-
实验一
大气中二氧化硫的测定（盐酸副玫瑰苯胺分光光度法）
一、实验目的
1
．掌握二氧化硫测定的基本方法；
2
．熟练大气采样器和分光光度计的使用。
二、实验原理
大气中的二氧化
硫被四氯汞钾溶液吸收后，
生成稳定的二氯亚硫酸盐络合物，
此
络合物再
与甲醛及盐酸副玫瑰苯胺发生反应，
生成紫红色的络合
物，
据其颜色深浅，
用分光光度法测定。
按照所用的盐酸副玫瑰苯胺使用液含磷酸多少，分为两种操作方法。方法一：含磷酸量少，最
< br>后溶液的
pH
值为
1.6±
0.1
；方法二：含磷酸量多，最后溶液的
pH
值为
1.2±
0.1
，是我国暂选为
环境监测系统的标准方法。本实验采用方法二测定。
三、仪器
1.
多孔玻板吸收管（用于短时间采样）；多孔玻板吸收瓶（用于
24h
采样）。
2.
空气采样器：流量
0
—
1L/min
。
3.
分光光度计。
四。、试剂
1.
蒸馏水
25
℃时电导率小于
1.0μΩ/cm
。
pH
值为
6.0
—
7.2
。检验方法为在具塞锥形瓶中加
< br>500mL
蒸
馏水，
加
1mL
浓硫酸和
0.2mL
高锰酸钾溶液
（
0.316g/L
）
，
室温下放置
1h
< br>，
若高锰酸钾不褪色，
则蒸馏水符合要求，否则应重新蒸
馏（
1000mL
蒸馏水中加
1gKM
nO
7
及
1gBa(OH)
2
,
在全玻璃
蒸馏器中蒸
馏）
。
2.
甲醛吸收液（甲醛缓冲溶液）
<
/p>
(1)
环已二胺四乙酸二钠溶液
C
（
CDTA-2Na
）
=0.050mol/L:
称取
1.82g
< br>反应
-1
，
2-
环已二胺
四乙酸
[
（
trans-1,2-Cyclohexylenedinitrilo
）
tetracetic acid
简称
CDTA]
，溶解于
1.50mol/LNaOH
溶液
6.5mL
，用水稀释至
100ml
。
(2)
吸
收
储
备
液
：
量
取
36%--38%
甲
醛
溶
液
5.5mL
，
加
入
2.0g
邻
苯<
/p>
二
甲
酸
氢
钾
及
0.050mol/LCDTA-2Na
20.0mL
溶液，用水稀释至
100mL,
< br>贮于冰箱中，可保存一年。
(3)
甲醛吸收液：使用时，将吸收贮备液用水稀释
100
倍。此
溶液每毫升含
0.2mg
甲醛。
3.0.60%
（
m/v
< br>）氨磺酸钠溶液
称取
0.60
g
氨磺酸
（
H
2
NSO
3
H
）
,
加入
1.50mol/L
氢氧化钠溶液
4.0mL,
用水稀释至
100mL
密
封保存
,
可使用
10
天。
4.
氢氧化钠溶液
,C(NaOH
)=1.50mol/L
称取
6g
氢
氧化钠溶于
100mL
水中。
5.
碘贮备液
,C(1/2I
2
)=0.1mol/L
称取
12.7g
碘化钾
(I
2
)
于烧杯中，加入
40g
碘化钾和
25mL
水
,
搅拌至完全溶液后
,
用水稀释
至
1000mL,
贮于棕色细口瓶中
.
6.
碘溶液
,C(1/2,I
2
)=0.05mol/L
量取碘贮备液
250mL,
用水稀释至
500mL,
贮于棕色细口瓶中。
7
．淀粉指示剂
称取
0.5g
可溶性淀粉，用少量水调成糊状（可加
0.2g
二氧化锌防腐）
，慢慢倒入
100mL
沸水中，继续煮沸至溶液澄清，冷却后贮于细口瓶中。
8
．碘酸钾溶液
C
（
1/6KIO
3
）
=0.1000mol/L
称取
3.567g
碘酸钾（
KIO
3
优极纯，
105---110
℃干燥
2h
，溶解于水，移入
1000mL
容量瓶
中，用水稀释至标线，摇匀。
9
．硫代硫酸钠贮备液，
C(Na
2
S
2
O
< br>3
)=0.10mol/L
称取
25.0g
硫代硫酸钠
Na
2
S
2
O
3
·
5H
2
O),
溶解于
1000mL
新煮沸并已冷却的水中
,
加
0.20g
无
水碳酸钠
,
贮于棕色细口瓶中
,
放置一周后标定其浓度
.
