开放性实验设计报告

环境污染物中苯酚含量的测定1实验目的根据苯酚的理化性质，分别采用化学分析和仪器分析的方法，对环境污染废水中苯酚含量测定的方法进行研究。2pH滴定法2.1实验原理弱酸弱碱在水溶液中各种形式的分布系数在溶液pH值固定时为一常数，即对一元弱酸HA有：[][][][][]HAaHAHHAAHK，[][][][]aAaKAHAAHK；同理,对于一元弱碱B有：[][]BbOHOHK，[]bBHbKOHK.所以，该方法不以当量定律为依据，不需要确定等当点，也不需要已知离解常数和滴定剂浓度，只要在所选定的固定pH值，使弱碱(或弱酸)发生不完全质子化(或失质子化)反应即可。若体系温度、离子强度及滴定剂浓度不变，当滴定至某一固定pH值时，滴定剂消耗体积与弱酸(或弱碱)的含量将呈正比。2.2实验步骤2.2.1绘制标准曲线以30ml1mol·L-1KCl加10ml1mol·L-1HCl及适量蒸馏水为底液，分别加入不同量的苯酚。以底液为空白，分别用1mol·L-1NaOH滴定,记录pH-V(滴定剂加入体积)数据，作苯酚的滴定曲线，由该曲线确定测定时所选定的pH值。在选定的pH值下,以苯酚含量对苯酚所消耗的NaOH体积进行线性回归,得到相应的标准曲线。2.2.2水样测定水样采集后24小时内测定，按上述实验步骤进行，在选定的pH值下，记录水样消耗的滴定剂体积V，分别代入相应的线性回归方程，计算出苯酚的含量。2.3实验数据处理2.3.1标准曲线：NaOHVambVNaOH——苯酚所消耗的NaOH体积，ml；m——苯酚含量，mg；a——校准曲线的斜率；b——校准曲线的截距值.2.3.2水样中苯酚含量：*VbmaV——水样消耗的NaOH体积/ml.3溴化滴定法3.1实验原理用蒸馏法使挥发性酚类化合物蒸馏出，并与干扰物质和固定剂分离。由于酚类化合物的挥发速度是随馏出液体积而变化，因此馏出液体积必须与试样体积相等。在含过量溴（由溴酸钾和溴化钾所产生）的溶液中，被蒸馏出的酚类化合物与溴生成三溴酚，并进一步生成溴代三溴酚。在剩余的溴与碘化钾作用、释放出游离碘的同时，溴代三溴酚与碘化钾反应生成三溴酚和游离碘，用硫代硫酸钠溶液滴定释出的游离碘，并根据其消耗量，计算出挥发酚的含量。3.2实验步骤3.2.1预蒸馏取250ml样品移入500ml全玻璃蒸馏器中，加25ml水，加数粒玻璃珠以防暴沸，再加数滴甲基橙指示液，若试样未显橙红色，则需继续补加磷酸溶液。连接冷凝器，加热蒸馏，收集馏出液250ml至容量瓶中。3.2.2溴化滴定分取馏出液100ml于碘量瓶中，加5.0ml盐酸，徐徐摇动碘量瓶，用5ml滴定管滴加溴酸钾-溴化钾溶液3.00ml，试样呈亮黄色。若试样无色或呈淡黄色，样品需稀释测定。迅速盖上瓶塞，混匀，室温放置15min。加入1g碘化钾，盖上瓶塞，混匀后置于暗处放置5min。用25ml滴定管滴加硫代硫酸钠溶液至溶液呈淡黄色后，加1ml淀粉溶液继续滴定至蓝色刚好褪去，记录用量。3.2.3空白试验用蒸馏水代替试样，按照3.2.2步骤测定。3.3实验数据处理试样中苯酚质量浓度：12()15.681000VVcVρ——试样中挥发酚质量浓度，mg/L；V1——空白试验中硫代硫酸钠溶液的用量，ml；V2——滴定试样时硫代硫酸钠溶液的用量，ml；c——硫代硫酸钠溶液浓度，mol/L；V——试样体积，ml；15.68——苯酚（1/6C6H5OH）摩尔质量，g/mol。当计算结果小于10mg/L时，保留到小数点后1位；大于等于10mg/L时，保留三位有效数字。4氨基安替比林分光光度法4.1实验原理用蒸馏法使挥发性酚类化合物蒸馏出，并与干扰物质和固定剂分离。由于酚类化合物的挥发速度是随馏出液体积而变化，因此馏出液体积必须与试样体积相等。