靛蓝分光光度法测水中臭氧浓度

本方法最低检测质量浓度为 0.01 mg/L。

本方法适用于经臭氧消毒后生活饮用水中残留臭氧的测定。过氧化氢和有机过氧化物可以使靛蓝缓慢褪色。若加人靛蓝后 6 h 内测定臭氧即可预防过氧化氢的干扰。有机过氧化物可能反应更快。三价铁不会产生干扰，二价锰也不会产生干扰,但会被臭氧氧化，而氧化后的产物会使靛蓝褪色。通过设立对照(事先选择性地去掉臭氧),来消除这些干扰。否则,0.1 mg/L 被氧化的即可产生 0.08 mg/ L 臭氧的相当的反应。氯会产生干扰，低浓度的氯(<0.1 mg/L)可被丙二酸掩盖。溴被还原成溴离子,可引起干扰(1 mol 的 HBrO 相当于 0.4 mol 臭氧)。若 HBrO 或氯的质量浓度超过 0,1 mg/L,不适合用该法来精确检测臭氧。

原理 

在酸性条件下,臭氧可迅速氧化靛蓝，使之褪色,吸光率的下降与臭氧浓度的增加呈线性。

试剂或材料 

靛蓝三磺酸钾:纯度为 80%~85%。

磷酸(ρ20=1.69 g/mL)。

磷酸二氢钠。

靛蓝储备溶液(0.77 g/L)：于 1L 的容量瓶中加入约 200 mL 蒸水和 1 mL 磷酸(ρ20=1.69 g/mL),摇匀,加人0.77 g 靛蓝三磺酸钾(C16H7K3N2O11S3)加蒸水至刻度。储备溶液避光可保存 4 个月。

靛蓝溶液Ⅰ：在 1L 的容量瓶中加入 20 mL 蓝储备溶液、10 g 磷酸二氢钠、7 mL 磷酸(ρ20=1.69 g/mL),加水稀释至刻度。

靛蓝溶液Ⅱ:除需加入靛蓝储备溶液(0.77 g/L)100 mL 外,配制过程如蓝溶液Ⅰ。

丙二酸(C3H4O4)溶液(50 g/L)：取 5g 丙二酸溶于水中,定容至 100 mL。

甘氨酸(C2H5NO2)溶液(70 g/L)：取 7g 甘氨酸于 100 mL 蒸留水中。

仪器设备 

紫外分光光度计 

容量瓶:100 mL。

样品 

样品的稳定性：臭氧在水中定性很差(10 min~15 min 即可衰减一半;40 min 后浓度几乎衰减为零),故最好现场取样立即测定。而且对于臭氧质量浓度≥0.60 mg/L 的水样,水样稀释后会造成水中臭氧损失。

样品的采集:样品与靛蓝反应越快越好,因为残留物会很快分解掉。在收集样品过程中,要避免因气体处理而损失。不要将样品放置烧瓶的底部。加入样品后,持续摇晃,使得溶液完全反应。

试验步骤

① 臭氧质量浓度为 0.01 mg/L~0.1 mg/L 范围的测定:于 2个 100 mL 的容量瓶中分别加人靛蓝溶液Ⅰ10 mL,其中一个加入样品 90 mL,而另一个加入蒸留水 90 mL 作为空白对照于 600 nm 波长下,5 cm 比色杯,测定

两个溶液的吸光度,比色测定应在 4 h 内完成。

② 臭氧质量浓度为 0.05 mg/L~0.5 mg/L 范围的测定:将 ①过程中的 10 L 蓝溶液Ⅰ换成 10 mL 靛蓝溶液Ⅱ，其他步骤相同。

③ 存在干扰时,采用以下方式进行去除若存在低浓度的氯(<0.1 mg/L),可分别在两个容量瓶中加 1 mL 的丙二酸溶液(50 g/L),去除氯的干扰,然后再加入样品并定容。尽快测量吸光度,最好在 60 min 内(Br- 、Br2、HBrO 仅能被丙二酸部分去除)。

若存在锰,则预先将样品经过氨基乙酸处理，破坏掉臭氧。将 0.1 ml 的氨基乙酸溶液加入 100 mL 的容量瓶(作为空白),另取一个加入 10 mL 的靛蓝溶液Ⅱ(作为样品)。用吸管吸取相同体积的样品加人上述容量瓶中。调整剂量，以至于样品瓶中的褪色反应可肉眼观察又不完全漂白(最大体积 80 mL)。在加入靛蓝前，确定空白瓶中的氨基乙酸和样品混合液的 pH 不低于 6,因为臭氧和氨基乙酸溶液(70 g/L)在低 pH 值下反应非常缓慢。盖好塞子,仔细混匀。加入样品 30 s~60 s 后,加入 10 L 的靛蓝溶液Ⅱ到空白瓶中。向两个瓶中加人不含臭氧的水定容至刻度,充分混匀。然后在大致相同的时间里 30 min~60 min 内测定吸光度(若超过这个时间，则残留的氧化态锰会缓慢氧化靛蓝使之褪色,空白和样品的吸光度的漂移产牛变化)。空白瓶中的吸光度的减少由氧化态锰引起，而样品中的吸光度则是由臭氧和锰氧化物共同作用引起。

试验数据处理 

水样中残留臭氧的质量浓度按式(10)计算