《余氯测定仪检测校准中显色问题的探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《余氯测定仪检测校准中显色问题的探讨（5页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、余氯测定仪检测校准中显色问题的探讨刘斌杰;袁晶;李琛;李博 【期刊名称】化学分析计量 【年(卷)，期】2019(028)0z1 【总页数】3页(P72-74) 【关键词】余氯测定仪;N;N-二乙基对苯二胺;显色反应;标准 【作者】刘斌杰;袁晶;李琛;李博 【作者单位】河南省计量科学研究院郑州450008【正文语种】中文【中图分类】O657.3余氯是指水经加氯消毒，接触一定时间后，残留在水中的氯1。其中，次氯酸、 次氯酸根和溶解的单质氯气分子组成游离余氯；氯胺和有机氯胺组成化合性余氯。 游离余氯和化合性余氯之和为总余氯。余氯是水质检测中常规的检测项目，GB 5749-2006生活饮用水卫生标准明
2、确规定了饮用水中余氯的含量范围2。而 且国家对医院污水总余氯也有严格的排放规定。测定余氯的方法有化学分析法、分 光光度法、电化学法、余氯传感器法等3-5。目前市售的余氯测定仪大多是依据 N，N-二乙基对苯二胺(DPD)光度法对余氯浓度进行检测，它是滤光光电比色计中 的一种。该类仪器依据物质分子对可见光的特征吸收光谱及光吸收定律(朗伯-比尔 定律)的原理进行分析测量。通过测量已知浓度标准溶液与吸光度的关系，建立标 准工作曲线，再对未知浓度样品进行定量分析6。对于某台余氯测定仪，其样品的光程和吸光系数是固定常数，吸光度与浓度成正比。 余氯测定仪操作简单、携带方便，适用于现场快速测定，可满足各行业实
3、现对水质 现场检测余氯指标的要求，以便于及时掌握水质的余氯指标。该类仪器广泛用于水 厂、医院、卫生系统等领域，但其测量准确性依赖于对已知标准溶液的比较或校准 7-10。目前该类仪器检测校准的标准，根据不同行业分为国家质检总局颁布的JJF 1609- 2017余氯测定仪校准规范11，国家环保部颁布的HJ 586-2010水质游离 氯和总氯的测定N，N-二乙基-1，4-苯二胺分光光度法12，国家卫生部和国 家标准化委联合颁布的GB/T 5750.11-2006生活饮用水标准检验方法消毒剂指 标13。这些标准中虽然使用的标准溶液不同，但本质上均是利用显色后光吸收 定律原理进行测量。余氯测定仪使用光吸
4、收定律原理定量，而测量之前的显色反应步骤至关重要，影响 测量结果。上述标准均使用N，N-二乙基对苯二胺(DPD)显色的方法，但不同的 方法使用的标准溶液不同。显色反应本质上是氧化还原反应，以游离余氯中次氯酸 (HClO)为例，次氯酸为氧化剂，DPD为还原剂。在酸性环境下其相应的氧化还原 半反应：DPD被氧化生成显色物质。其中E0为标准电极电势，它代表反应时的氧化还原 能力的强弱。水中存在各种形式游离余氯和化合性余氯，但是游离余氯和化合性余氯是一种极不 稳定的化合物，因此就造成了余氯不易准确测量，无法溯源的问题。相关的国家标 准则使用余氯的替代标准溶液来测量，其中JJF 1609-2017余氯测
5、定仪校准规 范规定，采用国家有证标准物质，标准物质GBW(E)082217主要成分为氯胺-T, 氯胺-T在水中会缓慢水解成次氯酸根或次氯酸，从而达到生成余氯的效果；HJ 586-2010水质游离氯和总氯的测定N，N-二乙基-1，4-苯二胺分光光度法 中使用碘酸钾充当氧化剂，替代余氯进行显色，相应的氧化还原半反应：GB/T 5750.11-2006生活饮用水标准检验方法消毒剂指标中使用高锰酸钾充 当氧化剂，替代余氯进行显色，相应的氧化还原半反应：选择这些标准溶液成分均是为了化繁为简，以期规避余氯不稳定的问题。这些标准 中的标准溶液可以使用的原因，是因为发生氧化还原反应转移了相同摩尔数的电子。 为
6、此，笔者针对不同标准溶液的显色问题进行试验比较，找出不同标准溶液之间的 差异，找到更准确、有效的检测校准方法。1实验部分1.1仪器与试剂仪器紫外可见分光光度计：Cary 5000型，安捷伦科技(中国)有限公司；余氯测定仪：HI 96711型，配有配套显色试剂，哈纳沃德仪器(北京)有限公司； 电子天平：AB 304-S型，感量为0.1 mg，瑞士梅特勒-托利多公司； 纯水机：MiLLi-Q型，美国密理博公司；单标线容量量器：1 000 mL，A级，北京玻璃仪器集团公司；余氯标准溶液：氯胺-T标准值为50.7 mg/L(Urel = 0.6%，k=2)，编号为GBW(E) 082217，上海市计量
7、测试技术研究院；碘酸钾、高锰酸钾：优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；实验用水为超纯水。1.2溶液的配制碘酸钾储备溶液：p(KIO3) = 1.006 g/L,称取优级纯碘酸钾1.006 g，溶于水中， 移入1 000 mL容量瓶，加水至标线，混匀。碘酸钾标准溶液：p(KIO3)=10.06 mg/L，吸取碘酸钾储备溶液10 mL于1 000mL棕色容量瓶中，加入约1 g碘化钾，加水全标线，混匀。现配现用，该溶液相 当于10 mg/L余氯溶液。高锰酸钾储备溶液：p(KMnO4)=0.891 g/L，称取优级纯高猛酸钾0.891甘，溶于 水中，移入1 000 mL容量瓶，加水全标线，混匀。高锰
