1、甲醛溶液吸收 -鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法）一、概述二氧化硫（SO2）又名亞硫酸酐，分子量為，為無色有很強刺激性氣體，沸點10C ；熔點C；對空氣的相對密度。極易溶于水，在0C時，1L水可溶解，20C溶解。也溶于乙醇和乙醚。二氧化硫是一種還原劑，與氧化劑作用生成三氧化硫或硫酸。二氧化硫對結膜和上呼吸道粘膜具有強烈辛辣刺激性，其濃度在m3或大于此濃度就能被大多數人嗅覺到。 吸入后主要對呼吸器官的損傷，可致支氣管炎、肺炎，嚴重者可致肺水 腫和呼吸麻痹。二氧化硫是大氣中分布較廣， 影響較大的主要污染物之一， 常常以它作為大氣污染的主 要指標。它主要來源于以煤或石油為燃料的工廠企業，如火力發電廠、鋼鐵廠

2、、有色金屬冶煉廠和石油化工廠等 此外，硫酸制備過程及一些使用硫化物的工廠也可能排放出二氧化硫。測定二氧化硫最常用的化學方法是鹽酸副玫瑰苯胺比色法，吸收液是四氯汞鈉（鉀）溶液，與二氧化硫形成穩定的絡合物。為避免汞的污染，近年用甲醛溶液代替汞鹽作吸收液。二、實驗目的1. 通過對空氣中二氧化硫含量的監測， 初步掌握甲醛溶液吸收 -鹽酸副玫瑰苯酚風光光度法測定空氣中的二氧化硫含量的原理和方法。2. 在總結監測數據的基礎上， 對校區環境空氣質量現狀 （二氧化硫指標） 進行分析評價。三、實驗原理1. 二氧化硫的基本性質二氧化硫（SO2又名亞硫酸酐，分子量為，為無色有很強刺激性的氣體， 沸點為-10 C,

3、熔點為C,對空氣的相對密度為。 極易溶于水，在0 C時，1L水可溶解SO2, 20C溶解SO2, 也溶于乙醇和乙醚。SO2是一種還原劑，與氧化劑作用生成 SO3或H2SO32. 鹽酸副玫瑰苯酚分光光度法測定 SO2 最常用的化學方法是鹽酸副玫瑰苯酚分光光度法，吸收液是Na2HgCl4 或K2HgCI4溶液，與SO2形成穩定的絡合物。為避免汞的污染，近年來用甲醛溶液代替汞鹽作 吸收液。SO2被甲醛緩沖溶液吸收后，生成穩定的羥甲基磺酸加成化合物，與鹽酸副玫瑰苯胺作用，生成紫紅色化合物，用風光光度計在570mm處進行測定。測定范圍為10mL樣本溶液中含一20卩g SO2若采樣體積為 20L,則可測濃

4、度范圍為一m3。3. 方法特點加入氨磺酸鈉溶液可消除氮氧化物的干擾， 采樣后放置一段時間可使臭氧自行分解， 加 入磷酸和乙二胺四乙酸二鈉鹽，可以消除或減小某些重金屬的干擾；空氣中一般濃度水平的某些重金屬和臭氧、氮氧化物不干擾本法測定；本方法克服了四氯汞鹽吸收 =鹽酸副玫瑰苯酚風光光度法對顯色溫度的嚴格要求，適宜 的顯色溫度范圍較寬，為1525 C,可根據室溫加以選擇。但樣品應與標準曲線在同一溫度、時間條件下顯示測定；本方法也克服了汞的污染。四、實驗試劑（一）吸收液儲備液（甲醛鄰苯二甲酸氫鉀） ：稱取鄰苯二甲酸氫鉀和乙二胺四乙酸二鈉（EDT/ 2Na）溶于水中，加入 L甲醛溶液，用水稀釋至 10