若溶液呈现浑浊时
,
应该过滤
.
标定方法
:
吸取
0.1000mol/L
碘酸钾溶液
10.00mL,
置于
250mL
碘量瓶中
,
加
80mL
新煮沸并
已冷却的水
,
和
1.2g
碘化钾
,
振摇至完全溶解后
,
加
(1+9)
盐酸溶液
10mL[
或
(1+9)
磷酸溶液
5
—
7mL],<
/p>
立即盖好瓶塞
,
摇匀
.
于暗处放置
5min
后
,
用
0.10mol/L
硫代硫酸钠贮备溶液滴定至淡黄
色，加淀粉溶液
2mL
，继续滴定蓝色刚好褪去。记录消耗体积（
V
）
，按下式计算浓度
:
C
（
Na
2
S
2
O
3
）
< br>=0.1000*10.00/V
式中
C(Na
2
S
2
O
3
)----
硫代硫酸钠贮备溶液的浓度
(mol/L);
V----
滴定消耗硫代硫
酸钠溶液体积
(mL);
平行滴定所用支的硫代硫酸钠溶液液
体积之差不超过
0.05mL.
10.
硫代梳酸钠标准溶液
C(=0.05mol/L
取标定后的
0.10mol/L
硫代硫酸钠贮备溶液
250.0mL,
置于
500mL
容
量瓶中
,
用新煮沸并已
冷却水稀释至标
线摇匀
,
贮于棕色细口瓶中
.
临用现配
.
11.
二氧硫标准溶液
称取
0.200g
亚硫酸钠
(Na
2
S
2
O
3
),
溶解于
0.05%EDTA-2 Na
溶液
200mL(
用新煮沸并已冷却的
水配制
),
< br>缓缓摇匀使其溶解
.
放置
2-3
h
后标定浓度
.
此溶液相当于每毫升含
320-
400μg
二氧化硫
.
标定方法：吸取上述亚硫酸钠溶液
20.0
0mL,
置于
250mL
碘量瓶中
,
加入新煮沸并已冷却的
水
50ml
、
0.05mol/L
碘溶液
20.00mL
及冰乙酸
1.
0mL
盖塞
,
摇匀。
< br>于暗处放置
5min,
用
0.0
5mol/L
梳代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色
,
加入
0.5%
淀粉溶液
2m
L,
继续滴定至蓝色刚好褪去
,
记录消
耗体积
(V)
。
平行滴定所用硫代硫酸钠标准溶液体积之差应不大于
0.0
4ml
，取平均值计算浓度：
C(S
O
2
,ug/ml)=(V
0
-V)*C*32.02*1000/20.00
式中
V
0
-
---
滴定空白溶液所消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积
(ml)
；
V----
滴定亚硫酸钠溶液所消耗的硫代梳酸钠标准溶液体积
(ml)
；
C----
硫代硫酸钠
(Na
2
S
2
O
3
)
标准溶液浓度
(mol/L);
32.02----
二
氧化硫
(1/2SO
2
)
的摩乐质量
(g/mol)
。
标定出准确浓度后
,
立即用吸收稀
释成每毫升含
10.00μg
二氧化硫的标准贮备液
(
贮于冰箱
,
可保存
3
个月
).
使用前
,
再用吸收液稀释为每毫升含
1.00
ug
二氧化硫的标准使用溶液
.
贮于冰
箱
,
可保存
1
个月
.
此溶液供绘制标准曲线及进行分析质量控制时使用
.
12.0.25%
盐酸副玫瑰苯胺贮备溶
液的配制及提纯
取正丁醇和
1.0m
ol/L
盐酸溶液各
500mL,
放入
1000mL
分液漏斗中
,
盖塞
,
振摇
3min,<
/p>
使其互
溶达到平衡
,
静置
15min,
待完全分层后中
,
将下层水相
(
盐酸溶液
)
和上层有机相
(
正丁醇<
/p>
)
分别移
入细口瓶中备用
.
