于50μg）清洁水样或经预处理的水样（如不到50.0 mL，用水补充至50.0 mL）于150 mL锥形瓶中，用氢氧化铵和硫酸溶液调至中性，加入几粒玻璃珠，加入（1＋1）硫酸和（1＋1）磷酸各0.5 mL，摇匀。加入4%高锰酸钾溶液2滴，如紫色消褪，则继续滴加高锰酸钾溶液至保持红色。加热煮沸至溶液剩约20 mL。冷却后，加入1 mL 20%的尿素溶液，摇匀。用滴管加2%亚硝酸钠溶液，每加一滴充分摇匀，至紫色刚好消失。稍停片刻，待溶液内气泡逸尽，转移至50 mL比色管中，稀释至标线，供测定。

五、数据处理

六价铬的测定

［Cr6＋］（mg·L－1）＝m／V

式中，m为从标准曲线上查得的Cr6＋量，μg；V为水样的体积，mL。

总铬的测定

标准曲线的绘制、水样的测定和计算同六价铬的测定。

六、注意事项

（1）用于测定铬的玻璃器皿不应用重铬酸钾洗液洗涤。

（2）Cr6＋与显色剂的显色反应一般控制酸度在0.05～0.3 mol·L－1（1／2H2SO4），以0.2 mol·L－1时显色最好。显色前，水样应调至中性。显色温度和放置时间对显色有影响，在15℃时，5～15 min颜色即可稳定。

（3）如测定清洁地面水样，显色剂可按以下方法配制：溶解0.2 g二苯碳酰二肼于100 mL 95%的乙醇中，边搅拌边加入（1＋9）硫酸400 mL。该溶液在冰箱中可存放一个月。用此显色剂，在显色时直接加入2.5 mL即可，不必再加酸。但加入显色剂后，要立即摇匀，以免Cr6＋可能被乙酸还原。

七、思考题

1.铬的测定还有哪些方法？比较各自优缺点。

2.比较不同价态铬的毒性大小。