方法一、硫酸鋇比濁法

最低檢測質(zhì)量濃度

本方法最低檢測質(zhì)量為0.25mg，若取50mL水樣測定，則最低檢測質(zhì)量濃度為5mg/mL。

本方法適用于測定硫酸鹽質(zhì)量濃度低于40mg/L的水樣。攪拌速度、時間、溫度及試劑加入方式均能影響硫酸鋇比濁法的測定結(jié)果,因此要求嚴(yán)格控制操作條件的一致。

原理

水中硫酸鹽和鋇離子生成硫酸鋇沉淀,形成渾濁,其渾濁程度和水樣中硫酸鹽含量成正比。

試劑

①　硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ(SO₄^2- )＝1mg/mL]:稱取1.4786g無水硫酸鈉(Na₂SO₄)或1.8141g無水硫酸鉀(K₂SO₄),溶于純水中,并定容至1000mL,或使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

②　穩(wěn)定劑溶液:稱取75g氯化鈉(NaCl)，溶于300mL純水中,加人30mL鹽酸(ρ₂₀＝1.19 g/mL)、50 ml.甘油(C₃H₈O₂)和100mL乙醇[φ(C₂H₅OH)=95%],混合均勻。

③　二水合氯化鋇晶體(BaCl₂·2H₂O),粒度為20目~30目。

儀器設(shè)備

①　電磁攪拌器

②　V-1500PC分光光度計

實驗步驟

①　吸取50mL水樣于100mL燒杯中,若水樣中硫酸鹽質(zhì)量濃度超過40mg/L,取適量水樣并稀釋至50mL；

②　加入2.5mL穩(wěn)定劑溶液,調(diào)節(jié)電磁攪拌器速度,使溶液在攪拌時不濺出,并能使0.2g二水合氯化鋇晶體(BaCI₂·2H₂O)在10 s~30s溶解。固定此條件,在同批測定中不應(yīng)改變；

③　取同型100mL燒杯6個,分別加入硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ(SO)＝1mg/mL]     0 mL、0.25 mL、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL和2.00mL。各加純水至50mL。使質(zhì)量濃度分別為0 mg/L、5.0 mg/L、10.0 mg/L、20.0 mg/L、30.0mg/L和40.0mg/L(以SO₄^2- 計)；

④　另取50ml.水樣,與標(biāo)準(zhǔn)系列在同一條件下,在水樣與標(biāo)準(zhǔn)系列中各加入2.5mL穩(wěn)定劑溶液,待攪拌速度穩(wěn)定后加入0.2g二水合氯化鋇晶體(BaCI₂·2H₂O)并立即計時,攪拌60 s±5 s。各燒杯均從加入氯化鋇晶體起計時,到準(zhǔn)確10min時于420 nm波長,3cm比色皿,以純水為參比,測量吸光；

⑤　繪制工作曲線,從曲線上查得樣品中硫酸鹽質(zhì)量。

實驗數(shù)據(jù)處理

   按計算水樣中硫酸鹽(以SO₄^2- 計)的質(zhì)量濃度；

ρ(SO₄^2- )＝mV×1000

ρ(SO₄^2- )——水樣中硫酸鹽(以SO₄^2- 計)的質(zhì)量濃度,單位為毫克每升(mg/L);

m   ——從工作曲線上查得樣品中硫酸鹽質(zhì)量,單位為毫克(mg);

V    ——水樣體積,單位為毫升(mL)。

方法二、鉻酸鋇分光光度法(熱法)

最低檢測質(zhì)量濃度

本方法最低檢測質(zhì)量為0.25mg,若取50mL水樣測定,則最低檢測質(zhì)量濃度為5mg/L,

本方法適用于測定硫酸鹽質(zhì)量濃度低于200mg/L的水樣。水樣中碳酸鹽可與鋇離子形成沉淀干擾測定,但經(jīng)加酸煮沸后可消除其干擾。

原理

在酸性溶液中,鉻酸鋇與硫酸鹽生成硫酸鋇沉淀和鉻酸離子。將溶液中和后,過濾除去多余的鉻酸鋇和生成的硫酸鋇,濾液

即為硫酸鹽所取代出的鉻酸離子,呈現(xiàn)黃色,比色定量。

試劑

①　硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ(SO₄^2- )＝1mg/mL]:稱取1.4786g無水硫酸鈉(Na2SO4)或1.8141g無水硫酸鉀(K2SO4),溶于純水中,并定容至1000mL,或使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

②　鉻酸鋇懸濁液:稱取19.44g鉻酸鉀(K₂CrO₄)和24.44g二水合氧化鋇(BaCl2·2H2O),分別溶于1000mL純水中,加熱至沸。將兩種溶液于3000mL燒杯中混合.使生成黃色鉻酸鋇沉淀。待沉淀下降后,傾出上層清液。每次用1000mL純水以傾瀉法洗滌沉淀5次。加純水至1000mL配成懸濁液。每次使用前混勻。注：每5mL懸濁液約可沉淀48mg硫酸鹽。