5、00ml，混勻。（本試劑由 實驗室準備）（二）吸收液使用液：吸取吸收液儲備液25ml 于 250ml 容量瓶中，用水稀釋至刻度。（學生完成）（三）氫氧化鈉溶液 CNaOH=2mol/L稱取4gNaOH溶于50ml水中。（本試劑由實驗室準 備）（四）氨基磺酸100ml :稱取氨基磺酸，溶解于 50ml水中，并加入2mol/L NaOH溶液 pH=5。（本試劑由實驗室準備）（五）鹽酸副玫瑰溶液 100ml。（本試劑由實驗室準備）（六）碘溶液（1/2 I2=L）：稱取碘于燒杯中，加入碘化鉀和少量水，攪拌至完全溶解，用水稀釋至100ml，儲存于棕色瓶中。（七）淀粉溶液（ 中，繼續煮沸至溶液澄清，冷卻后

6、存于試劑瓶中，臨用現配。（八）硫代硫酸鈉標準溶液（ CNa2S2O3=）L。（九）二氧化硫標準儲備溶液：稱取亞硫酸鈉（ 2Na）溶于100ml新煮沸并冷卻的水中，此溶液每 硫。溶液需放置（23）小時后標定其準確濃度。標定方法：吸取二氧化硫標準儲備溶液，置于 冷卻的水，碘溶液（本試劑由實驗室準備）100ml）:稱取可溶性淀粉，用少量水調成糊狀，慢慢倒入代硫酸鈉標準溶液滴定至淺黃色，加入 點。記錄滴定所用硫代硫酸鈉標準溶液的體積1/2 I2=L ）及 1ml 冰乙酸,蓋塞,搖勻。于暗處放置2ml 100ml100ml 沸水本試劑由實驗室準備）本試劑由實驗室準備）Na2SO3及乙二胺四乙酸二鈉鹽（E

7、DTA ml含有相當于（320400）卩g二氧化250ml 碘量瓶中，加入 50ml 新煮沸但已5min 后，用 L 硫淀粉溶液，繼續滴定至藍色剛好褪去為終V,另取水20ml進行空白試驗，記錄空白滴定硫代硫酸鈉的體積 V0。按下式計算二氧化硫標準儲備溶液的濃度:(Vo V)?CNa2S2O332.02S0220.001000（學生完成）（十）二氧化硫標準使用液：吸取二氧化硫標準儲備液XXml 5.0 g/ml 50ml于50ml容量瓶中，用吸收液使用液定容至刻度。（學生完成）五、測定步驟（一）采樣用一個內裝8mL采樣吸收液的多孔玻板吸收管，以分鐘的流量，采樣40分鐘。同時，測定氣溫、氣壓。據此

8、計算出相當于標準狀態下的采樣體積V）。附：體積換算273P恥沁*苗仁X麗式中，V為相當于標準狀態下的樣品體積（ L）； V為現場采樣的體積（L）； t為采樣時的氣 溫（C） ； P為采樣時的氣壓（kPa）。（二）標準曲線的繪制吸取SO標準使用液、與10mL比色管中，用吸收使用液定容至10mL刻度處，分別加入氨基磺酸鈉溶液，溶液，充分混勻后，再加入鹽酸副玫瑰苯胺溶液，立即混勻。等待顯色（可放入恒溫水浴中顯色）。參照表1選擇顯色條件：表1 顯色溫度與顯色時間對應表顯色溫度/ c1015202530顯色時間/分鐘402015105穩定時間/分鐘5040302010根據實驗室室溫條件，選擇 20 C對

9、應顯色條件進行操作。依據顯色條件，用10mmt匕色皿，以吸收液作參比，在波長570nm處，測定各管吸光度。以SO含量（卩g）為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。（三）樣品測定采樣后，樣品溶液轉入 10mL比色管中，用少量（v 1mL）吸收液洗滌吸收管內容物，合并到樣品溶液中，并用吸收液定容至10mL刻度處。按上述繪制標準曲線的操作步驟，測定吸光度。將測得的吸光度值標在標準曲線上，通過查取或計算，得到樣品中SO的量二詁（卩g）。六、注意事項（一）加入氨磺酸鈉溶液可消除氮氧化物的干擾，采樣后放置一段時間可使臭氧自行分 解，加入磷酸和乙二胺四乙酸二鈉鹽，可以消除或減小某些重金屬的干擾。（二） 空

