二甲酚橙分光光度法测定水中低浓度二氧化氯

1、二甲酚橙分光光度法测定水中低浓度二氧化氯陈凯 施来顺 董岩王鲁艳山东大学南校区化学与化工学院（ 济南250061）摘 要 根据二氧化氯可氧化二甲酚橙使其褪色的特性，可用示差分光光度法测定水中低浓度二氧化氯的含量。该方法二氧 化氯的浓度在0.050.25mg/L以上时，标准曲线线性度较好，测 定的准确度和精确度较高，特别适合饮用水中低浓度二氧化氯的 测定。二氧化氯是一种高效、低毒和广谱性消毒剂，其应用日益广泛。测 定水中二氧化氯的浓度，一般采用 碘量法或改进的DPD法1-2。在以前 的论文中报道了比色法测定饮用水 中二氧化氯的含量3。二氧化氯具 有很强的氧化性，二氧化氯可以将 显色剂的吸收峰降低

2、使其退色，二 甲酚橙在 433nm 处有最大吸收峰， 本文利用二氧化氯氧化二甲酚橙使 其退色，采用示差分光光度法对不 同二氧化氯浓度测定范围及精确度 进行了分析比较。1实验部分1.1 试剂和仪器 二氧化氯标准溶液：将亚氯酸钠溶液与稀硫酸混合反应生成的二 氧化氯气体经亚氯酸钠水溶液纯化 后用蒸馏水吸收，用碘量法测定其 浓度后，配制成含50mg/L二氧化氯 的标准溶液，置冰箱储存备用，使 用时再校正其浓度。二甲酚橙溶液：称取 100mg 二 甲酚橙，用蒸馏水溶解稀释至 500mL 容量瓶中。TU-1800PC 型紫外可见分 光光度计(北京普析通用仪器有限 公司)。1.2 波长选择在 100ml 容

3、量瓶中加入 3mL 二 甲酚橙溶液，加蒸馏水稀释至刻度， 以蒸馏水作为参比液， 在2001000nm 波长范围内扫描。关键词二氧化氯 分光光度法 二甲酚橙 浓度检验检测1.3 时间扫描在 100mL 容量瓶中加入 3mL 二甲酚橙溶液，准确 吸取一定体积浓度为50mg/L的二氧化氯标准溶液使得 最终溶液中二氧化氯的浓度为5.0mol/L，加蒸馏水稀 释至刻度，以蒸馏水为参比液，立即在 433nm 处作10min 的自动时间扫描。1.4 二氧化氯浓度标准工作曲线的绘制 (1)测定范围为1.05.0mg/L：在一系列100mL容量瓶中分别加入20mL 二甲酚橙溶液，再分别准确吸 取一定体积浓度为5

4、0mg/L的二氧化氯标准溶液使得最 终溶液中二氧化氯的浓度分别为0.0、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5和5.0mg/L，在200700nm 波长范围内扫描，测定 433nm 处的吸光度 ，用 吸光度差值 A （空白溶液与样品溶液吸光值 0.80、1.00、1.20、1.40、1.60、1.80、2.00 和2.50mg/L，在 200700nm 波长范围内扫描，测定 433nm 处的 吸光度，用吸光度差值A与二氧化氯浓度绘制标准工 作曲线。(3)测定范围为 0.251.30mg/L ：在一系列100mL 容量瓶中分别加入 4mL 二甲酚橙溶液，再分 别准确吸取一

5、定体积浓度为 50mg/L 的二氧化氯标准 溶液使得最终溶液中二氧化氯的浓度分别为0.0、0.25、0.35、0.45、0.55、0.65、0.75、0.85、0.95、1.05、1.15 和 1.30mg/L，在 200700nm 波长范围内扫描，测定433nm 处的吸光度，用吸光度差值 A 与二氧化氯浓 度绘制标准工作曲线。(4)测定范围为 0.10.5mg/L：在一系列100mL 容量瓶中分别加入 2mL 二甲酚橙溶液，再分别准确 吸取一定体积浓度为 50mg/L 的二氧化氯标准溶液 使得最终溶液中二氧化氯的浓度分别为0.0、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0

