吸光光度法测定水和废水中总磷

实验十四吸光光度法测定水和废水中总磷（4学时）

一、实验目的

1．学习用过硫酸钾消解水样的方法。

2．掌握水和废水中总磷的吸光光度测定方法。

二、实验原理

在天然水和废水中，磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在。它们分别为正磷酸盐，缩合磷酸盐（焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐）和有机结合的磷酸盐，存在于溶液和悬浮物中。在淡水和海水中的平均含量分别为0.02mg·L-1和0.088mg·L-1。化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中常含有较大量磷。

磷是生物生长的必需的元素之一，但水体中磷含量过高（如超过0.2mg·L-1），可造成藻类的过度繁殖，直至数量上达到有害的程度（称为富营养化），造成湖泊、河流透明度降低，水质变坏。为了保护水质，控制危害，在环境监测中，总磷已列入正式的监测项目。

总磷分析方法由两个步骤组成：第一步可用氧化剂过硫酸钾、硝酸—高氯酸或硝酸—硫酸等，将水样中不同形态的磷转化成正磷酸盐。第二步测定正磷酸盐（常用钼锑抗钼蓝光度法、氯化亚锡钼蓝光度法以及离子色谱法等），从而求得总磷含量。

本实验采用过硫酸钾氧化—钼锑抗钼蓝光度法测定总磷。在微沸（最好在高压釜内经120℃加热）条件下，过硫酸钾将试样中不同形态的磷氧化为磷酸根。磷酸根在硫酸介质中同钼酸铵生成磷钼杂多酸。反应式如下：

2K2S2O8+2H2O→4KHSO4+O2

P（缩合磷酸盐或有机磷中的磷）+2O2→PO43-

PO43-+12MoO42-+24H++3NH+→(NH4)3PO4.12MoO3+12H2O 生成的磷钼杂多酸立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的低价钼的氧化物即钼蓝，生成钼蓝的多少与磷含量成正相关系，以此测定水样中总磷。

过硫酸钾消解法具有操作简单、结果稳定的优点，适用于绝大多数的地表水和一部分工业废水，对于严重污染的工业废水和贫氧水，则要采用更强的氧化剂HNO3—HClO4和HNO3—H2SO4等才能消解完全。

钼锑抗钼蓝光度法灵敏度高，采用中等强度还原剂抗坏血酸，可避免还原游离的钼酸铵，因而显色稳定，重现性好，酒石酸锑钾可催化钼蓝反应，在室温下显色可较快完成。本法最低检出浓度为0.01mg·L-1，测定上限为0.6 mg·L-1。砷大于2mg·L-1干扰测定，可用硫代硫酸钠去除。硫化物大于2 mg·L-1干扰测定，通氮气可以去除。铬大于50 mg·L-1干扰测定，用亚硫酸钠去除。

三、实验试剂和仪器 1．分光光度计。

2．H 2SO 4（3+7），（1+1）。 3．H 2SO 4 1 mol·mL -1。

4．NaOH 1 mol·L -1，6 mol·mL -1。 5．过硫酸钾溶液 50 g·L -1。 6．酚酞 10 g·L -1 95%的乙醇溶液。

7．抗坏血酸溶液 100g·L -1 溶解10g 抗坏血酸于水中，并稀释至100mL ，贮存于棕色玻璃瓶中。在冷处可稳定几周，如颜色变黄，应弃去重配。

8．钼酸盐溶液 溶解13g 钼酸铵[（NH 4）6Mo 7024.4H 2O]于100mL 水中。溶

解0.35g 酒石酸锑钾[KSbC 4H 4O 7·2

1

H 2O]于100g 水中。在不断搅拌下，将钼酸铵

溶液缓慢加到300mL （1+1）硫酸中，在加入酒石酸锑钾溶液，混匀。贮存于棕色玻璃瓶中，于冷处保存，至少稳定2个月。

9．磷标准贮备溶液 称取（0.2197±0.001）g 于110℃干燥2h 并在干燥器中放冷的磷酸二氢钾（KH 2PO 4），用水溶解后转移至1000mL 容量瓶中，加入大约800mL 水，再加入5mL （1+1）H 2SO 4，用水稀释至标线并混匀。

10．磷标准操作溶液 吸取10.00mL 磷标准贮备溶液于250mL 容量瓶中，用水稀释至标线并混匀。1.00mL 此标准溶液含2.0ug 磷。使用当天配制。

四、实验步骤 1．水样预处理

从水样瓶中吸10mL 水样（含磷不超过30ug ）于150mL 锥形瓶中，加水至50mL ，加数粒玻璃珠，加1mL （3+7）H 2SO 4溶液，5mL50g·L -1过硫酸钾溶液。加热至沸腾，保持微沸30~40min ，至体积约10mL 止。放冷加1滴酚酞指示剂，边摇边滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色，再滴加1mol·mL -1硫酸溶液使红色刚好退去。如溶液不澄清，则用滤纸过滤50mL 比色管中，用水洗涤锥形瓶和滤纸，洗涤液并入容量瓶中，加水至标线，供分析用。