8、酸钾标准溶液：p(KMnO4)=8.910 mg/L，吸取高锰酸钾储备溶液 10 mL于1 000 mL容量瓶中，加水全标线，混匀。该溶液相当于10 mg/L余氯溶液。1.3实验方法常见余氯浓度的测量范围多在0一2 mg/L之间，选择余氯质量浓度为0.1 0.5， 1.0，1.5 mg/L 4点进行比较。仪器与试剂部分中的3种标准溶液，用纯水稀释后分别与显色试剂反应，显色1 min后，采用紫外可见分光光度计于波长为515 nm处测量吸光度，用余氯测定 仪测量余氯的质量浓度，分别记录测得吸光度和浓度值。2结果与讨论在实际应用中余氯指标的测量，要与DPD显色后，才能根据朗伯-比尔定律，确 定余氯的
9、示值。因余氯自身的稳定性差，不易得到由余氯制作的标准溶液14-15。 因此3种标准溶液对应的标准溶液均是模拟水体中的余氯，发生相应的反应，但 由于化学反应机理的复杂，性，可能存在一定的误差。通过试验，可以分别得到3 种标准溶液显色后的吸光度和浓度测量值，不同标准间的显色测量结果如表1所 示。表1不同标准间的显色测量结果余氯浓度值/(mg-1)吸光度(A)测量浓度值 /(mg-1)氯胺-T碘酸钾高锰酸钾氯胺-T碘酸钾高锰酸钾0.1 0.103 5 0.090 2 0.091 4 0.15 0.10 0.12 0.5 0.325 6 0.273 5 0.271 5 0.65 0.55 0.53 1
10、.0 0.590 1 0.519 3 0.490 7 1.17 1.05 1.03 1.5 0.856 6 0.829 0 0.716 4 1.68 1.60 1.47为了更加直观的对比之间的差异，测量结果的比较如图1所示。图1吸光度与质量浓度测量结果的比较由图1可以看出，氯胺-T的结果均高于碘酸钾和高锰酸钾，可能由于水中余氯是 游离余氯和化合性余氯的总和，并非单一的次氯酸。例如水中氯气的氧化还原半反 应：Cl2 + 2e- = 2Cl - ,E0= 1.358 V。其它形式的余氯氧化性可能更弱，而氯胺 -T水解产生的次氯酸标准电极电势较为单一(Ee= 1.482 V)相对较高，可能产生的 显
11、色效果更强的原因。高锰酸钾作为氧化剂，半反应的标准电极电势较高(Ee= 1.502 V)，但因为七价锰有多种还原产物，可能反应中会进行多步反应，同时显色 反应时为pH 6.5的弱酸缓冲溶液可能会降低高锰酸钾的氧化性。碘酸钾可能因为 自身标准电极电势较低(Ee= 1.085 V),在发生氧化还原反应时较为缓和，得到的 数据介于氯胺-T与高锰酸钾之间。3结语参照现行有效的3种标准，测量了相应一系列余氯标准溶液，主要分析了余氯标 准溶液、碘酸钾溶液、高锰酸钾溶液。余氯测定仪采用高锰酸钾的结果最好，但是 由于不同厂家显色试剂配方不同，显色效果不一，可能造成显色结果不同。3种标 准溶液各有其适用范围和方
12、法，在实际校准测试中，应根据仪器的自身特性选择相 匹配的标准溶液16。该探讨为准确测定余氯提供了参考。参考文献【相关文献】1 陈静文.JJF1609-2017余氯测定仪校准规范解读J.中国计量，2018(1): 121-122.2 GB 5749-2006生活饮用水卫生标准S.3 刘斌杰，袁晓丽，毛森，等.余氯比色计法与DPD分光法测定水中余氯的比较研究J.计量与测 试技术，2016，43(8): 41-42.4 陈静文，丁敏.余氯检测方法与余氯标准溶液的概况J.化工管理，2013(1): 80-82.5 蒋永杰，刘辉，冯龙，等.余氯检测技术发展及其应用J.化工管理，2017(11): 79-
13、80.6 毛文，李昊.余氯/总氯测定仪的校准方法J.计量与测试技术，2010，37(6): 7-8.7 吴贤芬，陈宛华用DPD分光光度法检测饮用水中余氯J.城镇供水，2004(2): 30-31.8 刘劲东.余氯测定仪的校准J.计量与测试技术，2014，41(9):49-52.9 李蓓蓓，施江焕.饮用水中余氯检测方法的应用研究J.中国测试，2014，40(6): 45-48.10 王舒婷，田渭花，蔺凯，等.DPD光度法与便携仪器法测定游离氯的比较研究J.安徽农学通报, 2014，20(17): 26-28.11 JJF 1609-2017余氯测定仪校准规范S.12 HJ 586-2010水质游离氯和总氯的测定N，N-二乙基-1，4-苯二胺分光光度法S.13 GB/T 5750.11-2006生活饮用水标准检验方法消毒剂指标游离余氯S.14 陆喜红，杨丽莉，叶瑾.DPD分光光度法测定水中游离余氯的探讨J.环境监测管理与技术， 2013，25(3): 41-43.15 陈静文，丁敏.余氯标准物质、其用途以及余氯测定仪校准或检定方法：103293121BP.2015.12.23.16 赵剑超，潘献辉，刘昱，等.DPD分光光度法测定水中余氯的标准方法的对比J.中国给水排水, 2016，32(20): 106-110.
余氯测定仪检测校准中显色问题的探讨