6、.40、0.45 和 0.50mg/L ，在 200700nm 波长范围内扫描，测定433nm 处的吸光度，用吸光度差值 A 与二氧化氯 浓度绘制标准工作曲线。之差 ）( A-A ) 与二氧化氯浓度绘制标准工作 样曲线。 (2)测定范围为 0.502.50mg/L ：在一系列100ml 容量瓶中分别加入 7mL 二甲酚橙溶液，再分 别准确吸取一定体积浓度为50mg/L的二氧化氯标准 溶液使得最终溶液中二氧化氯的浓度分别为0.0、0.50、25 中国石油和化工标准与质量2006/04(5)测定范围为 0.050.25mg/L ：在一系列100mL 容量瓶中分别加入 1.2mL二甲酚橙溶液，再分

7、别准确吸取一定体积浓度为 50mg/L 的二氧化氯标准 溶液使得最终溶液中二氧化氯的浓度分别为 0.0、0.05、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16、0.18、0.20、0.22 和 0.25mg/L，在 200700nm 波长范围内扫描， 测定 433nm 处的吸光度，用吸光度差值 A 与二氧化 氯浓度绘制标准工作曲线。(6)测定范围为 0.020.15mg/L ：在一系列100mL 容量瓶中分别加入 0.8mL二甲酚橙溶液，再分 别准确吸取一定体积浓度为 50mg/L 的二氧化氯标准 溶液使得最终溶液中二氧化氯的浓度分别为 0.0、0.02、0.04、0.05、0.06、0.

8、08、0.10、0.12、0.14 和0.15mg/L，在 200700nm 波长范围内扫描，测定433nm 处的吸光度，用吸光度差值 A 与二氧化氯浓 度绘制标准工作曲线。1.5 样品中二氧化氯浓度的测定(1)测定范围为 1.05.0mg/L：在100mL 容量瓶中 分别加入20mL 二甲酚橙溶液，再分别准确吸取一定体 积浓度为50mg/L的二氧化氯标准溶液使得最终溶液中 二氧化氯的浓度分别为1.0、3.0和5.0mg/L，每个样品 分别在 433nm 处测定 11 次，利用测得的吸光度值、 A 值和标准工作曲线求得其浓度。(2)测定范围为 0.251.30mg/L：在 100mL 容 量瓶

9、中分别加入 4mL 二甲酚橙溶液，再分别准确吸 取一定体积浓度为 50mg/L 的二氧化氯标准溶液使 得最终溶液中二氧化氯的浓度分别为0.25、0.75和1.30mg/L，每个样品分别在 433nm 处测定 11 次， 利用测得的吸光度值、 A 值和标准工作曲线求得 其浓度。(3)测定范围为0.10.5mg/L：在100mL容量瓶中 分别加入 2mL 二甲酚橙溶液，再分别准确吸取一定体 积浓度为 50mg/L 的二氧化氯标准溶液使得最终溶液中二氧化氯的浓度分别为0.10、0.30和0.50mg/L，每 个样品分别在 433nm 处测定 11 次，利用测得的吸光 度值、 A 值和标准工作曲线求得

10、其浓度。(4)测定范围为 0.050.25mg/L：在 100mL 容 量瓶中分别加入 1.2mL 二甲酚橙溶液，再分别准确 吸取一定体积浓度为 50mg/L 的二氧化氯标准溶液 使得最终溶液中二氧化氯的浓度分别为0.05、0.16 和 0.25mg/L，每个样品分别在433nm 处测定11 次，利用测得的吸光度值、 A 值和标准工作曲线求得 其浓度。(5)测定范围为 0.020.15mg/L：在 100mL 容 量瓶中分别加入0.8 mL二甲酚橙溶液，再分别准确 吸取一定体积浓度为 50mg/L 的二氧化氯标准溶液 使得最终溶液中二氧化氯的浓度分别为0.02、0.10和 0.15mg/L ，

