环境监测实验

环境分析实验教案

任课教师：赵艳琴

河北联合大学 化学工程学院

实验五. 差值紫外吸收光谱法测定废水中微量苯酚

一、实验目的及要求

1. 学会使用紫外－可见分光光度计；

2. 掌握差值吸收光谱法测定废水中微量苯酚的方法。

二、实验原理

酚类化合物在酸、碱溶液中发生不同的离解，其吸收光谱也发生变化。例如，苯酚在紫外光区有两个吸收峰，在酸性或中性溶液中，λmax为210nm和272nm，在碱性溶液中，λmax位移至235nm和288nm：

图1为苯酚在两种溶液中的吸收光谱。在紫外分析中，有时利用不同的酸、

碱条件下光谱变化的规律直接对有机化合物进行测定。

图1 苯酚的紫外吸收光谱

曲线A:在0.1mol/L KOH溶液中苯酚的吸收光谱；

曲线B: 在中性溶液中苯酚的吸收光谱；

曲线A－B：苯酚的差值光谱

废水中含有多种有机杂质，干扰苯酚在紫外区的直接测定。如果将苯酚的中性溶液作为参比溶液，测定苯酚碱性溶液的吸收光谱，利用两种光谱的差值光谱，就有可能消除杂质的干扰，实现废水中苯酚含量的直接测定。这种利用两种溶液中吸收光谱的差异进行测定的方法，称为差值吸收光谱法。

三、仪器与试剂

仪器：紫外—可见分光光度计；容量瓶（50mL 10个）；吸量管(10mL,5mL)。 试剂：苯酚标准溶液：称取苯酚0.004 mol·L-1；KOH溶液：0.1mol·L-1。

四、实验步骤

1. 配制苯酚的标准系列溶液

将10个50 mL容量瓶分成两组，各自编号。按表1所示加入各种溶液，再用水稀释至刻度，摇匀，作为苯酚的标准系列溶液。

表1 配制溶液数据表

瓶号 第一组 苯酚／mL 第二组 苯酚／mL 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 KOH／mL 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1 2 3 4 5 2. 绘制苯酚的吸收光谱

2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 取上述第3号的一对溶液，用1cm吸收池，以水作参比溶液，分别绘制苯酚在中性溶液和碱性溶液中的吸收光谱(250nm-320nm)。然后用苯酚的中性溶液作参比溶液，绘制苯酚在碱性溶液中的差值光谱，将数据填入表2，找差值光谱中的最大吸收波长。

3. 测定苯酚两种溶液的光谱差值

从上述绘制的差值光谱中，选择288nm附近最大吸收波长作为测定波长λmax，在紫外可见分光光度计上固定测定波长为λmax， 然后以中性溶液为参比，测定碱性溶液的吸光度，即苯酚溶液两种光谱的吸光度差值。以苯酚浓度为横坐标，以苯酚溶液两种光谱的吸光度差值为纵坐标，绘制标准曲线（表3）。

4. 未知试样中苯酚含量的测定

将4个50 mL容量瓶分成两组，每组2个。分别加入未知样4ml。将其中2个用去离子水稀释，其余2个加入5.0 mL KOH溶液，再用去离子水稀释至刻度、分别摇匀。分成2对，用1cm吸收池测定光度差值。

五、注意事项

1. 熟悉仪器使用及注意事项；

2. 利用差值光谱进行定量测定，两种溶液中被测物的浓度必须相等。

六、数据处理

1. 将表中测得的光谱差值，绘制成吸光度—浓度曲线，计算回归方程； 2. 利用所得曲线或回归方程，计算未知样品中苯酚的含量(用mol·L-1表示)； 3. 计算苯酚在碱性溶液(288nm附近)中的表观摩尔吸收系数。

表2 实验测定数据

波长λ/nm 250 255 260 265 267 269 271 273 275 280 285 287 A中性苯酚 A碱性苯酚 A差值

289 291 293 295 300 305 310 315 320 表3 序号 苯酚体积/mL 苯酚浓度/mol.L-1 A碱性-A中性 1 2 3 4 5 七、思考题

1. 绘制苯酚在中性溶液、碱性溶液中的光谱和差值光谱时，应如何选择参比溶液?

2. 在苯酚的差值光谱上有两个吸收峰，本实验采用288nm测定波长，是否可以用235nm波长作测定波长?为什么?

3. 试说明差值吸收光谱法与示差分光光度法有何不同?

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