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1、酚试剂分光光度法测定室内甲醛实验报告班级：130223学号:13022103 姓名：董子薇一、实验目的1）测定空气中甲醛浓度，掌握酚试剂分光光度法测甲醛原理；2）学会配置硫酸铁鞍、酚试剂、标定甲醛等技能；3）学会使用分光光度计。二、实验原理酚试剂，化学名称为盐酸3甲基2苯并璽坐酮腺，分子式为C6H4SN （CHa） CNNH 2HCI , 简称MBTH。酚试剂可与甲醛发生缩合反应（酚试剂作为甲醛吸收剂，显色剂）。（该方法当采样体积为10L时，测定浓度下限范围为0.01mg/m30.015 , mg/m3）甲醛在纯水中很不稳定，当在0.005%酚试剂吸收液中则可稳定20h，故甲醛标准稀溶液选用含
2、0.005%酚试剂的吸收液配制。空气中的甲醛与酚试剂反应生成嗪（A ），嗪与酚试剂的氧化物（B）在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，颜色深浅与甲醛含HN酚试剂HsC -NH+Fe3(A)+(B)Q1N NH2 +HONH2NCHsLNCH3(B)蓝绿色蓝绿色化合物量成正比，通过比色定量。反应方程式如上：注意：酚试剂是过量的，其某一部分吸收甲醛形成A，剩下的酚试剂在高铁离子的氧化作用下， 形成中间体B, A与B发生1:1定量加成反应，形成了蓝绿色的二缩合甲醛3甲基苯并嗟卩坐酮 腺。作为氧化剂的硫酸铁鞍在该反应中也是过量的，而且氧化反应和加成反应都需要一定的时间，这 就是为什么酚试剂吸收甲
3、醛，在加入硫酸铁鞍后要等待15min后再测定的原因。三、试验用试剂说明：本法中所用水均为重蒸馆水或去离子交换水，所用试剂纯度一般为分析纯度。吸收液原液：称量0.05g酚试剂，加水溶解，倾于50mL容量瓶中，加去离子水至刻度。置 于冰箱中保存，可稳定三天；（酚溶液浓度0.001 g/ml）吸收液：量取吸收原液 5mL，加95mL去离子水。采样时临用现配；（酚溶液浓度5x 10? 5g/ml, i.e.0.005%)(3) 1%硫酸铁鞍溶液：称量1.0g硫酸铁鞍NH 4Fe (SO4) 2I2H2O用O.1mol/L盐酸溶解 (最 大的吸收峰值的位置为盐酸溶液浓度为 O.1mol/L时)，并稀释至
4、100mL ;(0.01g/ml,i.e.1% )(4) 甲醛标准贮备溶液：可取0.28mL含量为36%38%甲醛溶液，放入1L容量瓶中， 加蒸馆水稀释至刻度，此溶液 1 mL约相当于1 mg甲醛，其准确浓度用碘量法标定：精确量取甲醛标准贮备溶液20.00mL，置于250mL碘量瓶中，加20mL0.5mol/L碘溶液和 15mL1mol/L氢氧化钠溶液，放置15min，加A 20mL0.5mol/L硫酸溶液，再放置15min，用 0.05mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至淡黄色，加 0.5%淀粉溶液1 mL，继续滴定至蓝色刚好褪去， 记录消耗体积V，同时用水作试剂空白滴定。反应原理：甲醛溶液中，加
5、碱液使溶液呈碱1生后，加入一定量过量的碘标准溶液，甲醛被氧化：HCHO + 12 + 3NaOH = HCOONa + 2Nal + 2H 2O放置15分钟，待反应完全后，用硫酸酸化，以淀粉为指示剂，用Na£2O3标准溶液滴定过S12：I2 + 2Na 2S2O3 = 2Nal + Na 2S4O6按下式(*)计算浓度：Vi V2 M 15二 (*)20式中：C甲醛标准贮备溶液中甲醛的浓度， mg/ml ；V1滴定空白时消耗硫代硫酸钠溶液体积，ml ；V2滴定甲醛溶液时消耗硫代硫酸钠溶液体积，ml ；M硫代硫酸钠标准溶液的当量浓度；15甲醛的当量。20所取甲醛标准贮存液的体积，1ml
6、。消耗硫代硫酸钠溶液体积V2(ml)5.2空白溶液消耗硫代硫酸钠溶液 体积V (ml)19.7甲醛溶液浓度(mg/ml)1.108二次平行滴定，误差小于0.05ml,否则重新标定。(5) 甲醛标准溶液：临用时，从甲醛标准贮备溶液中移取0.9ml溶液，倾于100ml容量瓶中，定容至刻度线；立即再取此溶液10.00ml，加入100mL容量瓶中，加入5mL吸收原液，用水定容至100ml (此溶液1,00ml含1.00(4)甲醛)，放置30min后，用于配制标准色列 管(此标准溶液(标准工作液)可稳定24h ) 0(5)上面用到的试剂： 碘溶液 C (1 /2H) =0.010mol/Lo 碘贮备液，
