水体中痕量铬(Ⅵ)的催化动力学测定方法研究及应用.pdf

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1、第45卷第10期2015年10月中国海洋大学学报PERl0DICALOF0CEANUNIVERSITY0FCHINA45(10)：056～0630ct．．2015水体中痕量铬(Ⅵ)的催化动力学测定方法研究及应用周倩倩1，姬泓巍孙，徐真真1，韩婷婷1(中国海洋大学化学化工学院，海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室，山东青岛266100)摘要：本文对水体中痕量铬(Ⅵ)的催化动力学分析方法做了研究。研究体系为：铬(VI)一弱酸性艳蓝(RAwL)～溴酸钾一十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)一硫酸。所得最佳分析条件为：pH一1．50，c(RAW

2、L)一1．000×10一mol／L，p(CTMAB)=2．500g／L，f(KBr03)一7．200×10～mol／L，t一2．0min，0—45．0℃。所得的分析方法的线性范围为0～16．00ng／mL，检出限为0．45ng／mL，相对标准偏差为0．97％～1．92％，加标回收率为98．8％～101．5％。干扰离子实验表明：海水中的大多数阴、阳离子在此条件下对铬(Ⅵ)的测定无明显干扰。本方法可成功应用于淡水与海水体系中，并得到青岛近海及胶州湾铬(Ⅵ)的含量分布。相对于其他催化动力学分析方法，本方法具有分析温度低、检出限低、准确度高、易

3、操作、耗时短的优点。关键词：铬(VI)；催化动力学光度法；弱酸性艳蓝；溴酸钾中图法分类号：P734．4+1文献标志码：A文章编号：1672—5174(2015)10-056—08DOI：10．16441／j．cnki．hdxb．20140242铬(V1)是一种重要的环境污染物，主要来源于工业废水，进行铬(V1)的测定对于环境监测和保护具有重要的意义[1]。目前，测定痕量铬(Ⅵ)常采用光度法嘲、原子吸收法‘3—6

4、、极谱法[7-8]、化学发光法‘9。10]、伏安法[11121等方法。由于上述方法具有易受共存物质干扰，所用试剂和形成的络合物

5、稳定性差等缺点，因此在应用中存在一定的局限性[13

6、。近年来，利用催化动力学测定痕量金属的分析方法得到了较快地发展，其原因是这种方法具有灵敏度高、检出限低、操作简便、成本低廉等优点。毕韶丹利用铬(V1)催化H。O。氧化罗丹明B褪色建立了测定铬(VI)的催化动力学方法[14

7、，刘铮等利用铬(YI)催化溴酸钾氧化靛蓝胭脂红褪色来测定铬(VI)的含量[15

8、，张振新等利用痕量铬(VI)催化溴酸钾氧化甲基橙和结晶紫褪色建立了测定痕量铬(Y1)的双波长双指示剂催化动力学方法‘16]，汤淳东利用铬(Y1)对双氧水氧化溴甲酚红的催化作用建立了测定铬(

9、Ⅵ)的催化动力学方法‘17]。虽然上述方法能应用于铬(VI)含量的测定，但仍存在一些缺点，如所需温度均大于90℃，操作不便，耗时较长，检出限较高，只适用于工业废水和中成药中铬(Ⅵ)含量的测定等。迄今为止，未见应用催化动力学方法测定海水中铬(VI)含量的相关报道，因此本文拟采用催化动力学方法进行海水中的痕量铬(VI)的测定研究。收稿日期：2014—08—01；修订日期：201412—19作者简介：周倩倩(1988一)，女，硕士生。EmailXinye0922@sinmCOrn*通讯作者：E-mail：hwji@OUC．edu．cn1催化动

10、力学光度法的分析方法及原理设有一个催化反应体系，其反应方程如下：^，raA+bB_二3印+gG。其中：A为显色剂；B为氧化剂；M为金属催化剂。在金属催化剂M的作用下，催化效应速率大大加快。选择显色剂A作为指示物，可建立速率方程式为：一挈一是1c如耵售。(1)U‘根据催化反应动力学机理可知，CM的指数7应为7—1，并且当反应物A、B的浓度大大过量时，在反应中反应物A、B浓度的改变可忽略不计，则强，罐可视为常数，且与k，合并为忌。，则式(1)变为：一譬一是2CM。(2)U6对式(2)积分后得到：CA0--CAt—k2CMt。(3)其中：CA

11、O，CA。分别为反应初始时和t时A的瞬时浓度。在实验中，可选用与浓度有线性关系的物理量来代替浓度进行测量。如果反应物或产物有颜色，可以用吸光度代替浓度进行测定。根据Lambert—Beer定律：A一击c。式中：A为吸光度；e为摩尔吸收系数；6为光程长度。代入式(3)得到：10期周倩倩，等：水体中痕量铬(Ⅵ)的催化动力学测定方法研究及应用Ao—At—k2CMt／eb—k3CMt。(4)式(4)中A。和A分别为反应指示物A在初始时刻及反应进行到t时刻的吸光度。令△A—A。一A；，则式(4)可变为：△A—k3CMt。(5)式(5)表明催化反应

12、产物的吸光度与金属催化剂浓度和反应时间的关系，当固定反应时间时，t就为常数，则可与速率常数k。合并，则式(5)可变为：△A—kcM。(6)因此在固定时间的条件下，利用非催化体系与催化体系的△A可以确定金属催