Determinación del contenido de plomo en aguas residuales industriales
En soluciones neutras y alcalinas, la ditizona reacciona con el plomo para formar un complejo de ditizona monosustituido, que aparece de color magenta cuando se disuelve en disolventes orgánicos. La longitud de onda de absorción máxima es de 520 nm y el coeficiente de absorción molar (ε) es 6,86 × 104 L/(mol·cm).
El cloroformo o el tetracloruro de carbono se utilizan habitualmente como disolventes orgánicos. En comparación con el cloroformo, el tetracloruro de carbono puede extraer plomo a un valor de pH más bajo sin formar sales de plomo. Además, el tetracloruro de carbono es insoluble en agua, tiene baja volatilidad y una gran gravedad específica. Por otro lado, el complejo plomo-ditizona tiene una gran solubilidad en cloroformo y puede extraer grandes cantidades de plomo. Dado que la solubilidad de la ditizona en cloroformo es mayor que la del tetracloruro de carbono, cuando es necesario eliminar completamente la ditizona del cloroformo, se debe mantener un valor de pH más alto.
Cuando se utiliza cloroformo como disolvente, el plomo se puede extraer cuantitativamente dentro del rango de pH de 8 ~ 11,5. El azul de timol (pH 8.o ~ 9.6) se usa generalmente como indicador para ajustar la fase acuosa de verde a azul (pH ~ 9.5) y luego extraer. También se recomienda la extracción a pH alto. Como propuso SnydercsJ, en una solución acuosa que contiene citrato de amonio y cianuro de potasio a un pH de 9,5 a 10,0, el plomo se extrae con una solución de ditizona-cloroformo, luego se vuelve a extraer con ácido nítrico diluido y finalmente se ajusta a un pH de 11,5 con un extracto de una solución de cianuro de amoníaco. con solución de ditizona-cloroformo a pH 1,5.
Además del pH, la velocidad de extracción del plomo también está relacionada con parámetros como el disolvente utilizado, el tipo y cantidad de aniones, la relación de volumen de las dos fases y la concentración de ditizona en el fase orgánica. Los aniones afectan el equilibrio de extracción porque forman complejos con el plomo. Por ejemplo, al mismo valor de pH, la tasa de extracción disminuirá cuando contenga una cierta concentración de acetato, tartrato y citrato.
El plomo se puede medir mediante el método de la ditizona y se puede utilizar el método de un solo color o el método de colores mixtos. El primero utiliza una solución de cianuro de amoníaco para eliminar el exceso de ditizona en la capa orgánica y luego mide la absorbancia del complejo. El segundo mide directamente la absorbancia del exceso de ditizona en la capa orgánica sin eliminarlo. Sin embargo, para muestras de agua que contienen muy poco plomo, debido a la influencia de la matriz, al medir con el método de colores mixtos, muchas veces aparecen valores negativos utilizando como referencia la prueba en blanco preparada con agua libre de plomo, pero este fenómeno no ocurre. no existe con el método de un solo color.
Interferencias y su eliminación
Cuando el plomo se extrae al pH óptimo, también se pueden extraer Ag, Hg2, Pd2, Au3, Cu2, Zn2, cd2, Co2 y Ni2 con doble La ditizona se compleja y se extrae, y la ditizona puede enmascararse con cianuro. Si hay grandes cantidades de Ag, Hg2, Pd2, Au3 y Cu2 (cada ion metálico supera 1 mg), es mejor utilizar una solución de ditizona-cloroformo para extraer estos iones metálicos en una solución ácida fuerte con antelación. Luego determine la ventaja.
Bi2, In3, Tl y Sn2 no pueden ser enmascarados por el cianuro. A un valor de pH más bajo, la ditizona extrae más fácilmente el bismuto que el plomo, por lo que la capa de agua se puede ajustar a un cierto valor de pH (generalmente 2.o ~ 3.5) para extraer mientras el plomo todavía está en la solución acuosa de bismuto y luego elevar el pH para la extracción.
Líder. El bismuto y el plomo también se pueden extraer juntos a un valor de pH más alto, y luego la capa orgánica se lava con una solución tampón para permitir que el plomo entre en la capa acuosa (por ejemplo, cuando se usa CO14 como disolvente, el pH es 2,3 ~ 2,5, 3,4 cuando se usa CHCl3), o cuando se usa una solución alcalina (generalmente el pH es 0,5 ~ 0,5 mayor que 1 litro de solución de cianuro de potasio) para lavar la capa orgánica para disociar el bismuto primero.
