空气中甲醛的测定方法很多,主要有乙酰丙酮分光光度法、酚试剂分光光度法、气相色谱法、电化学传感器法等。这里主要介绍乙酰丙酮分光光度法与酚试剂分光光度法。
酚试剂比色法灵敏度高,选择性略差;乙酰丙酮比色法灵敏度略低,但选择性好。
系列一、酚试剂比色法
一、实验目的
1.掌握室内空气采样的要求和方法 2.熟练掌握甲醛测定的两种常用方法。
二、实验原理
甲醛与酚试剂反应生成嗪(含有一个或几个氮原子的不饱和六节杂环化合物的总称),在高铁离子(本法氧化剂选用硫酸铁铵)存在下,嗪在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物,根据颜色深浅,比色测定。
当采样体积为 10升时,本法最低检出浓度为0.01毫克/立方米。
三、实验用品
(一)仪器
1. 大型气泡吸收管。
2. 大气采样器:流量范围0~1升/分。 3. 10毫升具塞比色管。 4. 分光光度计。 (二)试剂 1. 吸收液:称取0.10克酚试剂[3-甲基-苯并噻唑腙C6H4SN(CH3)C:NNH2·HCL简称MBTH],溶于水中,稀释至100毫升,即为吸收原液,贮于棕色瓶,放入冰箱,可稳定三天。采样时,量取5毫升上述溶液,加95毫升水,即为吸收液。
2. 1%硫酸铁铵溶液:称取1.0克硫酸铁铵,用0.1N盐酸溶液溶解,并稀
释至100毫升。
3. 甲醛标准溶液:量取10毫升36~38%甲醛,用水稀释至500毫升,用碘量法标定甲醛溶液的浓度。使用时,先用水稀释成每毫升含10微克甲醛的溶液。然后立即吸取10.00毫升此稀释液于100毫升容量瓶中,加5毫升吸收原液,再用水稀释至标线。此溶液每毫升含1微克甲醛。放置30分钟后,用以配制标准色列。此标准溶液可稳定24小时。
标定方法:吸取5.00毫升甲醛溶液于250毫升碘量瓶中,加入40.00毫升0.1N碘溶液,立即逐滴地加入30%氢氧化钠溶液,至颜色褪至淡黄色为止。放置10分钟,加5毫升(1+5)盐酸溶液酸化(做空白滴定时需多加2毫升)。置暗处放置10分钟,加入100~150毫升水,用0.1N硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色,加l毫升新配的0.5%淀粉指示剂,继续滴定至蓝色刚刚褪去。
另取5毫升水,同上法进行空白滴定。 按下式计算甲醛溶液的浓度。
甲醛溶液浓度(毫克/毫升)(V0V)N15.0
5.00式中:
V——滴定样品所用硫代硫酸钠标准溶液体积,毫升; V0——空白滴定所用硫代硫酸钠标准溶液体积,毫升; N——硫代硫酸钠标准溶液的当量浓度; 15.0——甲醛的当量。
四、实验操作
(一)采样
采样前,被采样房间必须密闭24小时。
用一个内装5毫升吸收液的大型气泡吸收管,以0.5升/分流量,采气10升。
(二)步骤
1. 标准曲线的绘制
取8支10毫升比色管,按下表配制标准色列, 管号 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0.10 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.50 甲醛标准溶液 (1微克/毫升)(毫升) 5.00 4.90 4.80 4.60 4.40 4.20 4.00 3.50 吸收液(毫升) 0 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.5 甲醛含量(微克) 在各管中加入0.40毫升1%硫酸铁铵溶液,摇匀。放置15分钟后,用1厘
米比色皿,于波长630纳米处,以水为参比,测定吸光度。以吸光度对甲醛含量(微克),绘制标准曲线,或用最小二乘法计算标准曲线的回归方程式:
YbXa
式中:
Y——(A—A0),即标准溶液吸光度(A)与试剂空白液吸光度(A0)之差, X——甲醛含量,微克; b——回归方程式的斜率; a——回归方程式的截距。 2.样品测定
采样后,将样品溶液移入比色管中,用少量吸收液洗涤吸收管,洗液并入比色管使总体积为5毫升。以下步骤同标准曲线的绘制。
