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氯化物几乎存在于所有的水和废水中。天然淡水中氯离子含量较低,约为几十毫克/升;海水、盐湖及某些地下水中,氯离子可高达数十克/升。通常,氯离子的含量随水中矿物质的增加而增多。
测定水中氯化物可采用硝酸银滴定法、离子色谱法和电位滴定法。其中,离子色谱法是目前通用的方法。
1.硝酸银滴定法(GB 11896-89)
在中性或弱碱性溶液中,以铬酸钾为指示剂,用硝酸银标准溶液滴定氯离子,生成白色的氯化银沉淀,当氯离子被沉淀完全后,稍过量的硝酸银即与铬酸钾生成砖红色铬酸银沉淀(Ag2CrO4),指示滴定终点的到达。
本方法测定的氯化物中包括了溴化物、碘化物和氰化物。一般情况下,饮用水中含有的物质不干扰测定。测定浓度范围10~500mg/L。
注意:控制水样pH为6.5~lO.5,避免酸性介质中CrO2-4 以Cr2O2-7形式干扰终点时Ag2CrO4的生成;避免强碱性介质中Ag+转化为Ag2O沉淀;当水样浑浊或有色时,可先用氢氧化铝悬浮液进行沉淀过滤以去除干扰。加入过氧化氢可消除硫化物、硫代硫酸盐和亚硫酸盐对测定的干扰;当铁含量超过10 mg/L时使终点模糊,可用对苯二酚还原为亚铁;有机物的干扰用高锰酸钾氧化处理。
2.离子色谱法
(1)基本原理
离子色谱法(IC)是利用离子交换原理,连续对共存多种阴离子或阳离子进行分离与测定的方法。IC的固定相为离子交换树脂.流动相为酸或碱液。当流动相将样品带进分离柱,由于各种离子对离子交换树脂的亲和性不同,样品在分离柱上分离成不连续的谱带,然后再流经抑制柱,使充当流动相的强电解质溶液变成低电导的溶液,并依次被洗脱检测。
根据分离方式的不同,IC可分为高效离子色谱(HPIC)、离子排斥色谱(HPIcE)和流动相离子色谱(MPIC)。HPIC的分离机理主要是离子交换,用于F- 、Cl- 、NO-3、NO-2、SO2-4、Na+ 、NH+4、K+ 、Mg2+ 、Ca2+、Fe3+、Zn2+ 、Ni2+等无机亲水性阴、阳离子的分离;HPICE的分离机理主要是离子排斥,用于
有机酸、无机弱酸和醇类的分离;而MPIC主要基于吸附和离子对的形成,用于疏水性阴、阳离子的分离以及金属络合物的分离。
IC分析仪由输液泵、进样阀、分离柱、抑制柱和电导检测装置等组成。电导检测器是用得最广的检测器。它的作用原理是用两个相对电极测量水溶液中离子型溶质的电导,由电导的变化测定淋洗液中溶质的浓度。除电导检测器外,还有紫外可见光型、荧光型和安培型等检测器。用非电导检测器一般不需使用抑制柱。
IC法可以同时分析多种阳离子和阴离子,灵敏度高,线性范围宽,样品用量少(约O.5~1 mL)、且一般不作复杂的前处理,可以在短时间内完成样品的分析。但是IC法不能测定电离常数很小、电导率低的酸,如碳酸、硅酸、氰根等;不能测定在抑制柱内能形成氢氧化物沉积的重金属离子等。
(2)应用
用IC法测定水样中F-、Cl- 、NO-2、PO3-4、Br- 、NO-3、SO2-4等阴离子(用K表示)时,分离柱选用R—N+HCO-3型阴离子交换树脂,淋洗液用氢氧化钠
溶液或碳酸钠与碳酸氢钠的混合溶液。在淋洗液存在的情况下,水样中阴离子以钠盐(Na+X-)的形式通过分离柱,柱上交换反应为:
R-N+HCO-3+Na+X-→R-N+X-+NaHCO3
由于树脂对不同阴离子具有不同的交换能力,即可实现阴离子的分离。已被分离的阴离子随着淋洗液进人RSO3H型阳离子交换树脂抑制柱,此时以钠盐形式存在的物质全部被中和,包括淋洗液。
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