③　氨水(1+1):取氨水(ρ₂₀=0.88g/mL)與純水等體積混合。

④　鹽酸溶液[c(HCI)=2.5 mol/L]:取208mL鹽酸(ρ₂₀=1.19g/mL),加純水稀釋至1000mL。

儀器設(shè)備

①　V-1500PC分光光度計；

②　具塞比色管:50mL和25 mL。

實驗步驟

①　吸取50.0mL水樣,置于150mL錐形瓶中；注:本方法所用玻璃儀器不用重鉻酸鉀硫酸洗液處理。為防止試驗中污染的影響,錐形瓶臨用前用鹽酸溶液(1+1)處理后并用自來水及純水淋洗干凈，

②　另取150mL錐形瓶8個,分別加入0mL、0.25 mL、0.50 mL、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、7.00 mL和10.00mL硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ(SO₄^2- )＝1mg/mL],各加純水至50.0mL，使硫酸鹽質(zhì)量濃度分別為0mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、60 mg/L、100 mg/L、140 mg/L和200mg/L(以SO₄^2- 計)；

③　向水樣及標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中各加1mL鹽酸溶液[c(HCl)=2.5 mol/L],加熱煮沸5min左右,以分解除去碳酸鹽的干擾。各加入2.5mL鉻酸鋇懸濁液,再煮沸5min左右(此時溶液體積約為25 mL)。

④　取下錐形瓶,各瓶逐滴加入氨水(1+1)至液體呈檸檬黃色,再多加2滴。

⑤　冷卻后,移入50mL具塞比色管,加純水至刻度,搖勻。

⑥　將上述溶液通過干的慢速定量濾紙過濾。棄去最初的5mL濾液。收集濾液于干燥的25ml比色管中。于420nm波長,用0.5cm比色皿,以純水作參比,測量吸光度。注:若采用440nm波長,使用1em比色m,低于4mg的硫酸鹽系列采用3cm比色皿，

⑦　繪制工作曲線,從曲線上查出樣品管中硫酸鹽質(zhì)量。

試驗數(shù)據(jù)處理

按計算水樣中硫酸鹽(以SO₄^2- 計)的質(zhì)量濃度；

ρ(SO₄^2- )＝mV×1000 

ρ(SO₄^2- )——水樣中硫酸鹽(以SO₄^2- 計)的質(zhì)量濃度,單位為毫克每升(mg/L);

m     ——從工作曲線上查得樣品中硫酸鹽質(zhì)量,單位為毫克(mg);

V      ——水樣體積,單位為毫升(mL)。

方法三、鉻酸鋇分光光度法(冷法)

最低檢測質(zhì)量濃度

本方法最低檢測質(zhì)量為0.05mg,若取10mL水樣測定,則最低檢測質(zhì)量濃度為5mg/L；

本方法適用于測定硫酸鹽質(zhì)量濃度低于100mg/L的水樣。水樣中碳酸鹽可與鋇離子形成沉淀干擾測定,但經(jīng)加酸煮沸后可消除其干擾。

原理

在酸性溶液中,鉻酸鋇與硫酸鹽生成硫酸鋇沉淀和鉻酸離子。加入乙醇降低鉻酸鋇在水溶液中的溶解度,過濾除去硫酸鋇

過量的鉻酸鋇沉淀,濾液中即為硫酸鹽所取代出的鉻酸離子,呈現(xiàn)黃色,比色定量。

試劑

①　硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ(SO₄^2- )＝0.5mg/mL]:準(zhǔn)確稱取0.9071g經(jīng)105℃干燥的硫酸鉀(K₂SO₄)。用純水溶解,并稀釋定容至1000mL,或使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

②　鉻酸鋇懸濁液:稱取2.5g鉻酸鋇(B aCrO₃)，加入200ml乙酸-鹽酸混合液{[c(CH₃COOH)=1 mol/L]和[c(HCI)=0.02 mol/L]等體積混合}中,充分振搖混合,制成懸濁液,儲存于聚乙烯瓶中,使用前搖勻。

③　氯化鈣-氨水溶液:稱取1.9g二水合氯化鈣(CaCl₂·2H₂O),溶于500mL氨水[c(NH₃·H₂O)=6 mol/L]中,密塞保存。

④　乙醇[φ(C₂H₅OH)=95%]。

儀器設(shè)備

①　V-1500PC分光光度計；

②　具塞比色管:50mL和25 mL。

實驗步驟

①　吸取10.0mL.水樣,置于25mL.比色管中

②　取8支25mL具塞比色管,分別加入0mL、0.10 mL、0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、      0.80 mL、1.00 mL和2.00mL硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液[ρ(SO₄^2- )＝0.5mg/mL],各加純水至10.0mL，使硫酸鹽質(zhì)量濃度分別為0mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40mg/L、50mg/L和100mg/L(以SO₄^2- 計)；

