1 HZHJSZ00117 水质 镉 铜 铅 锌的测定 示波极谱法 HZ-HJ-SZ-0117 水质 镉 铜 铅 锌 镍 的测定 示波极谱法 (试行 ) 1 范围 本方法适用于测定工业废水和生活污水中镉 铜 铅 锌 镍 的测定 对于饮用水 地 面水和地下水 需富集后方可测定 本方法的检测下限可达 10 6 mol/L 本法在氨性支持电介质中测定镉 铜 镍和锌 在盐酸支持电解质中测定铅 铁 (III) 钴 铊对测定有干扰 钴 铊在环境样品中含量很低 可以忽赂不计 铁 (III)可用盐酸羟胺 抗 坏血酸等还原而消除干扰 锡的干扰可用氢溴酸或浓盐酸和过氧化氢处理使锡挥发分离 硝 酸存在影响锌的测定 故测锌的样品应除尽硝酸 2 原理 将速度变化很快的极化电压 (一般约为 250mV/s) 施加在滴汞电极的后 2 秒中 在电极面 积变化很小的时间内 进行快速线性电位扫描以减小充电电流的影响 用阴极射线滤波器作 为测量工具 对于电极反应为可逆的物质 在长余辉示波管上 可以观察到电极反应的伏安 曲线为不对称的峰形曲线 或经电子线路处理后用记录仪记录伏安曲线 其峰高与电极反应 物质的浓度成正比 可用于定量分析 只有铜在某些支持电介质中会产生两阶段还原而出现两个峰 它们的峰电位随底液中所 含电介质不同而有所变化 3 试剂 3.1 铅 铜 铅 镍 锌五种离子的标准贮备溶液 与阳极溶出伏安法相同 镍亦配制成 1.00mg/mL 标准贮备液 3.2 支持电介质 3.2.1 1.0mol/L 氨性支持电介质 (pH10) 称取 54g 氯化铵 溶于 500mL 水中 浓氨水 250mL 加 100g 无水 Na2SO3 溶解后用水稀释至 1L 摇匀 如果用惰性气体除氧 可不加 Na2SO3 铝 铜 锌 镍与氨形成稳定的络离子 均有良好的极谱性能 其蜂电位值 (相对于饱和甘汞电 极 ) 如表 1 所示 表 1 锡 铜 锌 镍的峰电位值 元素 Cd2+ Cu+ Cu0 Cu2 Cu+ Zn2+ Ni2+ EP(V)VS. S.C.E -0.8 -0.55 -0.25 -1.35 -1.1 在实际工作中测铜用 Cu+ Cu0 的还原波 3.2.2 1.0mol/L 盐酸支持电介质 在盐酸底液中镉 铅与氯离子络合 形成的稳定络离子有 良好的还原波 峰电位分别为 Cd2+ -0.61V Pb2+ -0.04V 3.2.3 1.0mol/L 高氯酸支持电介质 (使用时适当稀释 ) 3.2.4 醋酸铵 醋酸支持电解质 1.0mol/L (pH4.5) 3.2.5 柠檬酸铵支持电解质 1.0mol/L (pH3.0) 3.3 极大抑制剂 0.1%曲通 (Triton X-100)水溶液 水溶性聚乙烯醇或者明胶 注 聚乙烯醇 (C 2H4O)n 分子量 = n 44.06 平均聚合度 1750 土 50 3.4 纯氮或纯氢 3.5 盐酸羟胺或抗坏血酸 4 仪器 4.1 极谱分析仪 (单扫描示波极谱 最好能作导数或微分 ) 4.2 工作电极 滴汞电极 铂碳电极 2 4.3 参比电极 银 氯化银电极或饱和甘汞电极 4.4 铂辅助电极 4.5 电解池 5 试样制备 水样加浓高氯酸或者浓硝酸酸化 使 pH 2 在聚乙烯瓶中贮存 水样如为清液 不含有机质 氰化物和 NO3 先用氨水调节 pH 值至近中性 如未出现 沉淀 可直接取样分析 废水或者污水可取适量 例如 100mL(被测物不少于 15ìg)置于小烧杯中 加入 5mL 浓 硝 酸 在电热板上加热消解到约 10mL 冷却后 加入浓硝酸和高氯酸各 10mL 继续加热消解 至冒高氯酸白色浓烟 冷却 用水溶解至 50mL 煮沸以驱除氯气或氮氧化物 冷却后用快速 定量滤纸过滤 用水洗涤二次 滤液和洗涤液定容到 100mL 摇匀 6 操作步骤 仪器和电极的准备 按使用说明书进行 