被蒸馏出的酚类化合物，于pH（10.0±0.2）介质中，在铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林反应生成橙红色的安替比林染料，用三氯甲烷萃取后，在460nm波长下测定吸光度。4.2实验步骤4.2.1预蒸馏取250ml样品移入500ml全玻璃蒸馏器中，加25ml水，加数粒玻璃珠以防暴沸，再加数滴甲基橙指示液，若试样未显橙红色，则需继续补加磷酸溶液。连接冷凝器，加热蒸馏，收集馏出液250ml至容量瓶中。4.2.2显色将馏出液250ml移入分液漏斗中，加2.0ml缓冲溶液，混匀，pH值为10.0±0.2，加1.5ml4-氨基安替比林溶液，混匀，再加1.5ml铁氰化钾溶液，充分混匀后，密塞，放置10min。4.2.3萃取在上述显色分液漏斗中准确加入10.0ml三氯甲烷，密塞，剧烈振摇2min，倒置放气，静置分层。用干脱脂棉或滤纸拭干分液漏斗颈管内壁，于颈管内塞一小团干脱脂棉或滤纸，将三氯甲烷层通过干脱脂棉团或滤纸，弃去最初滤出的数滴萃取液后，将余下三氯甲烷直接放入光程为30mm的比色皿中。4.2.4吸光度测定于460nm波长，以三氯甲烷（6.6）为参比，测定三氯甲烷层的吸光度值。4.2.5空白试验用水代替试样，按照4.2.1-4.2.4步骤测定其吸光度值。空白应与试样同时测定。4.2.6标准曲线的绘制于一组8个分液漏斗中，分别加入100ml水，依次加入0.00、0.25、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.00ml酚标准使用液，再分别加水至250ml。按照9.2～9.4步骤进行测定。由测得的吸光度值减去零浓度管的吸光度值，绘制吸光度值对酚含量（μg）的曲线。4.3实验数据处理试样中苯酚的质量浓度：=sbAAabVρ——试样中挥发酚的质量浓度，mg/L；As——试样的吸光度值；Ab——空白试验的吸光度值；a——校准曲线的截距值；b——校准曲线的斜率；V——试样的体积，ml。当计算结果小于0.1mg/L时，保留到小数点后四位；大于等于0.1mg/L时，保留三位有效数字。5高效液相色谱法5.1实验原理高效液相色谱法(HPLC)采用高压泵、高效固定相、高灵敏度检测器，具有分析速度快，分离效能好，检测灵敏度高，样品用量少，操作简便，应用范围广等优点，特别适合于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分离与分析。5.2实验步骤5.2.1操作条件色谱柱为MicroparkMch-10μm，YWG键合相；流动相为超声波处理过的甲醇/二次蒸馏水；UV—100型检测器检测波长为254nm；载气流量为0.5mL/min；压力为6079~6282kPa.5.2.2确定校正因子准确称取10.26mg的无水对氨基苯磺酸(内标物)和100.10mg的纯苯酚于50mL的容量瓶,用二次蒸馏水稀释至刻度，摇匀，进样3次，每次进样量10μL，测定校定因子。5.2.3内标法测定苯酚含量取适量滤后水样，以无水对氨基苯磺酸做内标物，精确称取约10mg，加到水样中，混合均匀后，用二次蒸馏水稀释，吸取此样10μL作为进样量，进样3次，测定苯酚含量。5.3实验数据处理试样中苯酚的质量浓度：''iiiisisisAfmmAfAi——苯酚的峰面积；Ais——内标物的峰面积；f’i——苯酚的质量校正因子；f’is——内标物的质量校正因子；mis——试样中内标物的质量。参考文献：[1]王世铭,郑瑛,陈培丰等.固定pH滴定法测定废水中的苯酚和苯胺.福建师范大学学报:自然科学版,1997,13(3):47~50.[2]中华人民共和国环境保护部.HJ502－2009.水质挥发酚的测定溴化容量法.[3]中华人民共和国环境保护部.HJ503－2009.水质挥发酚的测定4-氨基安替比林分光光度法[4]姚华群.液相色谱法测定工业废水中苯酚.兰化科技,1998,16(4),240~242.