六價鉻測定化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作流程一、實(shí)驗(yàn)原理六價鉻（Cr??）是環(huán)境中常見的有毒污染物，其測定方法以二苯碳酰二肼（DPC）分光光度法最為常用（符合GB/T____《水質(zhì)六價鉻的測定二苯碳酰二肼分光光度法》）。該方法的原理為：在酸性條件（硫酸+磷酸）下，Cr??（以Cr?O?2?或CrO?2?形式存在）與DPC反應(yīng)生成紫紅色絡(luò)合物，其最大吸收波長為540nm。該絡(luò)合物的吸光度與Cr??濃度在一定范圍內(nèi)（0.05-0.80mg/L）符合朗伯-比爾定律（A=εbc），因此可通過分光光度法定量測定。其中，磷酸的作用是絡(luò)合樣品中的三價鐵離子（Fe3?），消除其與DPC反應(yīng)生成黃色絡(luò)合物的干擾；硫酸的作用是提供酸性環(huán)境，促進(jìn)Cr??與DPC的反應(yīng)。二、試劑與儀器（一）主要試劑（均需優(yōu)級純或分析純，實(shí)驗(yàn)用水為去離子水）1.濃硫酸（H?SO?）：ρ=1.84g/mL；2.磷酸（H?PO?）：ρ=1.69g/mL；3.二苯碳酰二肼（DPC）溶液：稱取0.2gDPC，溶于50mL丙酮中，攪拌至完全溶解；緩慢加入100mL濃硫酸（1+9，即1體積濃硫酸+9體積水），冷卻后用丙酮稀釋至200mL，搖勻。現(xiàn)配現(xiàn)用（保存時間不超過24小時）；4.鉻標(biāo)準(zhǔn)儲備液（1.00mg/mL，以Cr??計）：稱取0.2829g經(jīng)110℃烘干2小時的重鉻酸鉀（K?Cr?O?，基準(zhǔn)物質(zhì)），用去離子水溶解，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中定容，搖勻。置于棕色瓶中，4℃冷藏保存，有效期6個月；5.鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液（10μg/mL，以Cr??計）：吸取1.00mL鉻標(biāo)準(zhǔn)儲備液，用去離子水定容至100mL容量瓶中，搖勻?，F(xiàn)配現(xiàn)用；6.高錳酸鉀溶液（0.1mol/L）：稱取1.6g高錳酸鉀（KMnO?），用去離子水溶解并定容至100mL；7.亞硝酸鈉溶液（0.1mol/L）：稱取0.69g亞硝酸鈉（NaNO?），用去離子水溶解并定容至100mL；8.尿素溶液（20%）：稱取20g尿素（CO(NH?)?），用去離子水溶解并定容至100mL；9.氫氧化鈉溶液（1mol/L）：稱取4g氫氧化鈉（NaOH），用去離子水溶解并定容至100mL（用于調(diào)節(jié)樣品pH）。（二）主要儀器1.分光光度計：波長范圍____nm，帶10mm光程比色皿；2.容量瓶：100mL、500mL、1000mL（需用10%硝酸浸泡24小時，去離子水沖洗干凈）；3.移液管：1mL、2mL、5mL、10mL（A級，需校準(zhǔn)）；4.消解裝置：電加熱板或微波消解儀（用于樣品前處理）；5.過濾裝置：定性濾紙（慢速）、微孔濾膜（0.45μm，可選）；6.其他：燒杯（50mL、100mL）、玻璃棒、棕色瓶、pH計（可選）。三、實(shí)驗(yàn)操作流程（一）樣品采集與保存1.采集：用洗凈的玻璃容器（避免塑料容器，因塑料易吸附Cr??）采集樣品，采集量不少于500mL；2.保存：采集后立即加入濃硫酸調(diào)節(jié)pH至1-2（每100mL樣品加0.5mL濃硫酸），搖勻后置于4℃冷藏箱中，24小時內(nèi)測定（若無法及時測定，需冷凍保存，但不得超過7天）。（二）樣品前處理（適用于含懸浮物或有機(jī)物的樣品）目的：消除有機(jī)物、懸浮物對Cr??