总磷测定中的有关问题
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钼酸铵分光光度法测定循环水中总磷的常见问题及解决办法
随着工业的发展和生活的需要,水的用量急剧增加,因此节约水资源成了当务之急。
采用循环冷却水是节约水资源的重要途径,而循环冷却水的结垢、腐蚀现象比较严重,容易滋生菌藻,以至影响设备的传热效率,威胁设备的使用寿命。
在工业循环冷却水系统中, 有机磷酸盐是缓蚀阻垢剂配方中最常用的一种药剂, 在该类水系统中,水稳剂的投加通常以总磷为控制指标。
总磷异常会严重影响循环冷却水系统的正常运行, 给冷换设备的缓蚀阻垢带来危害。
因此, 及时、准确地测定循环冷却水中总磷的含量, 对保障系统安全、稳定运行具有十分重要的意义。
钼酸铵-抗坏血酸分光光度法在化工厂中应用于原水、循环冷却水和磷-锌预膜液中磷酸根含量的测定,其测定的范围是PO 43- 含量为0.02~50mg/L 。
其分析原理是:在酸性条件下,利用强氧化剂过硫酸钾加热分解水样中的有机磷酸盐为正磷酸盐,同时也促使聚磷酸盐水解为正磷酸盐,正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸,再被还原剂抗坏血酸还原为磷钼蓝后进行分光光度法测定,反应式为:
O H NH O PMo H H PO H MoO NH O H KSOC 2440122424221224][24)(12644++−−−−→−+++
-+-523434012210][686O Mo MoO PO H O PMo H O H C ⋅⋅−−→−-目前测定循环水中的总磷
含量采用钼酸铵分光光度法,此方法操作虽然简便,但是由于磷的存在形态较多,较复杂,如果测定中处理不好,磷的回收率就不能达到要求,不能将各种形式的磷全部转化成正磷酸盐,也不能完全显色。
而在测定中发现,样品的消解时间和显色温度对分析结果影响较大,目前的分析方法对这些条件叙述的不够详细和准确,使得测定结果不稳定,造成重复性测定较多。
因此,我结合个人的工作经验及参考专业技术人员对钼酸铵-抗坏血酸分光光度法的分析研究及常见问题
做了以下总结,以备更好的学习和指导今后的工作。
1 实验原理
在酸性溶液中,用过硫酸铵作分解剂,将聚磷酸盐和有机磷转化为正磷酸盐,正磷酸盐与钼酸铵反应生成黄色的磷钼杂多酸,再用抗坏血酸还原剂还原成磷钼兰,于710 nm波长处进行分光光度法测定。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
2.1.1 仪器
722E分光光度计,1 cm玻璃比色皿;50 mL具塞玻璃比色管:100 mL 三角瓶。
2.1.2 试剂
(1+35)硫酸溶液;
过硫酸钾溶液,质量浓度40g/L。
20 g/L抗坏血酸溶液:称取10 g抗坏血酸溶于约200 mL蒸馏水中,加入0.2 g乙二胺四乙酸二钠及8 mL甲酸,用水稀释至500 mL,摇匀。
26.0 g/L的钼酸铵溶液:称取13.0 g钼酸铵溶于约200 mL蒸馏水中,加入0.5 g酒石酸锑钾,加入230mL(1+1)硫酸,冷却后水稀释至500 mL,摇匀。
贮存于棕色瓶中
2.2 实验方法
分析时取适量经中速滤纸过滤的水样,加到100 mL三角瓶中,加入(1+35)硫酸溶液1 mL、过硫酸钾溶液5 mL,置于可调电炉上缓缓煮沸至溶液刚开始冒白烟为止,取下后冷却至室温,定量转移至50 mL 比色管中,加入2.0 mL钼酸铵溶液、3.0 mL抗坏血酸溶液,加水稀释至刻度,摇匀,室温下放置10 min,用1 cm比色皿,在710 nm 处,以空白调零测吸光度,根据标准曲线计算结果。
3 结果与讨论
3.1 钼酸铵溶液投加量的影响
配制钼酸铵溶液的方法配制溶液时发现,溶液很难配制成功。
由于加入的硫酸遇水会产生大量的热,使得配制此溶液操作缓慢,稍不注意就会使钼酸铵溶液变兰,用此溶液测定时会使水样显色不充分,测定结果大大偏低。
因此,经过一段时间实践发现,将钼酸铵和(1+1)硫酸溶液分开配制,根据测定的水样含磷量,取样量改为5.0 mL,情况较好。
3.2 加热时间的影响
在不改变其他条件的情况下,进行了加热时间对测定的影响试验,结果表明随着加热时间的延长,回收率明显上升,40 min后回收率趋于稳定。
结果见表1。
注: 总磷测定值为两次平行测定结果的平均值。
由表1 可知, 随着加热时间的延长, 总磷测定值逐渐升高。
3.3 过量过硫酸铵的影响
在测定中发现,在加热过程中有过量的过硫酸铵存在时,会与抗坏血酸反应,使磷钼杂多酸不能完全被还原为磷钼兰,造成测定结果偏低,为消除过量的过硫酸铵的影响,在加热结束后,投加质量浓度为100 g/L的亚硫酸钠溶液1 mL,可大大提高总磷测定结果的可靠性,结果见表2。
3.4 显色温度的影响
在《冷却水分析和试验方法》中规定显色温度为室温,但没有明确的指标,在实际测定中发现,对于北方,气温变化较大,冬季室温经常只有十几℃,测定结果非常不稳定,因此显色温度对测定结果影响非常大,通过试验表明,显色温度为25℃时较好。
结果见表1。
注: 总磷测定值为两次平行测定结果的平均值。
由表1 可知, 随着加热时间的延长, 总磷测定值
逐渐升高。
4 实际样品的测定
用此方法对炼厂南线、北线、清洁、二循以及二电的循环冷却水水样进行加标分析,结果较好。
见表4。
5 结论
用钼酸铵分光光度法测定总磷,加热时间控制在20~30 min,消解后投加质量浓度为100 g/L的亚硫酸钠1 mL,以消除过量的过硫酸铵的影响,钼酸铵溶液质量浓度为6 g/L,投加量为5 mL,显色温度控
制在25 ℃左右较好,可大大提高分析结果的回收率和稳定性。
2.1 加热时间的影响
( 1) 抗坏血酸分光光度法。
置于可调电炉上缓缓煮沸15 min 至溶液快蒸干为止。
在不改变其他条件的情况下, 研究加热时间对总磷测定的影响, 结果见表1。
2.2 过量过硫酸盐的影响
在抗坏血酸分光光度法的测定中发现, 在加热过程中有过量的过硫
酸钾存在时, 会与抗坏血酸反应, 使磷钼杂多酸不能完全被还原为磷钼蓝, 造成测定结果偏低;
2.3 显色温度的影响
抗坏血酸分光光度法。
规定显色温度为室温, 但没有明确具体的温度, 在实际测定中发现, 当冬季, 室温小于10 ℃时, 测定结果非常不稳定, 在温度较低时, 甚至出现放置10 min 后不显色的情况,因此显色温度对抗坏血酸分光光度法的测定结果影响非常大。