吸光光度法測定飲用水的色度

王志勇
西安市自來水總公司南郊水廠 7210054

　　摘要：建立了應用吸光光度法測定水中色度的新方法，在鹽酸基體中^〔1〕，鉑－鈷色列的最大吸收波長為486.5nm。在0～500度范圍內呈良好的線性關系（r＝0.9997，n＝9），經11次平行測定，其相對標準偏差RSD為0.74％，平均回收率為107.3％，摩爾吸光系數87.0 L·mol^－1·cm^－1，靈敏度S為5.0度，檢測限為1度，并確定了應用吸光光度法測定色度時吸光度值的選擇范圍。
　　 關鍵詞：吸光光度法 鉑－鈷色列 最大吸收波長　 吸光度選擇的范圍

　　水色是1mg/L Pt [以(PtCl₆)^2-]形式存在所具有的顏色作為一個色度單位，稱為1度^〔1〕。一些發達國家飲用水的標準為在20度之內，我國現行國家標準規定色度不超過15度（鉑－鈷單位）并不得呈現異色。
　　 水色可分為真色和表色兩種，去除水中懸浮物質后，所呈現的顏色稱為真色，它主要來源于溶解在水中的腐值質和水生物；水中存在的各種有機物或無機物雜質稱為表色或假色。水色是衡量水質污染的主要指標之一，色度如果大于15度時多數人即可察覺，水色的存在使飲用者有外觀不快的感覺，還能引起一些輕工業如食品、造紙、紡織等產品質量降低。目前，應用目視比色測定色度受其測定范圍小、準確度低、檢測環境等因素的影響，其測定結果不盡人意。因此，探索一種能夠準確、方便測定水色的方法，是人類生活和生存亟待解決的問題。實驗通過應用吸光光度法測定色度取得較好的結果，其測定值相對標準偏差RSD為0.74％。

1 試驗部分

1.1 主要儀器和試劑

　　 可見分光光度計 7230G型 （上海精密科學儀器有限公司分析儀器總廠）
　　 離心機 800B型 （上海安亭科學儀器廠）
　　 成套高型具塞比色管 （50mL）
　　 濾膜 （0.45μm）
　　 氯鉑酸鉀(K₂PtCl₆)　　 （分析純）
　　 氯化鈷(CoCl₂·6H₂O)　 （分析純）
　　 鉑−鈷標準儲備液（500度）：準確稱取1.246g氯鉑酸鉀(K₂PtCl₆)和1.000g干燥的氯化鈷(CoCl₂·6H₂O)，溶于100mL純水中，加入100mL鹽酸(ρ＝1.18g／mL)，在1000mL的容量瓶中用純水定容。此標準溶液的色度為500度。
　　 所用試劑均為分析純，實驗用水為二次去離子水。
1.2 實驗部分
1.2.1 色度標準色列的配制
　　取比色管24支，分別加入500度鉑−鈷標準溶液0，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50，3.00，3.50，4.00，4.50，5.00 ，6.00，7.00，8.00，9.00，10.00，15.00，20.00，25.00，30.00，35.00，40.00，45.00，50.00mL，加純水至50 mL刻度線，搖勻，即配制成色度為0，5，10，15，20，25，30，35，40，45，50，60，70，80，90，100，150，200，250，300，350，400，450，500度的標準色列。
1.2.2 實驗方法
　　 于50mL比色管中加入適量的儲備液，用水定容至50mL刻度線，混勻，放置5分鐘左右，用3cm比色皿，以水為參比溶液，于486.5nm波長下測定吸光度。用標準曲線法計算色度。

2、結果與討論

2.1 基體的確定：
　　由于色度標準色列其配制在色度國家標準^〔1〕里已經作了規定，即用1：10的鹽酸下配制而成，故實驗中基體為1：10的鹽酸。
2.2最大吸收波長
　　將色度為50度標準溶液倒入3cm的比色皿中，進行實驗，調節波長（λ），記錄吸光度（A）的變化。經過實驗發現在可見光波長（400～750nm）范圍內675nm時色度系列的吸光度（A）最小，故選擇在675nm下用色度標準溶液調零，然后用不同濃度，調節波長實驗，記錄吸光度的變化。見圖一