測定的干擾（有機(jī)物會消耗Cr??，導(dǎo)致結(jié)果偏低）。1.消解：取50mL樣品于100mL燒杯中，加入5mL濃硫酸，搖勻；滴加2-3滴高錳酸鉀溶液（0.1mol/L），使溶液保持紫紅色（若紫紅色褪去，需補(bǔ)加高錳酸鉀溶液）；將燒杯置于電加熱板上，加熱至微沸，保持30分鐘（期間需不斷攪拌，防止暴沸）；2.還原：冷卻至室溫后，加入1mL尿素溶液（20%），搖勻；緩慢滴加亞硝酸鈉溶液（0.1mol/L），至紫紅色褪去（約1-2滴），再過量1滴，搖勻后靜置10分鐘（尿素可消除過量亞硝酸鈉的干擾）；3.過濾：用定性濾紙過濾，除去懸浮物，濾液收集于100mL容量瓶中；用去離子水洗滌燒杯和濾紙3次，洗滌液并入容量瓶（定容前體積約80mL）。（三）標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制目的：建立Cr??濃度與吸光度的線性關(guān)系，用于樣品定量。1.標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：取6支100mL容量瓶，按表1加入鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液（10μg/mL）和去離子水，搖勻；表1標(biāo)準(zhǔn)曲線配制表容量瓶編號123456鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液（mL）0.000.501.002.004.008.00去離子水（mL）10099.599.098.096.092.0Cr??濃度（mg/L）0.000.050.100.200.400.802.顯色反應(yīng)：向每個容量瓶中加入1mL濃硫酸和1mL磷酸（1+1，體積比），搖勻；加入2mLDPC溶液，立即搖勻；用去離子水定容至刻度，靜置10-15分鐘（室溫15-25℃）；3.吸光度測定：分光光度計預(yù)熱30分鐘，設(shè)置波長為540nm，用空白溶液（編號1）調(diào)零；依次測定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度（A），記錄數(shù)據(jù)；4.繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線：以Cr??濃度（C，mg/L）為橫坐標(biāo)，吸光度（A）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計算回歸方程（如y=ax+b，要求相關(guān)系數(shù)r≥0.999）。（四）樣品測定1.顯色反應(yīng)：取處理后的樣品濾液（若濾液體積不足50mL，需用去離子水補(bǔ)至50mL）于100mL容量瓶中，按照標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制的步驟2進(jìn)行顯色（加入1mL濃硫酸+1mL磷酸+2mLDPC溶液，定容至刻度，靜置10-15分鐘）；2.吸光度測定：用空白溶液調(diào)零后，測定樣品的吸光度（A樣）；3.稀釋處理：若樣品吸光度超過標(biāo)準(zhǔn)曲線的上限（如A>0.8），需用去離子水稀釋樣品（稀釋倍數(shù)記為f），重新測定（稀釋后吸光度需落在0.1-0.7范圍內(nèi)，以保證線性關(guān)系）。四、結(jié)果計算樣品中六價鉻的濃度（C，mg/L）計算公式為：\[C=\frac{(A_{\text{樣}}-b)\timesV_{\text{定}}}{a\timesV_{\text{樣}}\timesf}\]式中：\(A_{\text{樣}}\)：樣品的吸光度；\(a\)：標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率；\(b\)：標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距；\(V_{\text{定}}\)：樣品定容體積（mL，即100mL）；\(V_{\text{樣}}\)：樣品取用量（mL，如50mL）；\(f\)：樣品稀釋倍數(shù)（未稀釋時f=1）。