Cuando la cantidad de bismuto es grande, se puede tratar con bromo y ácido bromhídrico para volatilizar el tribromuro de bismuto.
Interferencia del indio: El valor de pH óptimo para extraer indio es 5,2 ~ 6,3 (CCl4) y 8,3 ~ 9,6 (CHCl3), por lo que el valor de pH puede ser mayor.
En lO, utilizando CCl4 como disolvente y 100 veces un exceso de indio, se puede extraer el plomo.
La interferencia del talio es grave: el pH se puede ajustar a 6,0 ~ 6,4 y el plomo se puede extraer con ditizona. En este momento, no se extraerá el talio.
O mezcle el extracto con las siguientes sustancias
Cuando se agita una solución de cianuro de potasio al 0,5, la sal de talio-ditizona se disocia, pero la sal de plomo-ditizona no se disocia.
También se puede eliminar una gran cantidad de talio mediante extracción con éter en ácido clorhídrico de 2 a 4 mol/l.
Debido a la presencia de cianuro, el Fe3 puede formar ferricianuro, que oxida e interfiere con la ditizona. Si se agrega clorhidrato de hidroxilamina, hidrazina, sulfito de sodio u otros agentes reductores, no interferirán con él. El cobre puede tener interferencias similares.
Cuando contiene una gran cantidad de Fe3, se puede añadir un exceso de reactivo de cobre-hierro a un medio HCl de 1,2 mol/L y extraer con CHCl3. En este momento el plomo no precipita ni se extrae. Al mismo tiempo, también se eliminan Cu~(3), Bi~(3), Tl~(3), Sn~(2), y el exceso de cobre y hierro. Los reactivos se extraen con CHCl3.
El Sn2 causará interferencias, pero el Sn4 no. Cuando el contenido es grande, se puede formar bromuro de estaño y eliminarlo mediante volatilización.
Los metales (hidróxidos) que pueden precipitar en medios alcalinos quedan enmascarados por el citrato amónico o el tartrato amónico.
Además, ciertos metales pueden dificultar la extracción de plomo, especialmente el titanio (5 mg o más), lo que puede dificultar la extracción completa de plomo de una solución de citrato amónico a pH 7 ~ 11. Una situación similar ocurre cuando contiene altas concentraciones de aluminio. En este caso, se puede utilizar primero la precipitación con sulfuro para la separación y, si es necesario, se puede añadir una pequeña cantidad de cobre como precipitante.
Los sulfuros son más importantes bajo la influencia de aniones y a menudo se encuentran en el cianuro de potasio de grado reactivo. Otros aniones son citrato y tartrato. En concentraciones elevadas, la complejación dificulta la extracción del plomo. Las altas concentraciones de fosfatos y ácido silícico coloidal también pueden dificultar la extracción de plomo. Repita la extracción con solución concentrada de ditizona si es necesario.
El complejo de plomo-ditizona se puede disociar con una solución ácida diluida, lo que ayuda a separar las sustancias que interfieren. Es decir, después de la primera extracción y separación con solución concentrada de ditizona, el plomo se agita con solución ácida diluida y se devuelve a la fase acuosa, y luego se ajusta al pH óptimo, y el plomo se extrae de la fase acuosa con solución de ditizona para la segunda vez.
Explicación detallada del método de medición del plomo en el agua (2)
(Normas de inspección del agua potable)
En la corteza terrestre, el plomo es una cantidad relativamente pequeña Elemento ampliamente encontrado en rocas sedimentarias no contaminadas y suelos en bajas concentraciones. El agua de mar no contaminada contiene aproximadamente 0,03 μg/L, mientras que las concentraciones en la capa superficial y cerca de la costa pueden aumentar hasta 10 veces. El contenido de agua dulce es alto, alrededor de 1 ~ 50μ g/L.
Debido al uso de gasolina con plomo y al humo de las plantas de fundición, el aire contiene plomo, lo que aumenta la concentración en el agua. Las aguas residuales de la producción industrial, la minería o las fundiciones pueden contaminar las masas de agua. El uso de tuberías con alto contenido de plomo o tuberías de plástico que contengan compuestos de plomo como tuberías de agua aumentará el contenido de plomo en el agua potable.
El plomo puede acumularse en el cuerpo humano, y sus principales toxicidades son anemia, disfunción neurológica y daño renal.
27.1 Los métodos para medir el plomo en agua incluyen espectrofotometría de absorción atómica, espectrofotometría, polarografía oscilométrica y disolución potenciométrica.