10、氣中一般濃度水平的某些重金屬和臭氧、氮氧化物不干擾本法測定。當10ml樣品溶液中含有1卩g Mn或yg以上Cr6+時，對本方法測定有負干擾。加入環己二胺四乙酸二鈉（簡稱CDTA可消除L濃度的Mn2啲干擾；增大本方法中的加堿量（如加L的氫氧化鈉溶液 可消除L濃度的Cr6+的干擾。（三） 二氧化硫在吸收液中的穩定性：本法所用吸收液在40C氣溫下，放置 3天，損失 率為1% 37C下3天損失率為。（四）本方法克服了四氯汞鹽吸收-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法對顯色溫度的嚴格要求，適宜的顯色溫度范圍較寬 （1525） C,可根據室溫加以選擇。 但樣品應與標準曲線在同一溫 度、時間條件下顯色測定。七、實驗數據

11、記錄及處理（一）SO2標準儲備液濃度的測定根據上述對SO2標準儲備液濃度進行標定，標定結果如下： 表2 SO 2標準儲備液標定數據起始刻度（mL終止刻度（mL滴定體積（mL）實驗組12空白組將兩組數據分別代入計算公式可得:<Vo - V> 兀欣鳥 X 32 0220 00C1；1.'B14. 7e) X 0. 1024 X 32. 02X 1 000 = 495-11 U g/rrLC220. ac(17. 73 - 14. 72) X 0. 1024 X 31.02求平均值可得:20 00495.11 501.66CSC2X 1 000 = 501.66 n g/mL49

12、8.38 g/mLX 1 000）SQ標準使用液使用量計算根據上述計算結果，可以計算：5. 0 U g/mL X 50ni_ '=心5. 0 u g/mL X 50mL49038 Llhl因此，SQ標準使用液的使用量應為。（三）采樣體積換算根據實驗當天氣溫、氣壓條件：t = 20 C, P =273101.8如"5L/分鐘賢他分鐘*藥碩* wo = 13 73L（四）標準曲線繪制不同濃度的SQ標準使用液吸光度測定結果見表3：表3不同含量的SQ標準使用液吸光度測定結果SQ標準使用液添加體積SQ含量（卩g）吸光度換算公式： M =卩g/mL x L ;其中：M SQ含量（卩g）;

13、L SQ標準使用液添加體積。以SQ含量（卩g ）為橫坐標，吸光度為縱坐標，繪制標準曲線:采用origin軟件進行線性擬合得:Y = A + B * XParameter Value ErrorABRSD NP6<得到標準方程：丫=+;R=,表明吸光度與 SQ含量為正比關系，符合實際。（五）實驗結果計算樣品經處理后，測得的吸光度為。根據標準曲線的方程，可計算出樣品中SQ2的量：（卩g）：SO2Y 0.052490.024910.90 g/mL因此空氣中的SO含量為:Nlsojlg)Vc (L)0 90 ii g18. 73L八、實驗結果分析（一）數據有效性分析1. 本次實驗滴定SQ標準儲備

14、液時，相對平均偏差為測定結果可靠；2. 標準曲線方程 氏值為，表明方程符合線性規律，方程可靠；3. 實驗最終計算得樣品中SQ含量為，符合本方法中“測定范圍為10mL樣本溶液中含20卩g SQ2”的要求，因此選用該實驗方法是可靠的；4. 此外，本次實驗操作較為規范，計算較為嚴謹。因此可以認為，本次實驗的數據有效性高，結果準確、可靠。（二）結果分析與評價根據環境空氣質量標準（GB 3095-2012 ）的基本規定以及廣州市環境空氣質量功能區區劃（穗府199923號）的精神，中山大學東校區應當屬于大氣環境質量一類功能表4 SO 2濃度限值標準（卩g/m3）平均時間一級濃度限值二級濃度限值年平均206

