三价铬与六价铬的测定方法

2021三价铬和六价铬的前处理、分离与

检测方法范文

摘 要：　铬的常见稳定价态是三价和六价，其中三价铬是人体的必需微量元

素，而六价铬是1类致癌物。因此，三价铬和六价铬的检测尤为重要。本文综述了三价

铬和六价铬的样品前处理、分离与检测方法。 关键词：　三价铬;六价铬; 价态分析; 铬(Cr)是人体的必需微量元素，参与糖代谢调节、促进蛋白质合成和生长发育

等。铬缺乏可导致葡萄糖和脂类代谢的改变，并与糖尿病、心血管疾病和神经系统疾

病有关[1]。铬的毒性与其价态密切相关，铬从-2到+6价态都有，三价铬Cr(III)和六

价铬Cr(VI)是自然界中最常见的稳定价态，而Cr(II)、Cr(IV)和Cr(V)不稳定，容易转

化成Cr(III)或Cr(VI)[2]。金属铬(0价)不引起中毒，Cr(III)属于低毒性物质，

Cr(VI)毒性最大，其致畸、致癌和致突变毒性比Cr(III)高10～100倍[2]。国际癌症研

究机构把Cr(VI)归为“1类致癌物”。Cr(VI)比Cr(III)易吸收，有机铬比无机铬易吸

收[1]。因此，Cr(III)才是真正意义上人和动物机体必需的微量元素，而Cr(VI)则是

严格管控的元素。元素价态分析最重要的是保持元素原始价态不变，因此样品前处理

方法就成为元素价态分析的关键。本文总结了三价铬和六价铬的样品前处理、分离与

检测方法，其中重点介绍样品前处理方法。 1、铬价态与p H Cr(III)是最稳定的价态，也是生物体内最常见的一种，但Cr(III)在碱性溶液中

却有较强的还原性，较易被氧化。Cr(VI)具有较高的正电荷和较小的半径，不论在晶

体中还是在溶液中都不存在简单的Cr(VI)离子，而总是以酸根阴离子的形式存在。

Cr(VI)主要是与氧结合成铬酸盐(CrO42-)或重铬酸盐(Cr2O72-)，是一种强氧化剂，不

同pH条件下两种离子可以互相转化，在酸性溶液中，两种离子很容易还原成Cr(III)。

溶液中铬的价态会随着pH的变化而发生改变，pH降低极易导致Cr(VI)还原成Cr(III),p

宿豫区环境监测站实验室作业指导书 文件编号：

六价铬测定作业指导书 第 1 页 共 5 页

颁布日期： 年 月

1 目的

准确检测水中的六价铬，为各种环境状况分析提供合理依据。

2 范围

2.1 适用于地面水、地下水和工业废水中六价铬测定。

2.2 试份体积为50mL，使用光程长为30mm的比色皿，本方法的最小检出量为20μg六价铬，最低检出浓度为0.004mg/L，使用光程为10mm的比色皿，测定上限浓度为1.0mg/L。

2.3 干扰

含铁量大于1mg/L显色后呈黄色。六价钼和汞也和显色剂反应，生成有色化合物，但在本方法的显色酸度下，反应不灵敏，钼和汞的浓度达200mg/L不干扰测定。钡有干扰，其含量高于4mg/L即干扰显色。但钒与显色剂反应后10min，可自行褪色。

3 原理

在酸性溶液中，六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫红色化合物，于波于540nm处进行分光光度测定。

4 试剂

测定过程中，除非另有说明，均使用符合国家标准或专业标准的分析纯试剂和蒸馏水或同等纯度的水，所有试剂应不含铬。

4.1 丙酮

4.2 硫酸

4.2.1 1+1硫酸溶液。

将硫酸（H2SO4，ρ＝1.84g/mL，优级纯）缓缓加入到同体积的水中，混匀。

4.3 磷酸：1+1磷酸溶液。

将磷酸（H3PO4，ρ＝1.69g/mL，优级纯）与水等体积混合。

4.4 氢氧化钠：4g/L氢氧化钠溶液。

将氢氧化钠（NaOH）1g溶于水并稀释至250mL。

4.5 氢氧化锌共沉淀剂：

4.5.1 硫酸锌：8%（m/V）硫酸锌溶液。

称取硫酸锌（ZnSO4·7H2O）8g，溶于100mL水中。

4.5.2 氢氧化钠：2%（m/V）溶液。 宿豫区环境监测站实验室作业指导书 文件编号：

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称取2.4g氢氧化钠，溶于120mL水中。

实验六 六价铬的测定

一、实验目的

（1）学会六价铬的水样采集保存、预处理及测定方法。

（2）学会各种标准溶液的配制方法和标定方法。

二、概述

铬（Cr）的化合物常见的价态有三价和六价。在水体中，六价铬一般以24CrO、HCrO4二种阴子形式存在，受水中pH值、有机物、氧化还原物质、温度及硬度等条件影响，三价铬和六价铬的化合物可以互相转化。

