分光光度法測(cè)定空氣中甲醛的實(shí)驗(yàn)探究

梅州市梅江區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站 廣東梅州 514071

摘要：本文就分光光度法測(cè)定空氣中的甲醛進(jìn)行了探究，結(jié)合了一系列具體的實(shí)驗(yàn)研究，簡(jiǎn)述了幾點(diǎn)實(shí)驗(yàn)部分的要點(diǎn)，并對(duì)空氣中甲醛測(cè)定不同的時(shí)間顯色，進(jìn)行測(cè)定比較，以提高樣品測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度及精密度。

關(guān)鍵詞：分光光度法；測(cè)定甲醛；實(shí)驗(yàn)

甲醛是一種無(wú)色、有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，易溶于水、醇和醚。甲醛在常溫下是氣態(tài)，若人體不慎吸入一定濃度的甲醛則會(huì)對(duì)身體造成嚴(yán)重的損害。然而，在人們的日常生活中，許多地方都會(huì)釋放一定量的甲醛，因此，為了防止對(duì)人體造成不必要的損害，測(cè)定空氣中的甲醛含量顯得尤為重要。基于此，本文就分光光度法測(cè)定空氣中的甲醛進(jìn)行了探究，相信對(duì)環(huán)境監(jiān)測(cè)單位能提供到有益的參考和借鑒。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原理

甲醛氣體經(jīng)水吸收后，在pH值為6的乙酸-乙酸銨的緩沖溶液中，與乙酰丙酮作用，生成穩(wěn)定的黃色化合物，在波長(zhǎng)413nm處測(cè)定。甲醛顯色化學(xué)反應(yīng)機(jī)理見圖1。

圖1 乙酰丙酮與甲醛在氨性介質(zhì)中反應(yīng)機(jī)理

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

721分光光度計(jì)，10mL比色管、10.00mL吸量管，電爐。

1.3 主要試劑

5.00μg/mL的甲醛標(biāo)準(zhǔn)使用液，100mg/L的甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，重蒸的乙酰丙酮，實(shí)驗(yàn)用水為不含有機(jī)物的水。

2.實(shí)驗(yàn)與結(jié)果討論

2.1 顯色時(shí)間的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

顯色是否完全對(duì)于該方法測(cè)定環(huán)境空氣中的甲醛至關(guān)重要。取六條標(biāo)準(zhǔn)曲線，分別采用沸水浴3分鐘、放置0.5、1.0、2.0、4.0、12小時(shí)不同的顯色時(shí)間進(jìn)行顯色，測(cè)定吸光度，建立回歸曲線，并進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)顯示：加入顯色劑后放置2小時(shí)以上，所得曲線斜率與沸水浴3分鐘顯色方式所得曲線斜率基本相近，相關(guān)系數(shù)都是0.9999以上，而放置0.5和1.0小時(shí)所得曲線雖然線性很好，但斜率偏低，靈敏度較低。通過(guò)吸光度的比較，我們發(fā)現(xiàn)在1小時(shí)以內(nèi)甲醛與乙酰丙酮未完全反應(yīng)，至少需放置2小時(shí)以上，二者基本反應(yīng)完全，所得吸光度基本保持不變，說(shuō)明甲醛與乙酰丙酮生成的化合物穩(wěn)定性較好。依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率理論范霍夫近似規(guī)則，溫度每升高10K，化學(xué)反應(yīng)速率增加2～4倍，故在我們實(shí)際分析過(guò)程中，可以依據(jù)顯色溫度的不同，適當(dāng)?shù)卦黾踊驕p少放置時(shí)間。

2.2 不同顯色時(shí)間下樣品測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度及精密度

在實(shí)驗(yàn)2.1的基礎(chǔ)上，本文對(duì)不同放置時(shí)間下樣品測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度及精密度作了進(jìn)一步的測(cè)定，結(jié)果如表1所示：放置2小時(shí)和4小時(shí)的測(cè)試結(jié)果與國(guó)標(biāo)GB/T15516-1995《空氣質(zhì)量甲醛的測(cè)定-乙酰丙酮分光光度法》相比，分析結(jié)果準(zhǔn)確，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差及加標(biāo)回收率均滿足分析要求。實(shí)驗(yàn)2.1和實(shí)驗(yàn)2.2充分說(shuō)明：在試樣中加入顯色劑后，至少放置2小時(shí)以上進(jìn)行顯色與國(guó)標(biāo)方法沸水浴3分鐘顯色等效。從化學(xué)反應(yīng)熱力學(xué)來(lái)講，甲醛與乙酰丙酮反應(yīng)屬于自發(fā)反應(yīng)，常溫下即可發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)活化能較高，反應(yīng)速率較低，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，沒有改變甲醛與乙酰丙酮的反應(yīng)生成物，故放置兩小時(shí)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間與沸水浴3分鐘所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致。

表1 不同顯色時(shí)間下樣品的測(cè)試結(jié)果

2.3 同一顯色時(shí)間，試劑加入的先后順序?qū)y(cè)試結(jié)果的影響

在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室選擇2小時(shí)進(jìn)行顯色，對(duì)試劑的添加順序進(jìn)行優(yōu)化，樣品的加入順序與顯色劑的加入順序進(jìn)行互換，測(cè)試結(jié)果如表2所示。數(shù)據(jù)顯示，顯色劑與樣品加入順序的先后對(duì)測(cè)定結(jié)果沒有任何影響。

表2 顯色劑加入順序的不同對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響

2.4 實(shí)際樣品的比對(duì)測(cè)試

根據(jù)甲醛吸收液的特點(diǎn)，采樣后直接測(cè)定進(jìn)行了大量的比對(duì)實(shí)驗(yàn)，選取部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果，見表3。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較，發(fā)現(xiàn)GB/T15516-1995《空氣質(zhì)量甲醛的測(cè)定-乙酰丙酮分光光度法》與提前加入顯色劑直接采樣后測(cè)