一、方法原理
在pH 6.2~6.5的条件下,二氧化氯(ClO₂)首先与DPD反应生成红色化合物,但这一反应生成的红色化合物量只达到其总有效氯含量(相当于把ClO₂还原为亚氯酸盐离子)的五分之一。如果水样在含有碘化物的情况下被酸化,亚氯酸盐和氯酸盐也会起反应,当再加入重碳酸盐中和时,由此产生的颜色与ClO₂的总有效氯含量相对应。游离氯的干扰可以通过加入甘氨酸来抑制,因为甘氨酸能立即把游离氯转化为氯代氨基醋酸,但对ClO₂不发生作用。
二、仪器与试剂
1.仪器:
电子天平
分光光度计
2.试剂:
碘酸钾标准储备液和标准使用液
磷酸盐缓冲液
DPD指示剂
碘化钾溶液
亚砷酸钠溶液(用于消除氧化锰的干扰)
硫代乙酰胺溶液(用于停止化合性余氯与DPD的反应)
甘氨酸溶液(用于抑制游离氯的干扰)
硫酸溶液和氢氧化钠溶液(用于调节pH值)
三、实验步骤
1.二氧化氯的测定:
取50ml水样,加入1ml甘氨酸溶液混合,再加入2.5ml磷酸盐缓冲液和2.5ml DPD指示液,混匀后立即测定吸光度(读数为G)。
2.二氧化氯和游离性有效氯的测定:
另取50ml水样,加入2.5ml磷酸盐缓冲液和2.5ml DPD指示液,混匀后立即测定吸光度(读数为A)。
3.二氧化氯、游离性有效氯及化合性有效氯的测定:
再取50ml水样,加入大约1g碘化钾,再加入2.5ml磷酸盐缓冲液和2.5ml DPD指示液,混匀后立即测定吸光度(读数为C)。
4.总有效氯的测定:
在取得读数C后,与同一比色瓶的水样中加入0.5ml硫酸溶液,混匀后静止2分钟,再加入0.5ml氢氧化钠溶液,混匀后立即测定吸光度(读数为D)。
四、结果计算
根据测定的吸光度值,可以按照以下公式计算二氧化氯和其他氯成分的含量:
ClO₂ = 1.9G(以ClO₂计)
游离有效氯 = A - G
化合性有效氯 = C - A
总有效氯 = D
亚氯酸盐 = D - (C + 4G)
五、干扰及消除
1.锰的影响:在饮水中遇到的最主要的干扰物质是氧化锰。可以在加入磷酸盐缓冲液后,加入0.5~1.0ml亚砷酸钠溶液,然后再加入DPD指示剂,测定吸光度,从读数A中减去这个读数,以消除氧化锰的干扰。
2.温度的影响:温度会影响区分的准确性。温度较高时,会促使化合性氯(氯胺)提前参加反应,从而导致ClO₂、尤其是游离氯的结果偏高。控制的办法一是控制温度,最好在20℃左右;也可以在水样加入DPD并混匀后,立即加入0.5ml硫代乙酰胺溶液就能停止化合性余氯(氯胺)于DPD的反应。
3.比色时间的影响:一方面ClO₂等与DPD指示剂产生的红色不稳定,颜色越深褪色越快;另一方面由于磷酸盐缓冲溶液与DPD指示剂混合后随着时间的延长,自身也会产生假红色。因此,加快各操作步骤的速度,同时控制各步骤所使用时间的标准化对提高精密度至关重要。
六、优缺点
1.优点:DPD分光光度法能把二氧化氯和其它各种形式的氯(包括游离余氯、总余氯和亚氯酸盐等)分开,比较易于进行比色检验。虽然不如电流滴定法那么准确,但所得结果可以满足多数一般性用途。
2.缺点:标准溶液的制备较为繁琐,且溶液不稳定,遇光容易分解,需要标定好溶液后立即绘制标准曲线。