7、C (1/212)=0.1mol/L :称取 1.27g 碘(9)于烧杯中，加入4g碘化钾和去离子水，搅拌至完全溶解后，用水稀释至100mL,贮于棕色细口瓶中，暗处贮存。碘溶液C (1(2)2)=0.010mol/L :量取碘贮备液25mL ,用水稀释至250mL ,贮 于棕色容量瓶中。 1 mol/L氢氧化钠溶液：称量4g氢氧化钠，溶于水中，稀释至100mL ;0.5mol/L硫酸溶液：取2.8mL浓硫酸缓慢加入水中，冷却后稀释至100mL碘酸钾标准溶液C(1/6KI03)=0.1000mol/L:准确称量0.35667g经105C烘干2小时的碘酸钾(优级纯)，溶解于水，移入100ml容量瓶
8、中再用水定溶至100ml。0.1mol/L盐酸溶液：量取0.82ml浓盐酸加水稀释至100ml。硫代硫酸钠标准溶液C(Na2S203)=0.1000mol/L :配制方法：硫代硫酸钠贮备溶液，C (Na2S203)=0.10mol/L :称取25.0g硫代硫酸钠(Na2S2O35H2O)溶解于1000mL新煮沸并 已冷 却的水中，加0.20g无水碳酸钠，贮于棕色细口瓶中，放置一周后标定其浓度，若溶液呈现浑浊，过 滤后使用。标定方法：吸取0.1000mol/L碘酸钾溶液25.00mL，置于250mL碘量瓶中，加75mL新煮沸并已冷却的水和3g碘化钾，振摇至完全溶解后，加0.1 mol/L盐酸溶液
9、10mL，立即盖好瓶塞，摇匀。于暗处放置 3min后，用0.10mol/L硫代硫酸钠贮备溶液滴定至淡黄色，加 淀粉溶液1mL，继续滴定至蓝色刚好褪去，记录消耗的硫代硫酸钠贮备溶液的体积V，按下式U)计算浓度：C Na2S2O30.1000 10.00V式中：C ( N32S2O3)硫代硫酸钠贮备溶液的浓度，mol/L ；V滴定消耗硫代硫酸钠溶液体积，ml。平行滴定所用去的硫代硫酸钠溶液体积之差应不超过0.05ml。否则重新标硫代硫酸钠标准溶液C(Na2S203)=0.1000mol/L :取标定后的0.1 mol/L硫代硫酸钠贮 备溶液50mL，置于500mL容 量瓶中，用新煮沸并冷却的水稀释
10、至标线，摇匀，贮于棕色细口瓶中。滴定消耗硫代硫酸钠溶液体积(ml)24.5硫代硫酸钠贮备溶液的浓度(mol/L)0.1020.5%淀粉溶液：将0.5g可溶性淀粉用少量水调成糊状后'再加入100ml沸水，并煮沸2-3min至溶液透明。冷却后，加入0.1 g水杨酸或0.4g氯化锌保存；四、仪器及设备(1) 大型气泡吸收管：出气口内径为1mm，出气口至管底距离等于或小于5mm ；(2) 分光光度计：在630nm测定吸光度；(3) 恒流采样器：流量范围 0 1L/min ;(流量稳定可调，恒流误差小于2%,采样前和采样后使用皂膜流量计校准采样器的流量，误差应小于5% ;)(4) 具塞比色管：1
11、0mL ;五、采样1. 标准我国国家标准居室空气中甲醛的卫生标准(GB/T16127-1995 )规定：居民空气中甲醛的最高容许浓度为0.08 mg/立方米。酚试剂分光光度法(GB/T18024.26 2000)中建议的采样时间是20min。用一个内装5ml吸收液的大型气泡吸收管，以 0.5 L/min的流量，采气10L，并记录采样时采样点的温度和大气压力（采样后样品在室温下应在24h内分析）2标准曲线的绘制：取10mL具塞比色管，按表1配制标准系列。1甲醛标准系列AvV 口1r 1f标准工作液/ml吸收液/ml甲醛含量/（4）00.05.000.0010.104.900.1020.204.8
12、00.2030.404.600.4040.604.400.6050.804.200.8061.004.001.0071.503.501.5082.003.002.00六、分析步骤采样后，将5ml样品溶液全部转入10ml比色管中，向各管中加入0.4mL的1%硫酸铁鞍溶液，摇匀，室温下显色 30分钟。用10mm比色皿，在630nm波长下，以水作参比（未采样5ml的吸收液做试剂空白）。以甲醛含量为横座标， 吸光度为纵座标，绘制曲线，并计算回归斜率，以斜率倒数作为样品测定的计算因子Bg （微克/吸光度）。采样后，将样品溶液全部转入比色管中，用少量吸收液洗吸收管，合并使总体积为5ml，加入0.4ml硫酸
