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环境科学与工程综合实验:污水中油的测定方法

时间:2023-10-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:此法测定的是酸化样品中可被石油醚萃取的,且在实验过程中不挥发的物质总量。应定容采样,并将水样全部移入分液漏斗测定,以减少油附着于容器壁上引起的误差。标准油采用受污染地点水样中的石油醚萃取物。如有困难可采用15号机油、20号重柴油或环保部门批准的标准油。水样加入1~5倍含油量的苯酚,对测定结果无干扰,动、植物性油脂的干扰作用比红外分光光度法小。用塑料桶采集或保存水样,会引起测定结果偏低。

环境科学与工程综合实验:污水中油的测定方法

(一)实验目的和要求

(1)掌握水中测定油的方法以及适用范围。

(2)学习水中油的萃取方法。

(二)实验方法

1.质量法

(1)实验原理 以硫酸酸化水样,用石油醚萃取矿物油,蒸除石油醚后,称其质量。

此法测定的是酸化样品中可被石油醚萃取的,且在实验过程中不挥发的物质总量。溶剂去除时,使得轻质油有明显损失。由于石油醚对油有选择地溶解,因此,石油的较重成分中可能含有不为溶剂萃取的物质。

(2)实验仪器与试剂

①仪器:分析天平恒温箱;恒温水浴锅;分液漏斗1000mL;干燥器;直径11cm中速定性滤纸。

②试剂:1+1硫酸;氯化钠

石油醚:将石油醚(沸程30~60℃)重蒸馏后使用100mL石油醚的蒸干残渣不应大于0.2mg。

无水硫酸钠:在300℃马福炉中烘1h,冷却后装瓶备用。

(3)测定步骤

①在采集瓶上做一容量记号后(以便以后测量水样体积),将所收集的大约1L已经酸化的(pH<2)水样,全部转移至分液漏斗中,加入氯化钠,其量约为水样量的8%。用25mL石油醚洗涤采样瓶并转入分液漏斗中,充分摇匀3min,静置分层并将水层放入原采样瓶内,石油醚层转入100mL锥形瓶中。用石油醚重复萃取水样两次,每次用量25mL,合并三次萃取液于锥形瓶中。

②向石油醚萃取液中加入适量无水硫酸钠(加入至不再结块为止),加盖后,放置0.5h以上,以便脱水。

③用预先以石油醚洗涤过的定性滤纸过滤,收集滤液于100mL已烘干至恒重的烧杯中,用少量石油醚洗涤锥形瓶、硫酸钠和滤纸,洗涤液并入烧杯中。

④将烧杯置于(65±5)℃水浴上,蒸出石油醚。近干后再置于(65±5)℃恒温箱内烘干1h,然后放入干燥器中冷却30min,称量。

(4)计算

式中 W1——烧杯加油总质量,g

W2——烧杯质量,g

V——水样体积,mL

(5)注意事项

①分液漏斗的活塞不要涂凡士林

②测定废水中石油类时,若含有大量动、植物性油脂,应取内径20mm、长300mm、一端呈漏斗状的硬质玻璃管,填装100mm厚活性层析氧化铝(在150~160℃活化4h,未完全冷却前装好柱),然后用10mL石油醚清洗。将石油醚萃取液通过层析柱,除去动、植物性油脂,收集馏出液于恒重的烧杯中。

③采样瓶应为清洁玻璃瓶,用洗涤剂清洗干净(不要用肥皂)。应定容采样,并将水样全部移入分液漏斗测定,以减少油附着于容器壁上引起的误差。

2.紫外分光光度法

(1)实验原理 石油及其产品在紫外光区有特征吸收,带有苯环的芳香族化合物,主要吸收波长为250~260nm;带有共轭双键的化合物主要吸收波长为215~230nm。一般原油的两个主要吸收波长为225nm及254nm。石油产品中,如燃料油润滑油等的吸收峰与原油相近。因此,波长的选择应视实际情况而定,原油和重质油可选254nm,而轻质油及炼油厂的油品可选225nm。

标准油采用受污染地点水样中的石油醚萃取物。如有困难可采用15号机油、20号重柴油或环保部门批准的标准油。

水样加入1~5倍含油量的苯酚,对测定结果无干扰,动、植物性油脂的干扰作用比红外分光光度法小。用塑料桶采集或保存水样,会引起测定结果偏低。

(2)实验仪器

分光光度计:(具215~256nm波长)10mm石英比色皿。(www.xing528.com)