称取
0.125g
盐酸副玫
瑰苯胺
(Pararosaniline
Hydrochlo
ride,C
19
H
19
N
3
Cl·
3HCl
又
名对品红
,
副品红
,
简称
PRA)
放入小烧杯中
,
加平衡过的
1.0m
ol/L
盐酸溶液
40mL,
用玻棒搅
拌至
完全溶解后
,
移入
250mL
分液漏斗中
,
再用
80mL
平衡过的正丁醇洗涤小烧杯数次
,
洗涤液并入同
一分液漏斗中
, <
/p>
盖塞
,
振摇
3m
in,
静置
15min
待完全分层后<
/p>
,
将下层水相移入另一
250mL
分液漏
斗中
,
再加<
/p>
80mL
平衡过的下丁醇
,
依上法提取
,
将水相称入另一分液漏斗中
,
加
40mL
平衡过的正
丁醇
,
依上法反复取
< br>8-10
次后
,
将水相滤入
50mL
容量瓶中
,
用
1.0mol/L
盐酸溶液稀释至标线
,
摇
匀
.
此
PRA
贮备液为橙黄色
,
应符合以下条件
:
(1)PRA
溶液在乙酸
-
乙酸钠缓冲溶液中
,
于波长
540nm
处有最大吸收峰
.
吸取
0.25%PRA
贮
备液
1.00mL,
置于
100mL
容量瓶中
,
用水稀释至标线
,
摇匀
.
吸取此稀释液
5.00mL,
置于
50mL
容
量瓶中
,<
/p>
加
1.0mol/L
乙酸
-
乙酸钠缓冲溶液
5.00mL(
称取
13.6g
乙酸钠
(CH
3
COONa·
3H
2
O),
溶解于
水
< br>,
移入
100mL
容
量瓶中
,
加
5.7mL
冰乙酸
,
用水
稀释至标线
,
摇匀
.
< br>此溶液为
pH4.7),
用水稀释至
标线
,
摇匀
.1h
后
,
测定吸收峰
.
(2)
用
0.25%PRA
贮备溶液配制的
0.05%PRA
使用溶液
,
按本操作方法绘制标准曲线
,
于波长
577nm
处
,
用
1
厘为比色皿
,
测得的试剂空白液吸光度不超过以下数值：
10
℃
0.03
20
℃
0.04
25
℃
0.05
30
℃
0.06
标准曲线的斜率为
0.044±
0.003
（吸光度
/μgSO
2
·
12mL
）
.
13.0.05%
盐酸副玫瑰苯胺使用液
吸取经提纯的
0.25%PRA
贮备溶液
20.00mL(
或
0.2%PRA
贮备溶液
< br>25.00mL),
移入
100mL
容量瓶中
,
加
85%
浓磷酸
30mL,
浓盐酸
,
用水稀释至标线
,
摇匀
.
放置过夜后使用
.
此溶液避
光密封保存
,
可使用
< br>9
个月
.
14.1mol/L
盐酸溶液
量取
86mL
浓盐酸
(
比重
1.9)
用水稀释至
1000mL
15.(1+9)
盐酸溶液
五、测定步骤
1.
采样
用
多孔玻璃吸收管。
内装
10mL
吸收液
。
以
0.5L/min
流量采样
1h
。
采样时吸收液温度应保
持在
23-29
℃
,
并应避免阳光直接照射样品溶液。
2.
标准曲线的绘制
取
14
支
10mL(
具塞比色管
,
分
A,B
两组
,
每组各
7
支分别对应编号
.A
组按表配制标准
色列。
亚硫酸钠标准色例
管号
标准使用液
(ml)
吸收液
(ml)
二氧化硫含
量
A
组各管再分别加入
0.60%
氨磺钠溶液
0.50mL
< br>和
1.50mol/L
氢氧化钠溶液
0.50mL
混匀
.
B
组各管加入
0.05%
盐酸副玫瑰苯胺使用溶液
1.00mL.
0
0.50
1.00
2.00
5.00
8.00
0
0
1
0.05
2
1.00
3
2.00
4
5.00
5
8.00
6
10.0
0
0
10.0
0
10.00
9.50
9.00
8.00
5.00
2.00
将
A
组各管逐个倒入对应的
B
管中
,
立即混匀放入恒温水浴中显色
.
在
20±
2
0
C
显色
20min.
< br>于波长
577nm
处用
1cm<
/p>
比色皿
,
以水为参比定吸光度
.
用最小二乘法计算标准回归方程式：
y=bx+a
式中
y----(A-
A
0
),
标准溶液的吸光度
(A)
与试剂空白液吸光度
(A
< br>0
)
之差
.
x----
二氧化硫含量
(ug);
b----
回归方程式的斜率
(
吸光度
/μg·12mL);
a----
回归方程式的截距
.
相关系数应大于
0.999.
3.
样品测定
(1)
样品溶液中浑浊物
,
应离心分
离除去
.
(2)
将样品溶液移入
10mL
比色管中
,
用吸收溶液稀释至
10mL
标线
,<
/p>
摇匀
.