11、每个样品分别在 433nm 处测定 11 次，利用测得的吸光度值、 A 值和标准工作曲线 求得其浓度。(6)干扰实验：在上述测定方法中，在溶液中加入 干扰离子使得最终溶液中亚氯酸根、氯酸根的浓度分别 为0.80 和0.80mg/L，通过测定判断亚氯酸根、氯酸根 对二氧化氯的测定是否有干扰。2 结果与讨论2.1 波长选择二甲酚橙溶液在 2001000nm 波长范围内进行扫 描(图略)，表明在433nm处有一最大吸收峰，因此本研 究采用测定 433nm 处吸光度的变化来测定二氧化氯的 浓度。2.2 时间扫描 根据二氧化氯与二甲酚橙试剂混合后在 433nm处的自动时间扫描图可知(图略)，吸光度不随反

12、应 时间的变化而变化，说明二氧化氯氧化二甲酚橙使 其退色的反应很迅速，光谱测定时间对测定结果没 有影响。2.3 不同测定范围的线性相关系数图 1 为浓度 0.251.30mg/L 二氧化氯与二甲酚橙 试剂混合后的溶液在 200700nm 波长范围内的扫描 图，图中，吸收波长，A 为吸光度。在 433nm 处不 同二氧化氯浓度范围内的线性相关方程( A = a+b ClO ，其中 a 和b 为系数)及相关系数R 列于表 1。由2表可知，从线性相关系数来看，在 0.020.15mg/L 测定范围内的线性相关系数较低，其线性较差；而在 0.050.25mg/L 范围以上线性相关系数都较高，线性较 好

13、。故在 433nm 处可用来测定浓度在 0.050.25mg/ L 以上的二氧化氯溶液。图1 二氧化氯与二甲酚橙试剂的UV图26 中国石油和化学工业协会 HYPERLINK :/ cpcia / cpcia 检验检测表1在不同浓度范围内的线性相关方程及相关系数2.4 不同测定范围的回收率和变异系数表2列出了不同测定范围不同浓度二氧化氯的测定 结果、回收率和变异系数。由表可知，当测定范围为1.05.0 mg/L时，分别测定1.0、3.0、5.0mg/L二氧化 氯溶液的回收率分别为 116.4117.8%、103.4104.5% 和 103.5103.8%，变异系数分别为 0.48%、0.34%

14、和0.14%，测定的精度和准确度较高。当测定范围为0.251.30mg/L 时，分别测定0.25、0.75、1.30mg/L 二氧化氯溶液的回收率分别为 102.8107.2%、91.9% 和 94.5%，变异系数分别为 1.67%、0.00% 和 0.00%， 测定精度和准确度较高。测当测定范围为 0.100.50 mg/L 时，分别测定0.10、0.30、0.50mg/L二氧化氯溶液的回收率分别为 115.0125.0%、101.7% 和 96.8%，变异系数分别为 4.35%、0.00% 和 0.00%，测定的精度 和准确度较高。当测定范围为0.050.25mg/L 时，分别 测定 0.

15、05、0.16、0.25mg/L二氧化氯溶液的回收率分 别为 113.7%、109.4% 和 97.2%，变异系数分别为0.00%、0.00、0.00%，测定的精度和准确度也较好。 当测定范围为0.020.15mg/L时，分别测定0.02、0.10、0.15mg/L 二氧化氯溶液的回收率分别为 290.0%、99.0% 和 93.3100.0%，变异系数分别为0.00%、0.00、2.02%，测定的精度和准确度较差。由以上分析可知， 该方法可用来测定浓度为0.05 0.25mg/L以上的二氧 化氯溶液，特别是饮用水中二氧化氯浓度的测定。27 中国石油和化工标准与质量2006/04测定范围(mg

16、/L)abR1.005.00 -0.02832 0.06903 0.995980.502.50-0.01190.067070.995850.251.30 -0.00984 0.09268 0.998140.100.50-0.002840.094670.995580.050.25 -0.00301 0.10272 0.982290.020.150.001250.09850.95244表2二氧化氯样品的测定结果* 表示浓度(回收率)：mg/L(%)28 中国石油和化学工业协会 HYPERLINK :/ cpcia / cpcia 检验检测测定范围(mg/L)1.05.00.251.300.100.

17、50样品实际 浓度(mg/L)1.03.05.00.250.751.300.10测定值 11.164(116.4)* 3.102(103.4) 5.191(103.8)1.164(116.4) 5.191(103.8)1.178(117.8) 3.119(104.0) 5.191(103.8)1.178(117.8) 5.176(103.5)1.178(117.8) 3.119(104.0) 5.176(103.5)1.178(117.8) 5.176(103.5)1.178(117.8) 3.134(104.5) 5.176(103.5)1.178(117.8) 5.176(103.5)1.