铬是生物体所必需的微量元素之一。铬的毒性与其存在价态有关，通常认为六价铬的毒性比三价铬高100倍，六价铬更易为人体吸收而且在体内蓄积。但即使是六价铬，不同化合物的毒性也不相同。当水中六价铬浓度为1mg/L时，水呈淡黄色并有涩味，三价铬浓度为1mg/L时，水的浊度明显增加，三价铬化合物对鱼的毒性比六价铬大。

铬的工业来源主要是含铬矿石的加工、金属表面处理、皮革鞣制、印染等行业。

三、水样保存

水样应用瓶壁光洁的玻璃瓶采集。如测总铬水样采集后，加入硝酸调节pH<2；如测六价铬，水样采集后，加NaOH使pH为8～9；均应尽快测定，如放置不得超过24h。

四、干扰及清除

含铁量大于1mg/L水样显黄色，六价钼和汞也和显色剂反应生成有色化合物，但在本方法的显色酸度下反应不灵敏。钼和汞达200mg/L不干扰测定。钒有干扰，其含量高于4mg/L即干扰测定。但钒与显色剂反应后10min，可自行褪色。

氧化性及还原性物质，如：ClO—、Fe2+、SO32-、S2O32-等，以及水样有色或混浊时，对测定均有干扰，须进行预处理。

五、方法的选择

铬的测定可采用二苯碳酰二胼分光光度法、原子吸收分光光度法和滴定法。清洁的水样可直接用二苯碳酰二肼分光光度法测六价铬。如测总铬，用高锰酸钾将三价铬氧化成六价铬，再用二苯碳酰二肼分光光度法测定。

六、测定方法（二苯碳酰二肼分光光度法）

1. 实验原理

在酸性溶液中，六价铬离子与二苯碳酰二肼反应，生成紫红色络合物，其最大吸收波长为540nm，吸光度与浓度的关系符合比尔定律。反应式如下：

铬含量的测定方法有哪些，各自的原理是什么 硫酸亚铁铵滴定法）

在硫酸溶液中，以硝酸银作催化剂，用过硫酸铵将3价铬氧化为6价铬，锰同时被氧化为高锰酸。溶液中出现紫红色时表示铬已氧化完全。然后加入少量的氯化钠，煮沸破坏高锰酸，再用硫酸亚铁铵标准溶液滴定。其反应式如下：

2Cr3++3S2O82-+7H2O AgNO3 Cr2O72-+6SO42-+14H+

Cr2O72-+6Fe2++14H+→2Cr3++6Fe3++7H2O

铈、钒对测定有干扰，钒在0.5%以上的，可用高锰酸钾反滴定的方法消除。铈可采用校正数的办法予以扣除（1.00%的铈相当于0.124%铬）。在氧化前应避免氯离子的引入。

本法适用于0.1%以上铬的测定。

【试剂配制】

苯代邻氨基苯甲酸指示剂 0.2g指示剂溶于100mL 2g/L碳酸钠溶液中。 硫酸亚铁铵标准溶液 c(Fe2+)≈0.02mol/L 称取8g硫酸亚铁铵

（FeSO4(NH4)2SO4·6H2O）溶于1L5%（V/V）硫酸中（如混浊须过滤），贮于棕色瓶中。

标定：量取30.00mL硫酸亚铁铵标准溶液于300mL锥形瓶中，加水50mL，20mL

硫-磷混酸，5mL盐酸，3滴5g/L二苯胺磺酸钠指示剂，用0.02mol/L 1/6K2Cr2O7标准溶液滴定至稳定的紫色，即为终点。

【分析步骤】

（1）碱熔。称取0.5000～1.0000g试样于铁坩埚（银、镍或高铝坩埚）中，加

入6～8g过氧化钠，混匀，放入650℃左右的高温炉上，加热熔融，待熔融物呈

透明状态后保持1～2min。取下冷却，移入盛有150mL水的400mL烧杯中（应迅速盖上表皿，防止溅出）。待熔融物浸出后，用水洗出坩埚，滴加硫酸（1+1）

中和至沉淀完全溶解后，再过量10～15mL，加入5mL磷酸，加热煮沸，将留下

的铁皮溶解后取下，用水稀释至250mL左右。加入1mL10g/L硝酸银溶液，15～

20mL新鲜配制的200g/L过硫酸铵溶液，加热煮沸至高锰酸紫红色出现后再煮沸