2．标准曲线的制作

取7只50mL 容量瓶，分别加入磷标准操作溶液0 mL ，2mL ，500mL ，8.00mL ，12.00 mL ，15.00 mL ，加水至50 mL 。

(1)显色：向容量瓶中加入1 mL 抗坏血酸溶液，混匀。30s 后加2mL 钼酸盐溶液，充分混匀。放置15min 。

(2) 测量：使用光程为10mm 比色皿，于700nm 波长处，以试剂空白溶液为参比，测量吸光度，绘制标准曲线。

3．试样测定

将消解后并稀释至标线的水样，按标准曲线制作步骤进行显色和测量。从标

准曲线上查出含磷量，计算水样中总磷的含量（P

以mg·L-1表示）。

总

五、思考题

1．考虑到一般教学实验室条件，本实验制作标准曲线时，省略了预处理的步骤，这样对试样的测定结果可能会有什么影响？

2．本实验测量吸光度时，以零浓度溶液为参比，这同以水做参比时比较，在扣除试剂空白方面，做法有何不同？

3．如果只需测定水样中可溶性正磷酸盐或可溶性总磷酸盐，应如何进行？

六、注意事项

1，移液管的正确使用。

2，容量瓶的正确使用。

3、分光光度计的使用（校正、空白调零）和比色皿的清洗、擦拭等相关操

作。

4、仪器使用过程中、测试结束，

七、学生易犯错误

1，移液管的正确使用。

2，水样预处理，加热至沸腾，保持微沸30~40min，至体积约10mL止。

3、含量的计算及表示。

4、容量瓶的清洗、检漏、定容等操作。

5、为了防止光电管疲劳，不测定时必须将试样室盖打开，使光路切断，以

延长光电管的使用寿命。

6、取拿比色皿时，手指只能捏住比色皿的毛玻璃面，而不能碰比色皿的光

学表面。

预习报告 一、实验目的

1．学习用过硫酸钾消解水样的方法。 2．掌握水和废水中总磷的吸光光度测定方法。 二、实验原理

本实验采用过硫酸钾氧化-钼锑抗钼蓝光度法测定总磷。

1、水样中P 转化为PO 43-

（过硫酸钾的作用）2K 2S 2O 8+2H 2O→4KHSO 4+O 2

P （缩合磷酸盐或有机磷中的磷）+2O 2→PO 43

2、PO 43-在硫酸介质中同(NH 4)2MoO 42-生成(NH 4)3PO 4.12MoO 3

PO 43-+12MoO 42-+24H ++3NH +→(NH 4)3PO 4.12MoO 3+12H 2O

3、(NH 4)3PO 4.12MoO 3 钼蓝（钼蓝的多少与磷含

量成正相关系）

以此测定水样中总磷。 4、干扰

（1）As （大于2mg/ L ），可用硫代硫酸钠去除。 （2）硫化物（大于2mg/ L ），可通氮气去除。

（3）Cr （50mg/L ），可用亚硫酸钠去除。 四、实验步骤 1．水样预处理

水样+1mL （3+7）H 2SO 4+5mL50g·L -1过硫酸钾溶液 冷却

微沸30-40min 滴加氢氧化钠

1d 酚酞

微红色

1mol/LH 2SO

红色刚好褪去

抗坏血酸还原

体积约10ml

废水中的P 过硫酸钾

硫酸

磷酸根

钼酸铵

硫酸 磷钼杂多酸

抗坏血酸 钼蓝（蓝色）

2．标准曲线的制作

取7只50mL容量瓶，分别加入磷标准操作溶液0 mL，2 mL，5mL，8.00mL，12.00 mL，15.00 mL，加水至50 mL。

(1)显色：1 mL抗坏血酸溶液，30s后加2mL钼酸盐溶液，放置15min

(2) 测量：比色皿：10mm 波长：700nm

3．试样测定

五、数据记录及处理

1、标准曲线的制作

六、注意事项

1、抗坏血栓溶液的配制、保存。

2、水样预处理，加热至沸腾，保持微沸30~40min，至体积约10mL。

3、为了防止光电管疲劳，不测定时必须将试样室盖打开，使光路切断，以

延长光电管的使用寿命。

4、取拿比色皿时，手指只能捏住比色皿的毛玻璃面，而不能碰比色皿的光

学表面。

5、比色皿不能用碱溶液或氧化性强的洗涤液洗涤，也不能用毛刷清洗。比

色皿外壁附着的水或溶液应用擦镜纸或细而软的吸水纸吸干，不要擦拭，以免损伤它的光学表面。

七.习题

1、本实验如何将废水中不同形式的P转化为磷酸根？对于严重污染的工业废水和贫氧水如

何转化？

2、本实验中抗坏血酸的作用是什么？为什么？

3、本实验中磷钼杂多酸的生成条件是什么？在实验操作中如何控制？

4、分光光度计的测定步骤？