18、178(117.8) 3.134(104.5) 5.176(103.5)1.178(117.8) 5.176(103.5)1.178(117.8) 3.134(104.5) 5.176(103.5)1.175(117.5) 5.180(103.6)0.48 0.34 0.140.257(102.8) 0.689(91.9) 1.228(94.5)0125(125.0)0125(125.0)0125(125.0)0125(125.0)0125(125.0)0.115(115.0)0.115(115.0)0.115(115.0)0.115(115.0)0.115(115.0)0.115(115.0

19、)0.120(120.0)4.35测定值 20.257(102.8)0.689(91.9)1.228(94.5)测定值 30.268(107.2) 0.689(91.9) 1.228(94.5)测定值 40.268(107.2)0.689(91.9)1.228(94.5)测定值 50.268(107.2) 0.689(91.9) 1.228(94.5)测定值 60.268(107.2)0.689(91.9)1.228(94.5)测定值 70.268(107.2) 0.689(91.9) 1.228(94.5)测定值 80.268(107.2)0.689(91.9)1.228(94.5)测定值

20、90.268(107.2) 0.689(91.9) 1.228(94.5)测定值 100.268(107.2)0.689(91.9)1.228(94.5)测定值 110.268(107.2) 0.689(91.9) 1.228(94.5)平均值0.266(106.4)0.689(91.9)1.228(94.5)变异系数(%)1.67 0.00 0.003.126(104.2)3.134(104.5)3.134(104.5)3.134(104.5)3.119(104.0)3.119(104.0)2.5 亚氯酸根和氯酸根离子对二氧化氯测定的干扰表3列出了在不同测定范围不同浓度二氧化氯条件 下，浓度

21、分别为0.80mg/L 的亚氯酸根、氯酸根离子对 二氧化氯浓度测定的干扰情况。由表可知，在0.050.25mg/L测定范围内，0.80mg/L的亚氯酸根或氯酸根对二氧化氯的测定没有干扰。在0.020.15mg/L测定范 围内，0.80mg/L的亚氯酸根或氯酸根对二氧化氯的测 定有干扰。表3 干扰测定结果3 结论(1)根据二氧化氯可氧化二甲酚橙使其褪色的特性， 可用示差分光光度法测定水中低浓度二氧化氯的含量。(2)该方法二氧化氯的浓度在0.050.25mg/L以上 时，标准曲线线性度较好，测定的准确度和精确度较 高，特别适合饮用水中低浓度二氧化氯的测定。(3)二氧化氯的浓度在0.050.25mg

22、/L测定范围以 上时，0.80mg/L的亚氯酸根或氯酸根对二氧化氯的测 定没有干扰。参考文献1 陈国青,陈琼,陈必松等.区分测定水中二氧化氯、氯、亚氯酸根及 氯酸根的研究.环境与健康杂志,1997,14(5):2222242 Hodgden H W, Ingols R S. Direct Colorimetric Method for theDetermination ofChlorineDioxideinWater.AnalyticalChemistry,1954, 26(712):12243 施来顺,谢永芳,胡德栋.比色法测定饮用水中二氧化氯的含量.中 国给水排水,2003,19(1):9

23、529 中国石油和化工标准与质量2006/04测定范围(mg/L)样品实际 浓度(mg/L)实测浓度(mg/L)无干扰离子 亚氯酸根氯酸根 0.050.250.050.058(113.7)0.059(117.0)0.078(156.0)0.160.175(109.4)0.146(91.3)0.166(103.8)0.250.243(97.2)0.243(97.2)0.234(93.6)0.020.150.020.058(290.0)0.048(240.0)0.038(190.0)0.100.099(99.0)0.129(129.0)0.119(119.0)0.150.149(99.4)0.17

24、0(113.3)0.180(120.0)0.100.500.050.250.020.150.30 0.500.050.160.250.020.100.150.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.305(101.7) 0.484(96.8)0.00 0.000.068(113.7) 0.175(109.4) 0.243(97.2)0.058(290.0) 0.099(99.0) 0.140(93.3)0.058(