En comparación con otros elementos, el desarrollo de métodos de medición del plomo ha sido lento. Aunque se han informado algunos métodos nuevos, tienen valor práctico.
No mucho. El método de disolución del potencial de oxidación reportado por Sun determina simultáneamente cobre, plomo, hierro, zinc y cadmio. El rango lineal del plomo es 0,1 ~ 3400 μg/L, lo que es básicamente consistente con la espectrometría de absorción atómica, pero es preciso.
El método de densidad es mejor que la espectrometría de absorción atómica.
Entre los métodos espectrofotométricos reportados, el sistema yoduro de potasio-butilrodamina B-goma arábiga-tritón x-100 es mejor. Este método tiene alta sensibilidad y un coeficiente de absorción molar de 6,2×105 l·mol-1·cm-1, que puede cumplir con los requisitos. Los iones comunes en el agua no tienen interferencias y los iones raros como Ag, Cu2, Cd2 y Hg2 se pueden eliminar mediante el pretratamiento del algodón mercapto. Los resultados de su determinación de plomo en el agua del lago son consistentes con la espectrometría de absorción atómica.
27.1 La sensibilidad y precisión de la determinación de plomo mediante espectrometría de absorción atómica no son ideales.
Se informa que la sensibilidad y la precisión se pueden mejorar considerablemente mediante el uso simultáneo de lámparas de cátodo hueco de alto rendimiento, atomizadores ultrasónicos y trampas de átomos de tubo hendido. Consulte la Parte II, Sección 5 para obtener más detalles.
27.2 Cuando se mide plomo mediante espectrometría de absorción atómica sin llama, generalmente se utiliza la línea de sensibilidad secundaria 283,3 nmo. Aunque la sensibilidad de medir el plomo utilizando la línea sensible de 217,0 nm es aproximadamente 2 veces mayor que la de la línea sensible secundaria de 283,3 nm, es difícil equilibrar la energía de 217,0 nm con la energía de la lámpara de deuterio. Si utiliza el efecto Zeeman para corregir el fondo, puede utilizar la línea de análisis de 217,0 nm.
27.2 Ver Nota 25.2 de Cadmio 25.
27.2.1 Se ha señalado en la literatura que los cloruros de potasio, sodio y aluminio no interferirán con la determinación de plomo, pero los cloruros de calcio, cobalto, hierro y manganeso sí lo harán. NiCl2 en una concentración de 1 g/L puede inhibir completamente la señal del cable. A excepción del NaNO3 con una concentración de 1 g/L, que interfiere con la señal del plomo en aproximadamente un 20 %, otros nitratos no tienen ningún efecto en la determinación del plomo. Si se miden utilizando tubos de grafito tratados con cloruro de lantano, las concentraciones de cloruro de hasta 500 mg/l no interferirán con la determinación de plomo.
27.2.2 Cuando la concentración de plomo es de 10 μ g/L, 10 mg/L de K, Cd, Zn, Be, Fe y Mn no tienen interferencia, y 100 mg/L de Na y Ca no tiene interferencia, S042 -Hay interferencia con P043-. Añade 7,5 g.
27.2.3.4 Los reactivos inorgánicos que se pueden utilizar como mejoradores de la matriz de plomo incluyen: NH4NO3, (NH4)2HPO4, CaCl2, Pt y Pd. Los reactivos orgánicos incluyen ácido oxálico, ácido ascórbico y tiourea.
27.3.2 La espectrofotometría con ditizona es un método antiguo, pero todavía tiene cierto valor práctico. La ditizona forma un complejo rojo con el plomo en una solución débilmente alcalina.
27.3.3.4 Alguien ha hecho experimentos y la relación lineal entre la curva estándar y la transmitancia de la ditizona utilizada es mejor que 70. Los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 27.1.
Tabla 27.1 Efecto de la transmitancia de ditizona sobre la linealidad
27.3.5.2.2 Los iones de calcio y magnesio en el agua pueden formar precipitación en solución alcalina, afectando la extracción de plomo. La adición de citrato de amonio puede prevenir la precipitación porque el citrato de amonio puede formar complejos estables con el plasma de calcio y magnesio.
27.3.5.2.2 Los iones metálicos como el cobre y el zinc también reaccionan con la ditizona para formar complejos rojos, que interfieren con la determinación del plomo. La adición de cianuro de potasio puede formar aniones complejos estables como [Cu(CN)4]3- y [Zn(CN)4]2- con estos iones, por lo que se puede eliminar su interferencia.