②分液漏斗:1000mL。

容量瓶:50mL。

④玻璃砂芯漏斗:G3型25mL。

(3)试剂

①标准油:用经脱芳烃并重蒸馏过的30~60℃沸程的石油醚,从待测水样中萃取油品,经无水硫酸钠脱水后过滤。将滤液置于(65±5)℃水浴上蒸出石油醚,然后置于(65±5)℃恒温箱内赶尽残留的石油醚,即得标准油品。

②标准油贮备溶液:准确称取标准油品0.100g溶于石油醚中,移入100mL容量瓶内,稀释至标线,贮于冰箱中。此溶液每毫升含1.00mg油。

③标准油使用溶液:临用前把上述标准油贮备液用脱芳烃石油醚稀释10倍,此液每毫升含0.10mg油。

④无水硫酸钠:在300℃下烘1h,冷却后装瓶备用。

⑤脱芳烃石油醚(60~90℃馏分):将60~100目粗孔微球硅胶和70~120目中性层析氧化铝(在150~160℃活化4h)在未完全冷却前装入内径25mm(其他规格也可)、高750mm的玻璃柱中。下层硅胶高600mm,上面覆盖50mm厚的氧化铝,将60~90℃馏分的石油醚通过此柱以脱除芳烃。收集石油醚于细口瓶中,以水为参比,在225nm处测定处理过的石油醚,其透光率不应小于80%。

⑥硫酸(1+1)。

⑦氯化钠。

(4)测定步骤

①标准曲线的绘制:向7个50mL容量瓶中,分别加入0、2.00mL、4.00mL、8.00mL、12.00mL、20.00mL、25.00mL标准油使用溶液,用脱芳烃石油醚(60~90℃馏分)稀释至标线。在选定波长处,用10mm石英比色皿,以脱芳烃石油醚为参比测定吸光度,经空白校正后,绘制标准曲线。

②油类的萃取:将已测量体积的水样,仔细移入1000mL分液漏斗中,加入1+1硫酸5mL酸化(若采样时已酸化,则不需加酸)。加入氯化钠,其量约为水量的2%。用20mL脱芳烃石油醚(60~90℃馏分)清洗采样瓶后,移入分液漏斗中。充分振摇3min,静置使之分层,将水层移入采样瓶内。

将石油醚萃取液通过内铺约5mm厚度无水硫酸钠层的玻璃砂芯漏斗,滤入50mL容量瓶内。

将水层移回分液漏斗内,用20mL石油醚重复萃取一次,同上操作。

用10mL石油醚洗涤玻璃砂芯漏斗,其洗涤液均收集于同一容量瓶内,并用脱芳烃石油醚稀释至标线。

③吸光度的测定:在选定的波长处,用10mm石英比色皿,以脱芳烃石油醚为参比,测量其吸光度。

④空白值的测定:取与水样相同体积的纯水,与水样操作步骤制备空白实验溶液,测量吸光度。

⑤由水样测得的吸光度,减去空白实验的吸光度后,从标准曲线上查出相应的油含量。

(5)计算

式中 m——从标准曲线中查出相应油的量,mg/L

V——水样体积,mL

(6)注意事项

①不同油品的特征吸收峰不同,如难以确定测定的波长时,可向50mL容量瓶中移入标准油使用溶液20~25mL,用脱芳烃石油醚稀释至标线,在波长为215~300nm,用10mm石英比色皿测得吸收光谱图(以吸光度为纵坐标,波长为横坐标的吸光度曲线),得到最大吸收峰的位置。一般在220~225nm。

②使用的器皿应避免有机物污染。

③水样及空白测定所使用的石油醚应为同一批号,否则会由于空白值不同而产生误差。

④如石油醚纯度较低,或缺乏脱芳烃条件,也可采用己烷作萃取剂。把己烷进行重蒸馏后使用,或用水洗涤3次,以除去水溶性杂质。以水作参比,于波长225nm处测定,其透光率应大于80%方可使用。

(7)思考与讨论

质量法和紫外分光光度法测定水中石油类有何区别与联系。

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