說明：若樣品未進(jìn)行稀釋（f=1），公式可簡化為：\(C=\frac{(A_{\text{樣}}-b)\times100}{a\timesV_{\text{樣}}}\)；結(jié)果保留兩位有效數(shù)字（如0.05mg/L、0.10mg/L），若濃度低于檢出限（如0.01mg/L），需注明“未檢出”。五、注意事項(xiàng)（一）試劑與溶液1.DPC溶液：需現(xiàn)配現(xiàn)用（放置時間過長會變質(zhì)，導(dǎo)致顯色效果差）；若溶液出現(xiàn)渾濁，需重新配制；2.鉻標(biāo)準(zhǔn)溶液：重鉻酸鉀需烘干至恒重（110℃，2小時），以保證濃度準(zhǔn)確；標(biāo)準(zhǔn)使用液需現(xiàn)配現(xiàn)用；3.濃硫酸：稀釋時需將濃硫酸緩慢倒入水中（避免飛濺），并不斷攪拌。（二）顯色條件控制1.酸性條件：濃硫酸與磷酸的比例需嚴(yán)格控制（1+1），若硫酸濃度過高，會導(dǎo)致DPC分解，顯色失敗；2.溫度：顯色反應(yīng)需在室溫（15-25℃）下進(jìn)行，若溫度超過30℃，絡(luò)合物會分解，吸光度下降；3.時間：顯色后需在10-15分鐘內(nèi)測定吸光度（若放置時間過長，絡(luò)合物會褪色，導(dǎo)致結(jié)果偏低）。（三）干擾消除1.三價鐵（Fe3?）：加入磷酸絡(luò)合Fe3?，消除其與DPC反應(yīng)生成黃色絡(luò)合物的干擾；2.銅離子（Cu2?）：加入EDTA溶液（0.1mol/L）絡(luò)合Cu2?，消除其與DPC反應(yīng)生成藍(lán)色絡(luò)合物的干擾；3.釩離子（V??）：加入亞硫酸鈉溶液（0.1mol/L）將V??還原為V??，消除其與DPC反應(yīng)生成黃色絡(luò)合物的干擾。（四）儀器與安全1.分光光度計：需定期校準(zhǔn)（每3個月1次），比色皿需保持干凈（用乙醇或丙酮擦拭，避免劃痕）；測定時比色皿的毛面需朝向自己（避免指紋影響吸光度）；2.安全防護(hù)：Cr??有毒（致癌），操作時需戴手套、口罩，避免接觸皮膚和吸入粉塵；濃硫酸有腐蝕性，稀釋時需小心（避免飛濺）；實(shí)驗(yàn)廢液需倒入專用容器（含Cr??廢液需用亞硫酸鈉還原為Cr3?后再處理）。六、常見問題及解決方法1.標(biāo)準(zhǔn)曲線線性差：原因：標(biāo)準(zhǔn)溶液配制不準(zhǔn)確（如移液管未校準(zhǔn)）、DPC溶液變質(zhì)（如放置時間過長）、顯色時間不足（如靜置<10分鐘）；解決：重新配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，現(xiàn)配DPC溶液，嚴(yán)格控制顯色時間。2.樣品吸光度太高：原因：樣品濃度過高（如Cr??>1mg/L）；解決：用去離子水稀釋樣品（稀釋倍數(shù)需記錄），重新測定（稀釋后吸光度需落在0.1-0.7范圍內(nèi)）。3.空白吸光度太高：原因：試劑不純（如濃硫酸含Cr??）、玻璃容器未洗凈（如容量瓶含Cr??）；解決：更換優(yōu)級純試劑，用10%硝酸浸泡玻璃容器24小時，再用去離子水沖洗干凈。4.顯色后溶液顏色變淺：原因：溫度過高（如>30℃）、顯色時間過長（如>30分鐘）；解決：在室溫下顯色，10-15分鐘內(nèi)測定吸光度。七、結(jié)語六價鉻的測定是環(huán)境監(jiān)測、食品檢驗(yàn)