五、数据处理
甲醛(CH2O,毫克/立方米)(AA0)a
bVr式中:
A——样品溶液吸光度; A0——试剂空白液吸光度; b——回归方程式的斜率; a——回归方程式的截距;
Vr——换算为参比状态下的采样体积,升。
六、注意事项
1. 绘制标准曲线时与样品测定时的温度差应不超过2℃。
2. 标定甲醛时,在摇动下逐滴加入30%氢氧化钠溶液,至颜色明显减褪,再摇片刻,待褪成淡黄色,放置后应褪至无色。若碱量加入过多,则5毫升(1+5)盐酸溶液不足以使溶液酸化。
3.碘量法标定甲醛溶液的浓度的原理:甲醛在碱性介质中被碘氧化成甲酸,剩余的碘在酸性条件下用Na2S2O3滴定,从而计算甲醛的量。
系列二、乙酰丙酮比色法
一、实验目的
1.掌握室内空气采样的要求和方法 2.熟练掌握甲醛测定的两种常用方法。
二、实验原理
甲醛吸收于水中,在铵盐存在下,与乙酰丙酮作用,生成黄色的3,5-二乙酰基-1,4-二氢卢剔啶,根据颜色深浅,比色测定。
酚大于甲醛1500倍、乙醛大于甲醛300倍时,不干扰测定。
本法检出限为0.25微克/5毫升(按吸光度0.01相应甲醛含量计),当采样体积为30升时,最低检出浓度为0.008毫克/立方米。
三、实验用品
(一)仪器
1. 大型气泡吸收管。
2. 大气采样器:流量范围0~1升/分。 3. 10毫升具塞比色管。 4. 分光光度计
(二)试剂
l. 吸收液:重蒸馏水。
2. 乙酰丙酮溶液:称取25克乙酸铵,加少量水溶液,加3毫升冰醋酸及0.25毫升新蒸馏的乙酰丙酮,混匀,加水烯释至100毫升。
3. 甲醛标准溶液:量取10毫升36~38%甲醛,用水稀释至500毫升。标定方法同(一)酚试剂比色法。临用时,用水稀释至每毫升含5微克甲醛的标准溶液。
四、实验操作
(一)采样
采样前,被采样房间必须密闭24小时。 日光照射能使甲醛氧化,因此在采样时选用棕色吸收管,在样品运输和存放过程中,都应采取避光措施。
用一个内装5毫升水及1毫升乙酰丙酮溶液的大型气泡吸收管,以0.5升/分流量,采气30升。
(二)步骤
1. 标准曲线的绘制
取8支10毫升比色管,按下表配制标准色列;
管号 水(毫升) 乙酰丙酮溶液(毫升) 甲醛标准溶液 (5微克/毫升)(毫升) 甲醛含量(微克) 0 1 2 3 4 5 6 7 5.00 4.90 4.80 4.60 4.40 4.00 3.00 2.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0 0 0.10 0.20 0.40 0.60 1.00 2.00 3.00 0.5 1.0 2.0 3.0 5.0 10.0 15.0 各管混匀后,在室温下放置2小时,使其显色完全。用1厘米比色皿,于波长414纳米处,以水为参比,测定吸光度。以吸光度对甲醛含量(微克),绘制标准曲线,或用最小二乘法计算标准曲线的回归方程式,见(一)酚试剂比色法。
2. 样品测定 采样后,在室温下放置2小时,将样品溶液移入比色皿,以下步骤同标准曲线的绘制。
五、数据处理
甲醛(CH2O,毫克/立方米) 式中:
A——样品溶液吸光度; A0——试剂空白液吸光度;
(AA0)a
bVrb——回归方程式的斜率; a——回归方程式的截距;
Vr——换算为参比状态下的采样体积,升。
六、注意事项
1. 乙酰丙酮及乙酸铵的纯度对试剂空白液吸光度影响甚大。乙酰丙酮须经减压蒸馏,在6~7毫米汞柱条件下,收集27~28℃馏份。此试剂应无色透明,充氮气密封保存。
2. 采样后,在室温下(20~25℃),2小时后显色完全,在10小时内测定,吸光度稳定。
七、作业
实验报告
参考文献
1. 城乡建设环境保护部环境保护局编,环境监测分析方法。北京:中国环境科学出版社,1986
2. 国家环境保护总局发布,室内环境空气质量监测技术规范。2004-12-09
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