　　由實驗數據得：在波長（λ）在486.5nm下其吸收最大，故486.5nm是色度系列的最大吸收波長。
2.3 參比溶液的選擇
　　 配制色度標準色列時，所用試劑鹽酸和水均無色，故選擇水作為參比溶液。
2.4 吸收光譜
　　 在實驗條件下，鉑－鈷色度系列的吸收曲線如圖2。

圖2 吸收光譜

2.5 標準曲線的繪制
　　在實驗條件下，分別將標準色列從0，5，10，15，20，25，30，35，40，45，50度以次放入光路，在486.5nm下測定，記錄吸光度。以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，作標準曲線見圖三。

圖三 標準曲線

2.6 線性范圍
　　實驗對色度系列0～50度和0～500度進行測定，均服從比爾定律（A=0.629×10^－3c＋0.091×10^－3，R=0.9996；和A=0.584×10^－3c＋3.336×10^－3，R=0.9997），線性很好。
2.7 分光光度法測量時誤差計算
　　在應用分光光度法測定物質含量時，為使結果的誤差減少，根據Lamber-Beer定律：

　　A=-lgT-εlc　　　　　　　 　　　　?。?）

　　微分后得：

　　　 或：　　　　 （2）

　　將（2）式代入（1）式，則測定結果的相對誤差為：

　　要測定結果的相對誤差（△c/c）最小，對T求導數應有極小值即：

　　

　　解得：lgT＝－0.434 或 T＝36.8％。

　　即當A＝0.434時吸光度測量值誤差最小，如果吸光度計度數誤差為1%，若要求濃度測量的相對誤差小于5%，則待測溶液的透射比應選在70%～10%范圍內，吸光度為0.15～1.00。
　　 由于吸光度（A）值較小，要將吸光度控制在0.15～1.00之間，需選擇3cm或更大一點的比色皿。
2.8 方法的重現性
　　 重復測定色度值為25度的標準溶液，求得RSD＝0.74％，表明方法重現性好。
2.9 靈敏度及檢測限
　　 根據實驗數據計算得該方法的桑德爾靈敏度S為5.0度，檢測限為1度，
2.9 影響因素
　　 在實驗過程中發現，水得濁度對色度得測定影響很大，所以在測量樣品之前需將樣品作預處理，將水樣沉淀或者用離心機后在進行實驗測定。

3 樣品及回收率的測定

3.1模擬樣品及回收率得測定：
　　將500度色度系列取5mL加入100mL容量瓶中，搖勻，在實驗條件下測定。其結果如表1所示，

表1 模擬合成樣品的分析結果

編 號 項 目

1

2

3

平均值

模擬樣品（度）

25

25

25

25

實驗測定（度）

25.42

23.87

25.42

24.90

加標（度）

5

5

5

測定值（度）

29.84

31.41

29.84

回收率（％）

96.8

128.2

96.8

107.3

3.2 水樣的測定：
3.2.1水樣的預處理
　　取200mL的水樣，用0.45μm濾膜過濾去除表色，棄初濾液20～30mL，取適量濾液分析。
3.2.2水樣測定
　　分別取預處理過得出廠水和原水各50mL，在實驗條件下測定。其結果如表2所示，

表2 樣品測定

樣品名稱

出廠水

原水

測定結果（度）

10

8

10

21

22

21

平均值（度）

9

21

4、結果討論

　　根據實驗建立了應用吸光光度法測定水中色度的新方法，并確定了最大吸收波長、線性范圍和靈敏度等。該方法解決了目視比色法測量的不準確、范圍小等問題，尤其在色度較大時測量上取得突破性成果，可以測量出500度的色度，為加強水質管理和色度測定向儀器方面得發展起著很大的作用。
　　 但由于該方法是對物質本身顏色的測定，其摩爾吸光系數較小，靈敏度底。

參考文獻

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[3] 北京大學化學系儀器分析教學組編.儀器分析教程[M]. 北京: 北京大學出版社, 1997

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