1. 方法原理
在氧化剂碘存在下,镍与丁二酮肟反应生成酒红色可溶性配合物,组成比为1:4,配合物在440和530nm处有两个吸收峰,摩尔吸光系数分别为1.5×104和6.6×103L·mol-1·cm-1。为了消除柠檬酸铁等的干扰,可选择灵敏度稍低的530nm波长进行测量。
2.干扰与消除
与丁二酮肟形成络合物的金属离子(铜、钴等)及不溶于氨的离子(铁、铝、铬等)均对测定有干扰。测定50μg镍时,加50%柠檬酸铵2ml,下列离子无明显干扰:铅(Ⅱ)、锌(Ⅱ)、钙(Ⅱ)、镁(Ⅱ)、铬(Ⅵ)各5mg,铝(Ⅲ)3mg,汞(Ⅱ)1mg,钯(Ⅱ)、银(Ⅰ)、铬(Ⅲ)各50μg。若加5%溶液2ml,可消除铁(Ⅲ)3mg、钴(Ⅱ)1mg、铜(Ⅱ)、锰(Ⅱ)各0.5mg的影响。当铜含量超过0.5mg、钴含量超过1mg时,可用丁二酮肟-正丁醇萃取分离法除去。氰化物对测定有干扰,测定前应加入次氯酸钠,加热除去。
3.该方法的适用范围
该方法对镍的最低检测浓度为0.1mg/L(吸光度A=0.010对应的镍浓度),测定上限为4mg/L,已用于电镀、冶炼等行业含镍废水处理前或处理后的测定。
4. 仪器
分光光度计,10 毫米比色皿。
5. 试剂
①硝酸。
②镍标准储备液。将上述标准储备液稀释后配制成镍标准工作液,每毫升溶液含20.0 μg镍。
③50%柠檬酸溶液。
④0.05mol/L碘溶液:称取12.7g碘,加入适量含25g碘化钾的水中,用水稀释。
⑤5%水溶液。
⑥0.5%二乙酰脂肪溶液:称取0.5g二乙酰肟溶于50ml氨水中,再加水稀释至100ml。
6.步骤
(1)校准曲线
① 显色:在一组25ml具塞比色管中,分别加入镍标准溶液0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml,50%柠檬酸铵2.0ml,0.05mol/L碘溶液10ml,加水至20ml,摇匀。加0.5%丁二酮肟溶液2.0ml,摇匀。加5%Na2-EDTA溶液2.0ml,加水至刻度,摇匀。
②测定:静置5分钟后,用10mm比色皿,以水为参比,在波长530nm处测定吸光度,做空白校正,绘制吸光度-浓度曲线。
(2)样品测量
①取1~10 ml水样(含10~100 μg镍)置于25 ml具塞比色管中,用氢氧化钠溶液调节至中性,然后按上述校准曲线步骤显色、测定。
②若废水中含有悬浮物及有机络合剂,则应取适量水样,用HNO3消化后,按本方法显色测定。
7. 计算
镍 (Ni, mg/L) = m/V
式中:m——从校准曲线上得到的镍的量(μg);
V——水样体积(ml)。
8. 精密度和准确度
用含镍废水制备两个均匀样品,含镍量分别为7.18mg/L和5.74mg/L。9个实验室测定的平均值分别为7.21和5.77mg/L;实验室内相对标准偏差分别为0.79%和1.16%;实验室间相对标准偏差分别为2.06%和2.05%。并分析了29个不同的废水样品,精密度和准确度良好。
9. 注意事项
1)显色操作中,加入氧化剂碘溶液后,应加水至20ml并摇匀,否则加入氨基二甲肟后不能正常显色。也可采用其他氧化剂,如过硫酸铵、溴水等。用过硫酸铵作氧化剂时,需在强碱性(pH>12)溶液中进行,腐蚀性较强,但稳定性和选择性较好。用溴作氧化剂毒性较大。
2)掩蔽剂应在显色剂加入后加入并摇匀,否则EDTA会先掩盖镍,导致不能显色。
3)室温20℃以下显色时,络合物吸光度至少1小时不变。络合物在高温下稳定性较差,这种情况下必须在较短时间内完成测定,并在同样的测定条件下绘制校准曲线,显色时间尽量一致。测定波长为530nm,黄色柠檬酸铁几乎无吸光度,不再干扰镍的定量。
4)二乙酰肟-正丁醇萃取分离铜、钴离子的操作步骤:
①取适量水样(含镍量小于0.05mg)置于100ml分液漏斗中,加入20%柠檬酸铵5.0ml和1%丁二酮肟乙醇溶液2.0ml,摇匀。加0.1%酚酞指示液1滴,加(1+1)氨水至溶液呈红色,再加pH为10.0的氨-氯化铵缓冲溶液10ml,加水至约30ml,摇匀。
②用10ml正丁醇提取1-2分钟,静置分层后弃水相。
③用5ml0.5mol/L氨溶液(即(1+26)氨水)振摇30秒,水洗有机相一次,弃水相。
④ 加入5ml0.5mol/L盐酸溶液(即(1+23)盐酸),振摇1-2min,萃取镍。分离后将水相全部转移至25ml具塞比色管中,用5ml水洗涤有机相一次,合并水相。
⑤加1mol/L氢氧化钠溶液1.5ml,20%柠檬酸铵0.5ml,0.05mol/L碘溶液10ml,加水至约20ml,摇匀。加0.5%丁二酮肟2.0ml,摇匀。加5%Na2-EDTA溶液2ml,加水至刻度,摇匀。用10mm比色皿,在440mm波长处测定吸光度,以水为参比,作空白校正。
⑥按与上述相同的萃取步骤提取标准系列溶液,根据校准曲线计算出样品中的镍含量。