6.1 在氨性底液中测定镉 铜 锌 镍 6.1.1 校准曲线的绘制 分别取含量为 0 10.0 20.0 50.0 100.0 150.0 200.0ìg 的上述 四种离子的标准溶液于 10mL 比色管 中 加入氨性支持电解质 1mL 0.1%的极大抑制剂水溶 液 0.5mL 盐酸羟胺少量 溶解后用水稀释至标线 摇匀 , 转入电解池中 分段进行扫描 铜 镉 镍 锌的起始电位可分别选用 -0.25V -0.5V -0.85V -1.1V 然后绘制峰高 浓 度校准曲线 6.1.2 样品的测定 移取适量 (含金属 10~100ìg)已处理好的水样于 10mL 比色管中 如有必 要应先调到中性 按测定标准溶液的程序加入试剂进行极谱测定 在 校准 曲线上查出样品含 量 6.1.3 标准加入法 先按上述程序测定出样品的峰 高 (h) 然后加入与样品含量相近的被测离 子的标准溶液 再次测定峰高 (H) 再按阳极溶出伏安法 HZ-HJ-SZ-0116 中的标准加入法 公式进行计算 6.2 在盐酸底液中测定铅 镉 6.2.1 校准曲线的绘制 分别取含量为 0 10.0 20.0 50.0 100.0 150.0 200.0ìg 的铅及 镉标准溶液于 10mL 比色管中 加入 1+1 盐酸 1mL 0.1%极大抑制水溶液 0.5mL 抗坏血酸 (或 盐酸羟氨 )0.05g 溶解后 加水稀释到标线 摇匀 转入电解池中 在 -0.25~-1.0V 间测铅 镉 (在 -0.25V 起始电位时测铅 -0.45V 起始电位时测镉 ) 绘制峰高 浓度校准曲线 6.2.2 样品的测定 移取适量 (含金属 10~100ìg)已处理好的水样于 10mL 比色管中 按测标 准的程序加入试剂进行极谱测定 在校准曲线上查出样品含量 6.2.3 标准加入法 先按上述程序测定出水样的峰高 (H) 加入与样品含量相近的被测离子的 标准溶液 再次进行测定 测出峰高 (h) 按阳极溶出伏安法 HZ-HJ-SZ-0116 中的一次标 准加入法的公式进行计算 注意事项 (1) 在盐酸 支持电解质中 铅的峰电位约为 -0.4V 镉的峰电位约为 -0.6V 如仅测定铅可以不加极大抑 制剂 由于大量铅的存在对镉的测定有影响 宜用导数或微分法消除其前峰的影响 (2) 氨性溶液中铅干扰铜的测定 如果水样消解后含铁 铝较多或为除去铅的干扰而加入了铁盐使铅 完全进入沉淀 为减少沉淀的吸附导致结果偏低的影响 建议采用小体积沉淀法进行分离 即 在样品预 处理的最后一次蒸至近干后 不用 0.01mol/L 盐酸加热溶解提取 而是用少量 0.01mol/L 盐酸将残渣全部润 湿后 加入 300mg 固体氯化铵 搅拌均匀后 加入 15mL 浓氨水 搅匀后再加入约 20mL 水 充分搅拌后 转移入 50mL 容量瓶 并将烧杯的洗涤液也并入容量瓶 加水至标线 摇匀供测定用 这样所得铁 铝沉 淀不呈絮状 不会有吸附损失的问题 (3) 若水样中几种离子含量相差较大 为了结果的准确度 宜采用微分测定技术 选用不同灵敏度档 分别进行测定 例如 锌和镍由于蜂电位比较接近 最好能分别测定 3 (4) 当水样中几种离子的浓度比较接近 则几种元素可同时测定 钴干扰锌的测定 锌氰络合物是非 极谱活性物质 测定前应在通风橱中加盐酸煮沸以除去 HCN 高浓度铜对镍不利 可加入氰化物络合铜 锌而测镍 高浓度镉的干扰可加入硫化物除去 (5) 如果氯化铵含有较多重金属离子 在配制氨性支持电解质时 可以在经过计算后 直接用盐酸和 氨水混合配制 (6) 纯汞表面不要加水 以免加快表面的氧化 而使纯汞无法使用 用过的废汞可集中放在表面有水 层的瓶中 以便集中提纯 7 参考文献 水和废水监测分析方法 编委会编 水和废水监测分析方法 第三版 pp. 153~156 中国环境科学出版社 北京 1997