循环水中总磷含量测定条件的对比与分析

循环水中总磷含量测定条件的对比与分析

董建明,孟祥云,孟聪

大庆石化公司质量检验中心

摘要：本文介绍了一种用于分析工业循环水中总磷的钼酸铵分光光度法。通过对循环水水样的浊度，不同的显色温度、显色时间，水样消解时间，过硫酸钾溶液的保存环境和静止时间等影响因素来考虑，对总磷含量测定进行了分析和对比试验，最终提出实验分析的最佳条件，在此基础上，给出了相应的控制措施，使分析数据在保证精度、可靠性的前提下，准确度也较高，同时提高了工作效率。

关健词：工业循环水 总磷 影响因子

1绪论

循环水中的总磷含量是反映水体品质及水处理效果的一个重要指标。本文提出了一种用于工业水中总磷含量测定的钼酸铵分光光度法。在实际工作中，由于样品状况及工作环境的改变，使得分析方法的规范无法覆盖所有的影响因素，从而导致分析结果的偏差。其中，样品的浊度、样品的消解时间、不同显色温度与显色时间、过硫酸钾溶液保存环境和静止时间等因素，都会对总磷的测定结果产生比较显著的影响。本文对各种影响因素进行了分析并进行了比较实验，归纳总结出对总磷测定的影响规律，并提出了一些控制措施，以保证循环水中总磷的分析数据准确性。

2.试验简介

在酸性条件下，以过硫酸钾为分解剂，将磷酸盐和有机磷酸盐转变为正磷酸盐，正磷酸盐与钼酸铵发生反应，产生黄色的磷钼杂多酸，可以用抗坏血酸将其还原成磷钼蓝，在710 nm的最大吸收波长下用分光光度法进行测定。由于该方法具有反应条件可控，反应条件稳定等优点，因此，该方法在工业上得到了广泛的应用。

3.总磷测定的影响因素分析

3.1显色温度及显色时间的影响及其控制

方法规定，在室温下进行显色反应，但是，在不同的季节，化验室的温度会有很大的差异，特别是在北方，夏天的时候，室内的温度有时会超过摄氏30度，冬季则将低到十几度。为了研究室内温度对显色反应的影响，分析者选取了冬天，在15℃的环境中进行了如下的实验。配制一种7.50 mg/L的总磷质量浓度的标准试样，分别在室温、恒温水浴20℃、恒温水浴25℃和恒温水浴30℃的显色温度下，按照规定的试验方法和要求的放置时间下，对水样进行了总磷含量的测定，依据理论方法，在不同的温度下，总磷分析的显色时间会对结果产生很大的影响。当显色时间过短，总磷的转化不充分，显色效果不佳，导致测定值偏低；相反，如果显色时间太长，则会受到空气氧化、物质挥发、光照等因素的影响，从而导致分析结果不准确。本次方法中规定了10分钟的显色时间。研究发现，在20-30℃的常温下，样品的显色时间约为10分钟，分析数据比较稳定；在15-20℃的常温下，显色时间约为15分钟，数据比较稳定。但是，由于季节的差异，室内温度的差异很大，因此，要根据室内温度的变化，进行适当的调节。实践中，在15℃以下的条件下，应采用恒温热水浴的方法来显色；当室内气温过高时，应及时打开冷气，保持室内温度不超过30摄氏度，以确保适当的反应环境，提高测定结果的准确性。