③　于水樣和標(biāo)準(zhǔn)管中各加人5.0mL經(jīng)充分搖勻的鉻酸鋇懸濁液,充分混勻,靜置3min。

④　加入1.0mL氯化鈣-氨水溶液,混勻,加入10ml.乙醇[φ(C₂H₅OH)=95%],密塞,猛烈振搖  1 min。

⑤　用慢速定量濾紙過濾,棄去10mL初濾液,收集濾液于10mL具塞比色管中,于420nm波長,3cm比色皿,以純水為參比,測量吸光度。

⑥　以減去空白后的吸光度對應(yīng)硫酸鹽質(zhì)量,繪制工作曲線,從曲線上查出樣品管中硫酸鹽質(zhì)量。

試驗數(shù)據(jù)處理

按計算水樣中硫酸鹽(以SO₄^2- 計)的質(zhì)量濃度；

ρ(SO₄^2- )＝mV×1000 

ρ(SO₄^2- )——水樣中硫酸鹽(以SO₄^2- 計)的質(zhì)量濃度,單位為毫克每升(mg/L);

m     ——從工作曲線上查得樣品中硫酸鹽質(zhì)量,單位為毫克(mg);

V      ——水樣體積,單位為毫升(mL)。

區(qū)別

硫酸鹽是常規(guī)監(jiān)測飲用水水質(zhì)的重要指標(biāo)之一。檢測水中硫酸鹽一般有如下方法:重量法、離子色譜法、原子吸收法、硫酸頓比濁法、輅酸欽分光光度法[2]。隨著儀器分析科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，國外學(xué)者認(rèn)為，火焰原子吸收法、離子色譜法檢測水中硫酸鹽含量效果較佳，但其操作步驟較復(fù)雜，無法在實驗室使用推廣。

就方法一與方法二而言，通過對兩種方法精準(zhǔn)度、準(zhǔn)確度以及平均回收率的比較，結(jié)果顯示，方法一相對誤差為3.07%，回收率為98.9%~102.4%；方法二相對誤差為2.09%，回收率為99.6%~104.7%；兩種方法測定硫酸鹽含量結(jié)果無統(tǒng)計學(xué)差異，水中硫酸鹽應(yīng)用鎔酸欽分光光度檢測法，其檢測精密度及準(zhǔn)確度更佳。方法三的最低檢測質(zhì)量濃度更低適合較低濃度的檢測。

方案依據(jù)：GB/T 5750.5-2023

儀器參數(shù)

V-1500PC可見分光光度計

儀器特點

*采用單片微機控制，128*64位液晶顯示

*寬大的液晶顯示器可顯示多組數(shù)據(jù)

*巨大的內(nèi)存空間，可存儲多組數(shù)據(jù)和曲線

*自動調(diào)0、調(diào)100%功能

*波長自動調(diào)節(jié)

*濾色片自動切換

*寬大樣品池（5mm～100mm）

*具有最多十點標(biāo)樣建標(biāo)準(zhǔn)曲線測量功能

*可通過直接輸入K、B因子建立標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量測量

*可直接輸入標(biāo)樣和對應(yīng)濃度值建立標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量測量

*可斷電保存測量設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)曲線參數(shù)

*配備通用并行打印接口，可打印標(biāo)題欄、測量數(shù)據(jù)、曲線參數(shù)、曲線標(biāo)準(zhǔn)樣品點和曲線

*配USB接口

*可通過PC軟件控制實現(xiàn)光譜掃描等更精確和靈活的測量要求

技術(shù)指標(biāo)及基本參數(shù)

*波長范圍： 320～1100nm

*光譜帶寬： 2nm

*波長準(zhǔn)確度：±0.5nm

*波長重現(xiàn)性：≤0.2nm

*透射比準(zhǔn)確度: ±0.3% τ

*透射比重復(fù)性：0.15% τ

*雜散光：≤0.05% τ (340nm NaNO2)

*穩(wěn)定性： 0.001A/h（500nm預(yù)熱后）

*測光方式：透過率、吸光度、濃度、能量

*波長調(diào)節(jié)：自動調(diào)節(jié)

*光度范圍： -0.3～3A

*顯示方式： 128*64液晶

*檢測器：進(jìn)口硅光二極管

*光源：進(jìn)口鎢燈

*電源： AC 220V/50Hz或110V/60Hz

*功率： 120W

*儀器尺寸：480×350×220mm

*主機凈重： 11Kg