超声-铬酸钡分光光度法测定水中硫酸盐

硫酸盐是毒性最低的阴离子之一。当饮用水中硫酸盐浓度过高时会影响口感和胃肠道功能，我国《生活饮用水卫生规范》中硫酸盐的标准为250mg/L。水中硫酸盐的测定方法有重量法、容量法、比色法、比浊法、色谱法等多种方法。其中铬酸钡分光光度法(分热法和冷法)具有仪器设备简单、操作简便、准确性高等优点得到广泛应用。它的缺点是：铬酸钡混悬液沉淀速度很快，吸收容量不容易控制；热法在煮沸过程中容易产生瀑溅，显色后需要经过转移、定容，操作比较麻烦，不确定因素增加；冷法容易受氨水浓度、振摇力度、密集程度等因素影响，线性范围比较窄。在热法的基础上，笔者重点对去除碳酸盐干扰的手段进行了改进，采用超声－铬酸钡分光光度法(超声法)测定水中硫酸盐，与热法和冷法相比具有较大的优势。

1　材料与方法

1.1　主要仪器与试剂：TU-1901双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司)，SK8210HP超声波清洗机(上海科导超声波仪器公司)，硫酸盐标准液(0.500mg/ml，国家环保总局标准样品研究所)2.5mol/L盐酸(AR)，1+1氨水(AR)，铬酸钡盐酸溶液：称取10g铬酸钡(AR)，加入400ml水和25ml浓盐酸，加热并充分搅拌至铬酸钡全部溶解。实验用水为超纯水。

1.2　实验方法

1.2.1　标准曲线制作：取150ml锥形瓶9个，分别加入0.50mg/ml标准液0、0.50、1.00、3.00、5.OO、10.0、15.0、20.0、25.0ml，加水至50ml，硫酸盐SO2-4浓度分别为0、5.0、10.0、30.O、50.0、100、150、200、250mg/L，于每瓶中加入1.0ml 2.5mol/L盐酸，置超声波清洗机中超声5min(频率60kHz、功率80％、水温60℃)，加入2.5ml铬酸钡盐酸溶液，混匀，继续超声3min，取出，加入1.5ml 1+1氨水，混匀，过滤，弃去5ml初滤液，收集滤液于干燥的25ml比色管中，于440nm波长，用1cm比色皿，以纯水作参比，测量吸光度，根据硫酸盐浓度对吸光度由仪器自动求出回归公式并制作标准曲线。

1.2.2　样品测定：取50ml水样于150ml锥形瓶中，按1.2.1所述，从“加入1.0ml 2.5mol/L盐酸”起依法操作，从仪器上直接读出硫酸盐浓度。

2　结果与讨论

2.1　试验条件选择

2.1.1　超声条件选择：碳酸盐能与钡离子结合生成碳酸钡沉淀，使检验结果偏高。因此，用铬酸钡法测定硫酸盐时必须先除去样品中的碳酸盐。本文采用在酸性条件下用超声波除去碳酸盐的干扰。超声频率与功率太高时锥形瓶容易倾翻，故选择频率为60kHz、功率80％，在60℃条件下超声4min以上，476mg/L的碳酸钠不产生干扰，本文选择为超声5min，加入铬酸钡盐酸溶液后继续超声3min保证硫酸根与钡离子充分反应。

2.1.2　试剂用量的选择：1.0ml 2.5mol/L盐酸足以使样品中的碳酸根转化成碳酸并被超声除去，铬酸钡盐酸溶液用量在2.0～5.0ml之间，吸光度恒定、线性范围宽、重现性好，本文选择2.5ml；铬酸钡在酸性条件下转化成橘红色的可溶性重铬酸钡，沉淀铬酸钡时如果氨水用量不足使铬酸钡沉淀不完全，造成检验结果偏高。实验表明，1+1氨水用量在1.2～1.3ml时液体呈现柠檬黄色，铬酸钡沉淀基本上完全生成，为保证足够的碱度，参照冷法的条件多加0.2～0，3ml，选择用量为1.5ml。

2.2　线性关系与相关系数：硫酸盐(SO2-4)浓度在5.0～250mg/L时线性关系良好，A=0.00242C+0.0027，r=0.9999。

2.3　精密度实验：选择中、低2个浓度的水样分别重复测定6次，结果见表1。

2.4　准确性试验：选择高、中、低3个浓度的水样分别加入30.0mg/L硫酸盐做加标回收试验，本底值分别为190.3、105.3和30.5mg/L，加标回收率分别为102.6％、99.4％和101.1％。取8份水样与铬酸钡分光光度法(冷法)进行比较，结果见表2。

3　小结

超声－铬酸钡分光光度法保留了铬酸钡分光光度法(热法)设备简单、结果准确等优点，在热法的基础上进一步简化了操作步骤，省略了加热、转移定容等手续，改进了铬酸钡的配制方法，减少了不确定因素，准确度、精密度和线性范围都令人满意，具有较高的实际应用价值。

[参考文献]

[1]饮用水卫生与处理技术[M].北京：化学工业出版社，2002：259～260.