放置
20
min
使臭氧
分解
.
< br>加入
0.60%
氨磺酸钠溶液
0
.50Ml,
混匀
,
放置
10min
以除去氮氧化合物的干扰
.
以下步骤同标
准曲线的绘制
.
(3)
样品测定时与绘制标准曲线时温度之差应不超过
2<
/p>
0
C.
(4)
与样品溶液测定同时
,
进行试剂空白测定
,
标准控制样品或加标回收样品各
1-2
个以检查
试剂空白值和校正因子
,
检查试剂
的可靠性和操作的准确性
,
进行分析质量控制
.
六、数据处理
二氧化硫（
SO
2
mg/m
3
）
=(A-A
0
)-
a/b*V
n
式中
A-----
样品溶液光吸光度；
A
< br>0
----
试剂空白溶液拭吸光度；
b----
回归方程式的斜率
(
吸光度
μgSO
2
·
12mL)
；
a----
回归方程式的截距；
V
n
----
标准
状态下拭采样体积（
L
）
.
注意事项
1
、温度对显色影响较大，温度越高，空白值越大，温度高时显色快，褪色亦快。因此在
实
验中要注意观察和控制温度，
一般需要用恒温水浴法进行控制，
并注意使水浴水面高度超过
比色管中溶液的液面高度，否则会影响测定准确度。显色温度
与时间的关系
显色温度（℃）
10
15
20
25
30
显色时间
（
min
）
稳定时间
（
min
）
40
35
25
25
20
20
15
15
5
10
(2)
对品红的提纯很重要，因提纯后可降低试剂空白值和提高方法的灵敏度。提高酸度虽可
降低空白值，但灵敏也有下降。
(3)
六价铬能使紫红色络合物褪色，产生负干扰，所以应尽量避免用硫酸铬酸洗液洗涤玻璃
器皿，若已洗，则要用
(1+1)
盐酸浸泡
< br>1h
，用水充分洗涤中，除去六价铬。
(4)
用过的比色管及比色皿应及时用酸洗涤，否则红色难以洗净。比色管用（
1+1
）盐酸溶
液洗涤，比色皿用（<
/p>
1+4
）盐酸加
1/3
< br>体积乙醇的混合液洗涤。
(5)
加对品红使用液时
,
每加
3
份溶液
,
需间歇
3mi
n,
依次进行
.
以使每个比色管中溶液
显色时
间尽量接近。
(6)
采样时吸收液应保持在
23-29
℃
.
用二氧化硫标准气进行吸收试验
,23-29<
/p>
℃时
,
吸收效率为
100%.
(7)
二氧化硫气体易溶于水
< br>,
空气中蒸气冷凝在进气导管应内壁光滑
,
吸附性小
,
宜采用聚四氟
乙
烯管
.
并且管应尽量地短
,
最长不得超过
6cm.
实验二、
< br>
移液管法测定粉体粒径分布
一、实验目的
掌握液体重力沉降法<
/p>
(
移液管法
)
测
定粉体粒径分布的方法。
二、实验原理
液体重力沉降法是根据
不同大小的粒子在重力作用下，
在液体中的沉降速度各不相同这一
原理而得到的。粒子在液体
(
或气体
)
介质中作等速自然沉降时所具有的速度，称为沉降速度，
其大
小可以用斯托克斯公式表示。
v
t<
/p>
?
2
(
?
P
?
?
L
)
gd
p
18
?
d
p
?
且
18
?<
/p>
v
t
(
?
p
?
?
L
)
g
式中
v
t
—
粒子的沉降速度，
cm/s
；
μ
—
液体的动力粘度，
Pa·
s
；
ρ
p
—
粒子的真密度，
< br>g/cm
3
；
ρ
L
—
液体的真密度，取水的密度：
1
g/cm
3
；
g
—
重力加
速度，
cm/s
2
；
< br>
d
p
—
粒子的直径，
cm
。
这样，粒径便可以根据其沉降速度求得。但是，直接测得各种粒径的沉降速度是困难的，
而沉降速度是沉降高度与沉降时间的比值，以此替换沉降速度，使上式变为：
d
p
?
18
?
H
(
?
p
?
?
L
< br>)
gt
t
?
18
?
H
2
(
?
p
?
?
L
)
gd
p<
/p>
(1-2)
且
(1-3)
式中
H
—
粒子的沉降高度，
cm
t
—
粒子的沉降时间，
s
粒子在液体中沉降情况可用下图表示。
图
1-1
粒子在液体中的沉降示意图
-
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