15、024小時平均501501小時平均150500本次實驗受客觀條件的限制，以1次采樣分析結果模擬小時均值。實驗結果得出監測點所在區域SQ濃度為0- Q48陽衛（48卩g/m3）,達到上述標準要求，距離標準限值還有102卩g/m3，可認為該濃度符合環境空氣質量標準的一級標準，監測點附近空氣受SQ污染較小。九、相關討論1.空氣中二氧化硫測定方法的對比分析對目前實驗中最常用的兩種測量空氣中二氧化硫濃度的方法一一四氯汞鉀-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法和甲醛緩沖液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法一一進行分析比較。四氯汞鉀-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度 法甲醛緩沖液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光 度法實驗方法用采樣后的吸收液全部移

16、入 10ml具 塞比色管中， 用少量采樣后的吸收液 洗滌進氣管內壁3次后移入具塞比色 管中，搖勻，取 于25ml具塞比色管 中，加吸收液，搖勻后加入 氨基磺 酸溶液，搖勻，放置10min，準確加入 甲醛溶液和5ml鹽酸副玫瑰苯胺溶 液，用去離子水稀釋至刻度，塞好塞 子搖勻。在22 C水浴箱反應30min后， 于548nm波長下，以水為空白測定吸 光度。每個樣品測3次，以測得的吸 光度均值減去空白管的吸光度均值用采樣后的吸收液全部移入 10ml具 塞比色管中，用少量采樣后的吸收液洗滌進氣管內壁3次后移入具塞比色 管中，取 于25ml具塞比色管中，加 入6ml吸收液，搖勻后加入 氨基磺酸 溶液，搖

17、勻，放置10min。加入 氫氧 化鈉溶液后迅速加入3ml鹽酸副玫瑰 苯胺溶液，塞好塞子搖勻。在 22 C水 浴箱反應15min后，于575nm波長下， 以水為空白測定吸光度。 每個樣品測3 次，以測得的吸光度均值減去空白管 的吸光度均值后，由標準曲線得二氧后，由標準曲線得二氧化硫的含量 （卩 g）。若樣品液中待測物的濃度超過測 定范圍， 可用吸收液稀釋后測定，計 算時乘以稀釋倍數。化硫的濃度（卩g/ml ）。若樣品液中 待測物的濃度超過測定范圍，可用吸 收液稀釋后測定，計算時乘以稀釋倍 數。測量結果 準確度和 精密度對 比對比大氣樣品測量結果比較兩種檢測 方法所需 主要試劑 成本及效 果對比四

18、氯汞鉀法在實驗成本上遠遠大于甲醛吸收法。在22 C水浴箱中反應，四氯汞鉀法要30min后才顯色明顯，顏色為玫瑰色，穩定性不好。甲醛緩沖液法在冋 等條件下13mi n就可顯色，顏色為紅色，穩定性好。四氯汞鉀法顯色所需時間 比甲醛吸收法久，穩定性比甲醛吸收法差（詳見表3 ）。對比結論：兩種方法檢出結果差異無統計學意義，準確度及精確度等方面結果相近。從試劑毒副作用、環境保護、實驗消耗成本等方面來看，甲醛緩沖液-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法優于四氯汞鉀-鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法。2.空氣中二氧化硫測定實驗條件的優化。選擇適宜的測定條件，減少實驗誤差，保證實驗結果的準確性甲醛緩沖溶液吸收一鹽酸副玫瑰苯胺分光光度法”測定空氣中的二氧化硫時，對實驗條件中的顯色溫度與顯色時間要控制得很嚴格 ，否則測定將出現嚴重偏差。總結出一套用“甲醛法”測定二氧化硫時的顯色溫度、顯色時間控制方法。選定與室溫相接近的控制溫度（一般選定巧-25 C ）,利用水浴準確控制顯色溫度將樣 品按三個一組分為若干分析測定單元，每個分析單元之間控制顯色