水中三氯甲烷的萃取与测定

水中三氯甲烷的萃取与测定

三氯甲烷，又名氯仿，是一个无色、透明的液体，易于在室温下蒸发，在水中非常可溶。它对乙醇、乙醇和石油醚也有机溶剂。一般三氯甲烷常作为萃取剂广泛用于重金属、盐类、医药和有机物的分析测试中,如废水中酚类物质的测定常用4-氨基安替比林-氯仿萃取光度法,水中微量铅的测定常用三氯甲烷萃取双硫腙目视比色法。但国内对三氯甲烷萃取剂的研究较少,笔者选取石油醚、四氯化碳、二氯甲烷、二硫化碳、环己烷、苯6种有机溶剂作为三氯甲烷的萃取剂,采用液液萃取/气相色谱法进行测定。结果表明,石油醚的萃取效果最好,二硫化碳的萃取效果最差。该研究对于废水中三氯甲烷的测定具有相当大的参考价值。水中三氯甲烷的测定一般有4种方法,即顶空气相色谱法、吹扫捕集法、直接进样法以及液液萃取气相色谱法。其中液液萃取气相色谱法的应用并不广泛,原因之一就是三氯甲烷的萃取问题。笔者通过研究三氯甲烷的萃取剂,为废水中三氯甲烷的测定提供技术方法,同时还增加了三氯甲烷回收利用和萃取研究的选择方法,具有一定的研究价值和应用前景。用该方法对淄博市周村某化工厂三氯甲烷车间的工业废水进行了萃取和测定,方法的精密度和准确度均满足分析要求。1材料和方法1.1仪器和试剂1.1.1检测设备和工作原理气相色谱仪:岛津GC-14C气相色谱仪(带氢火焰离子化检测器、配自动进样器和N-3000工作站);PTE-5毛细管柱(30m×0.25mm×0.25μm);1000ml梨形分液漏斗,100ml容量瓶。1.1.2主要试剂三氯甲烷为色谱纯,石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、环己烷、苯均为分析纯,用全玻璃蒸馏器重蒸馏,除去杂质后使用。1.2标准储备液的配制分别取1ml三氯甲烷于6个100ml容量瓶中,然后分别用石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、环己烷、苯6种萃取剂定容,制成标准储备液,则每毫升标准储备液含三氯甲烷15mg。然后准确移取2、4、6、8、10ml的标准储备液于30个100ml容量瓶中,再分别用选取的6种萃取剂稀释至刻度,则此三氯甲烷标准系列溶液的浓度分别为0.3、0.6、0.9、1.2和1.5mg/ml。1.3条件11.3.1面积外标法面积外标法根据三氯甲烷和6种萃取剂的理化性质设定温度(表1)。载气流量45ml/min,载气(N2)流速30ml/s,尾吹流量40ml/min,恒温,分流,分流比4∶1,进样量1μl,采用面积外标法。1.3.2氯甲烷含量的测定测定三氯甲烷通常用电子捕获检测器,因为它对含卤元素具有高响应值,且检出限较低,但该试验是三氯甲烷的萃取研究,三氯甲烷的含量不是很低。另外,电子捕获检测器对该试验选用的有些萃取剂几乎不响应,而氢火焰检测器对几乎所有的有机物都产生响应,且灵敏度高。因此选用氢火焰检测器完全符合该试验的分析要求。1.4测试方法1.4.1有机溶剂萃取水样取自周村某化工厂排放的含三氯甲烷的废液,用全玻璃蒸馏器在65~75℃下蒸馏,除去二氯化碳等杂质后,待用。取6个1000ml梨形分液漏斗,分别在漏斗内加入100ml水样,然后再分别用石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、环己烷、苯6种有机溶剂进行萃取,萃取时每种萃取剂分别萃取4次,每次20ml,每次的萃取液倒入6个100ml容量瓶中,漂洗,最后用各自的萃取剂定容至刻度。所得6种萃取溶液摇匀备用。1.4.2萃取过程色谱分析按照表1所示分别设定温度,取6种萃取液1μl,每种萃取液重复进样6次,进行色谱分析,在标准曲线模式下,可直接从工作站中显示出三氯甲烷的含量。2结果与分析2.1柱箱温度和出峰顺序经测定石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、环己烷、苯6种标准溶液的色谱图见图1~6,由图可见,6种萃取剂和三氯甲烷之间的分离效果较好,出峰完全,采样时间为8min左右,三氯甲烷的出峰时间为5~6min。出峰顺序先是溶剂峰或一些杂质峰,然后是三氯甲烷峰。图4、5有一点脱尾,估计是环己烷和二硫化碳的柱箱温度较低的原因,但提高柱箱温度,又导致了与溶剂峰的分离不完全。图6苯溶液色谱图中最后面的小峰估计是杂质峰。2.2线性测量以标准溶液浓度为横坐标,三氯甲烷峰面积为纵坐标进行线性拟和,所得标准曲线回归方程和相关系数见表2。2.3萃取方法的确定方法的精密度以测定结果的变异系数来衡量,方法的准确度以全过程标准添加回收率来衡量。该试验用石油醚、四氯化碳、二硫化碳、二氯甲烷、环己烷、苯萃取三氯甲烷所得6种萃取液分别作6次平行进样,进样量1μl,得出6种萃取液中含三氯甲烷的平均数及变异系数(CV)(表3)。根据“1.4.1”萃取方法,在加入100ml水样后,再分别在6个梨形漏斗中加入0.1ml三氯甲烷(色谱纯),则加入标准物质的量为1.5mg/ml。然后再分别用6种有机溶剂作为萃取剂进行萃取,每次加萃取剂20ml,萃取4次,每次的萃取液倒入6个100ml容量瓶中,最后用这6种有机溶液定容。取这6种溶液再做6次平行进样,进样量1μl,得出加标回收率(表3)。2.4萃取效果的比较当仪器灵敏度最大时,以该色谱条件下2倍基线噪声为最低检出限浓度。则6种溶液的最低检出线为:石油醚5.56×10-3mg/L,四氯化碳1.84×10-2mg/L,二氯甲烷9.12×10-2mg/L,二硫化碳9.58×10-2mg/L,环己烷3.14×10-2mg/L,苯4.98×10-2mg/L。综上所述,从方法的精密度、准确度和灵敏度来看,石油醚的萃取效果最好,检出线最低,二硫化碳的萃取效果最差,检出线最高,其余4种介于两者之间。其中四氯化碳和环己烷相差不大,二氯甲烷的萃取效果略好于二硫化碳。3萃取溶剂的选择(1)三氯甲烷在分析试验中常用作溶剂来萃取别的物质,而研究三氯甲烷的萃取剂在国内的资料中还不多见。该试验选取6种常用有机溶剂萃取三氯甲烷对以后研究三氯甲烷的萃取、回收及三氯甲烷的测定具有一定的参考价值。(2)该试验采用液液萃取/气相色谱法/FID能够有效地比较出6种有机溶剂对三氯甲烷的萃取效果,且方法简便,结果准确可靠。(3)三氯甲烷是弱极性物质,而四氯化碳、环己烷和二硫化碳和苯都是非极性物质,在萃取混和时萃取剂和三氯甲烷之间可能达不到100%完全混溶,因而影响到试验结果。(4)由于二氯甲烷的沸点为39.8℃,与实验室的室内温度非常接