3.2过硫酸钾分解剂的影响

因为在水样中，有机磷很难与钼酸铵发生反应，所以该方法需要使用过硫酸钾，在加热的条件下，将有机磷氧化为无机磷，其氧化程度的好坏对检测的结果有很大的影响。过硫酸钾应用棕色瓶保存，保存时间为一个月。但是，在实践中，我们发现，实验室的室温因四季的不同而有很大的差别，在不同的环境温度下，过硫酸钾的保存时间对测定的结果有很大的影响。在试验中，发现过硫酸钾水溶液在低温下容易形成结晶，从而使溶液的浓度发生改变，从而影响了试验结果。在用过硫酸钾溶液的时候，要根据季节的变化，定期按操作规程配制，还要留意有没有结晶的现象。一般而言，在冬季，由于室温太冷，过硫酸钾水很可能会发生晶体化，存放15天以上的试剂，应再次配置。春季，室温是比较稳定的，但是有时候气候会发生剧烈的波动，所以如果过硫酸钾溶液放在20天以上，建议进行重新配制。在夏季，气温高，如果过硫酸钾溶液放得太久，容易发生分解，从而导致溶液浓度发生变化。因此，最好的方法就是在室温相对固定的条件下储存，通常情况下，放置不能超过一个月，以防止由于溶液分解浓度变化而对分析结果产生偏差，从而对分析数据的精度和可靠性产生影响。

3.3.还原剂的稳定性测试

循环水中总磷测定可以用氯化亚锡，硫酸亚铁铵，抗坏血酸，硫代硫酸钠等作还原剂，其中以氯化亚锡和抗坏血酸为最佳。所以，用这两种还原剂处理循环水时，得到的磷钼蓝化合物颜色都很清澈，无明显差异，证明了这两种还原剂的有效性。在此基础上，通过对试样的消化，加入了钼酸铵，再分别添加了抗环血酸与氯化亚锡，进行两次实验，在溶液变成蓝色之后，每5分钟一次测量一次吸光度值，结果发现，在抗坏血酸的溶液中，吸收度逐渐稳定，而在添加了氯化亚锡的溶液中，吸收率则逐渐降低，这就表明，氯化亚锡尽管显色效果显著，但是会出现一定的褪色现象，而且稳定性不太好。通过对试验数据的分析，得出了用抗坏血酸还原法测定循环水样品中的磷酸盐含量是比较理想的，而且它无毒无害，不会对环境造成污染。

2.4抗坏血酸的加入量测试

分别加入1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL、6.0mL不同体积的抗坏血酸，测得不同的吸光度值。实验结果表明，在2.0-5.0 mL范围内，样品的吸收度值基本保持在一个恒定范围内，测量的灵敏度比较高。如果还原剂的加入量过少，会造成还原反应不彻底，从而使吸光度测定值较低，所以在实验中，抗坏血酸的含量以3.0 mL为宜。

2.5降低硅对总磷测定中的干扰

循环水中由于水量蒸发，漏出液体等缘故，需及时注入新的水，因此会使它的含硅量提高。在酸性的环境下，钼酸盐与磷酸盐发生反应，也会与硅酸盐发生反应，最终都会产生黄色杂多酸，并且都能被抗坏血酸还原，因此，在测定总磷时，会出现结果偏高的情况。为了消除硅的影响，可以先将硅在酸性条件下在较低温度下加热，使其变成不溶于水中的硅酸沉淀，然后通过过滤将其除去。实验中发现，当硅加入量较多时，其吸光度值几乎没有改变，说明在该实验条件下，硅对磷酸盐的测定几乎没有影响。为了防止硅钼酸化合物的形成，可以采用降低溶液的 pH值、加入有机柠檬酸等方式，来消除硅对测量结果的影响，但是这也会对测量结果产生一些不良的现象，比如会降低磷钼蓝比色法的灵敏度。在此项实验中，我们选择了高酸性的溶液来抑制硅钼酸的形成，并将溶液的 pH值控制在1.5-2.5之间，实验也证明硅没有影响。

3.结论

在对循环水中总磷进行测定时，如已绘制工作曲线，可以不对标准溶液进行消化，核对工作曲线的线性范围即可。通过对总磷分析条件的选择、分解剂的影响、还原剂的稳定性、以及硅干扰因素的对比分析实验，得出了实验所需的最佳条件，确保了分析结果的精密度和准确度。