硫酸霧鉻酸鋇分光光度法測(cè)定：干擾消除與方法驗(yàn)證實(shí)踐

硫酸霧鉻酸鋇分光光度法測(cè)定：干擾消除與方法驗(yàn)證實(shí)踐  

一、方法原理與試劑體系  

1.顯色反應(yīng)機(jī)制  

在弱酸性條件下（pH4.0-5.0），硫酸根與鉻酸鋇懸濁液中的鉻酸根發(fā)生置換反應(yīng)，生成硫suan鋇沉淀和可溶性鉻酸根離子。反應(yīng)式如下：  

BaCrO?+SO?2?→BaSO?↓+CrO?2?  

生成的鉻酸根離子在堿性條件下呈黃色，于420nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，其濃度與硫酸霧含量成正比。  

2.關(guān)鍵試劑制備  

（1）鉻酸鋇懸濁液  

稱取0.5g鉻酸鋇（分析純）于研缽中，加入10mL乙酸-乙酸鈉緩沖液（pH4.5）研磨成糊狀，轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶，用緩沖液定容，超聲分散10分鐘后靜置，取上層懸濁液使用。  

（2）氯化鈣-氨溶液  

稱取1.1g氯化鈣（CaCl?·2H?O）溶于500mL水中，加入5mL濃氨水，混勻后備用，用于消除碳酸根干擾。  

（3）硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液  

準(zhǔn)確稱取0.1479g無水硫酸na（105℃烘干2小時(shí)），用水溶解并定容至1000mL，此溶液硫酸根濃度為100μg/mL，使用時(shí)稀釋至0.05-2.0mg/L標(biāo)準(zhǔn)系列。  

二、干擾因素與消除策略  

1.主要干擾離子及影響  

（1）碳酸根（CO?2?）  

干擾機(jī)制：與鉻酸鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀，消耗顯色劑，導(dǎo)致結(jié)果偏低。  

消除方法：采樣后立即向吸收液中加入1mL氯化鈣-氨溶液，生成碳酸鈣沉淀，離心分離后取上清液測(cè)定。  

（2）硝酸鹽（NO??）  

干擾機(jī)制：在酸性條件下氧化鉻酸根，使吸光度降低。  

消除方法：加入0.5g氨基磺酸銨，超聲反應(yīng)5分鐘，將硝酸鹽還原為氮?dú)狻?nbsp; 

（3）鐵離子（Fe3?）  

干擾機(jī)制：與鉻酸根形成穩(wěn)定絡(luò)合物，影響顯色。  

消除方法：加入1mLEDTA二鈉溶液（0.1mol/L），絡(luò)合鐵離子。  

2.干擾消除效果驗(yàn)證  

加標(biāo)回收試驗(yàn)：在含100μg硫酸根的模擬樣品中加入50μg干擾離子，經(jīng)消除處理后測(cè)定，回收率應(yīng)在80%-120%。  

三、方法驗(yàn)證與性能參數(shù)  

1.關(guān)鍵驗(yàn)證指標(biāo)  

（1）線性范圍與檢出限  

配制0.05、0.1、0.5、1.0、2.0mg/L硫酸根標(biāo)準(zhǔn)系列，以吸光度為縱坐標(biāo)、濃度為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性方程為y=0.325x+0.012（R2=0.9995）。  

檢出限（LOD）：以3倍信噪比計(jì)算，采樣體積60L時(shí)，方法檢出限為0.02mg/m3。  

（2）精密度與準(zhǔn)確度  

精密度：對(duì)0.5mg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測(cè)定6次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）=2.8%。  

準(zhǔn)確度：測(cè)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW(E)080260（硫酸根標(biāo)準(zhǔn)溶液），相對(duì)誤差=1.5%。  

2.實(shí)際樣品分析流程  

（1）樣品前處理  

1.吸收液經(jīng)中速濾紙過濾，棄去初濾液5mL；  

2.取10mL濾液于25mL比色管，加入2mL鉻酸鋇懸濁液，混勻；  

3.80℃水浴加熱10分鐘，冷卻后加入1mL氯化鈣-氨溶液，用水定容至刻度；  

4.靜置10分鐘，取上清液于420nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。  

（2）結(jié)果計(jì)算  

硫酸霧濃度（mg/m3）=（測(cè)定濃度×定容體積×稀釋倍數(shù)）/（采樣體積×1.37）  

1.37為硫酸根換算為硫酸霧的系數(shù)（MSO?/MH?SO?=80/98≈0.816，此處應(yīng)為測(cè)定的硫酸根濃度乘以硫酸霧分子量與硫酸根分子量比值，即MSO?→H?SO?系數(shù)為98/80=1.225，需根據(jù)實(shí)際反應(yīng)產(chǎn)物修正）  

四、實(shí)戰(zhàn)案例與應(yīng)用對(duì)比  

案例1：環(huán)境空氣硫酸霧測(cè)定  

樣品：某化工園區(qū)環(huán)境空氣，溶液吸收法采樣60L；  

檢測(cè)結(jié)果：分光光度法測(cè)定硫酸霧濃度0.07mg/m3，離子色譜法對(duì)照結(jié)果0.068mg/m3，相對(duì)偏差2.9%。  

案例2：高濃度樣品稀釋策略  

問題：車間空氣硫酸霧濃度超標(biāo)，直接測(cè)定吸光度超出線性范圍；  

解決方案：將吸收液稀釋5倍后測(cè)定，結(jié)果為1.8mg/m3，加標(biāo)回收率95%。  

方法對(duì)比：分光光度法vs離子色譜法  

性能指標(biāo)鉻酸鋇分光光度法離子色譜法  

檢出限0.02mg/m30.01mg/m3  

分析時(shí)間30分鐘/樣品20分鐘/樣品  

設(shè)備成本低（分光光度計(jì)）高（離子色譜儀）  

干擾消除難度較復(fù)雜簡(jiǎn)單（色譜分離）  

五、注意事項(xiàng)與質(zhì)量控制  

1.試劑與儀器維護(hù)  

鉻酸鋇懸濁液需每周配制，避光保存；  

分光光度計(jì)使用前預(yù)熱30分鐘，波長(zhǎng)校準(zhǔn)420nm±1nm。  

2.現(xiàn)場(chǎng)采樣質(zhì)控  

空白樣品硫酸根濃度＜0.01mg/L；  

采樣流量誤差≤5%，采樣體積精確至0.1L。  

六、應(yīng)用場(chǎng)景與方法優(yōu)勢(shì)  

1.適用場(chǎng)景  

基層環(huán)境監(jiān)測(cè)站日常篩查；  

突發(fā)硫酸泄漏事故快速定性定量；  

無離子色譜設(shè)備實(shí)驗(yàn)室的替代方法。  

2.方法優(yōu)勢(shì)  

成本效益：試劑便宜，儀器普及率高；  

快速響應(yīng)：從采樣到出結(jié)果可在2小時(shí)內(nèi)完成；  

抗基質(zhì)能力：經(jīng)干擾消除后適用于復(fù)雜環(huán)境樣品。  

注：本方法不適用于含高濃度氟化物的樣品（氟離子與鋇離子形成氟化鋇沉淀，干擾測(cè)定），此類樣品建議采用離子色譜法。