13、铁钱溶 液，显色15min。测定吸光度（A）；在每批样品测定的同时，用5ml未采样的吸收液作试剂空白，测定试剂空白的吸光度 （A0）。七、结果可靠性分析标准工作曲线甲醛含量/卩g/5ml 0.000.100.200.400.600.80吸光度Abs0.0000.0170.0530.1380.2040.2900.7211.502.000.539甲醛含量浏定标准工作曲线y*吸光度线性吸光度）Uc标准偏差甲醛含量0.0245080850.71标准误差S值0.00788Sxx0.366949待测值C值0.345C=0.3450 x 10? - 310=0.00345mg/m 3<0.08 mg/
14、m 3结果可靠性分析：1 采样体积引入的相对不确定度Urel (V0)；采样器流量引入的相对不确定度Urel (Q),i. Q C1型采样器流量误差V 5%,按矩形分布，k = 3 ； Urel(Q )=5%/ V3=0. 0 28 9;ii采样器时间定时引入的相对不确定度u re 1 ( T )QC-1型气采样时间误差V 1 %,按矩形分布，k = 3, Urel(T)=1%/ V3= 0. 00 5 7;iii.温度计测量引入的相对不确定度Urel ( t )0100C温度计大气误差为土 1C,按矩形分布,k = 3, Urel (t) =1 / V3 /( 27 3+ 25)=0.001
15、9;综上，采样体积引入的相对不确定度Urei ( V0)= V(0.02892+0.00572+0.00192) =0.02952. 制备10卩g/ml甲醛标准溶液引入的不确定度Urel (标准)i.容量瓶引起的标准不确定度标准溶液定容用容量瓶1 00 m I ( A级)，其相对标准不确定度为0. 000 577(国家技术监督局)ii. 硫代硫酸钠标准溶液的不确定度可由标准溶液证书得到，按矩形分布计算，标准不确定度为：0. 00015/V3 = 0.0000 87,其相对标准不确定度为：0. 000087 / 0.1099 = 0.000792。iii. 甲醛标准溶液的不确定度标定时两次平行滴
16、定的体积偏差为0.03 m I，标定液的体积约为20 m I，可按三角分布计算，标定的标准不确定度为0. 003/6 = 0.012,其相对标准不确定度为:0.012/20 =0.00061 合成上述分量得标准溶液制备引起的总的相对标准不确定度为:Urel (标液)=A/( 0. 000572+0.0007922+0.000612) =0.001153. 标定曲线不确定度：Urel =.02451分光光度计吸光度读数相对不确定度分光光度计吸光度分辨率为0.0 01A，因此其量化误差不确定度:Urel (仪)=0.001/V3-0.3 17 5 = 0. 00 1 82 o综上，空气样品中甲醛检
17、测结果的相对标准不确定度为:Urel/ C)=乂 0.02952+0.001152+0.24512+0.001822)=0.2568甲醛浓度测定的标准不确定度:因采样10L,那么样品浓度为0.0275 mg/m3合成标准不确定度为U c ( c ) = 0.0275 x 0. 2568=0 .01926m g / m 3.测定结果：本例空气中甲醛浓度为(0.00345 士 0.01926) m g / m3.讨论：由于实验测得的空气内甲醛浓度较小，所以其相对不确定度较高，归结为标准曲线相对不确定度稍大。而该室内空气中甲醛不致对人体健康造成损害。八、注意事项:/1 )绘制标准时与样品测定时温差不
18、超过20 C；(2) 标定甲醛时，在摇动下逐滴加入30%氢氧化钠溶液，至颜色明显减退，再摇片刻，待退 呈淡黄色，放置应褪至无色？若见加入过量，则5ml盐酸溶液(1:5 )不足以使溶液酸化；(3) 当与二氧化硫共存时，会使结果偏低，可以在采样时，使气体先通过装有硫酸镭滤纸的过 滤器，排除干扰。九、参考文献：1GB/T16127-1995居室空气中甲醛的卫生标准S.2CNASC L 07,测量不确定度评估和报告通用要求S3CNAS GL05，测量不确定度要求的实施指南S4JJF1059 -1 999,测定不确定度评定与表示S5倪蓉，杨龙彪，张燕比色法测定空气中三氧化縮的不确定度J中国卫生检验杂 志,2005,15 (8) : 975 .