空气中二氧化硫的测定实验报告.docx

1、空气中二氧化硫的测定实验报告实验十三空气中二氧化硫含量的测定甲醛溶液吸收-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法一、概述二氧化硫(SO2)又名亚硫酸酐，分子量为64.06，为无色有很强刺激性气体，沸点10；熔点76.1；对空气的相对密度2.26。极易溶于水，在0时，1L水可溶解79.8L，20溶解39.4L。也溶于乙醇和乙醚。二氧化硫是一种复原剂，与氧化剂作用生成三氧化硫或硫酸。二氧化硫对结膜和上呼吸道粘膜具有强烈辛辣刺激性，其浓度在0.9mg/m3或大于此浓度就能被大多数人嗅觉到。吸入后主要对呼吸器官的损伤，可致支气管炎、肺炎，严重者可致肺水肿和呼吸麻痹。二氧化硫是大气中分布较广，影响较大的主要污染物之一

2、，常常以它作为大气污染的主要指标。它主要来源于以煤或石油为燃料的工厂企业，如火力发电厂、钢铁厂、有色金属冶炼厂和石油化工厂等此外，硫酸制备过程及一些使用硫化物的工厂也可能排放出二氧化硫。测定二氧化硫最常用的化学方法是盐酸副玫瑰苯胺比色法，吸收液是四氯汞钠(钾)溶液，与二氧化硫形成稳定的络合物。为防止汞的污染，近年用甲醛溶液代替汞盐作吸收液。二、实验目的1. 通过对空气中二氧化硫含量的监测，初步掌握甲醛溶液吸收-盐酸副玫瑰苯酚风光光度法测定空气中的二氧化硫含量的原理和方法。2.在总结监测数据的根底上，对校区环境空气质量现状二氧化硫指标进展分析评价。三、实验原理1.二氧化硫的根本性质二氧化硫SO2

3、又名亚硫酸酐，分子量为64.06，为无色有很强刺激性的气体，沸点为-10，熔点为-76.6，对空气的相对密度为2.26。极易溶于水，在0时，1L水可溶解79.8L SO2，20溶解39.4L SO2，也溶于乙醇和乙醚。SO2是一种复原剂，与氧化剂作用生成SO3或H2SO3。2.盐酸副玫瑰苯酚分光光度法测定SO2最常用的化学方法是盐酸副玫瑰苯酚分光光度法，吸收液是Na2HgCl4或K2HgCl4溶液，与SO2形成稳定的络合物。为防止汞的污染，近年来用甲醛溶液代替汞盐作吸收液。SO2被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸加成化合物，与盐酸副玫瑰苯胺作用，生成紫红色化合物，用风光光度计在570m

4、m处进展测定。测定范围为10mL样本溶液中含0.320g SO2。假设采样体积为20L，那么可测浓度范围为0.0151.000mg/m3。3.方法特点参加氨磺酸钠溶液可消除氮氧化物的干扰，采样后放置一段时间可使臭氧自行分解，参加磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐，可以消除或减小某些重金属的干扰；空气中一般浓度水平的某些重金属和臭氧、氮氧化物不干扰本法测定；本方法克制了四氯汞盐吸收=盐酸副玫瑰苯酚风光光度法对显色温度的严格要求，适宜的显色温度范围较宽，为1525，可根据室温加以选择。但样品应与标准曲线在同一温度、时间条件下显示测定；本方法也克制了汞的污染。四、实验试剂一吸收液储藏液甲醛邻苯二甲酸氢钾：称取

5、2.04g邻苯二甲酸氢钾和0.364g乙二胺四乙酸二钠EDTA2Na溶于水中，参加5.5ml 3.7g/L甲醛溶液，用水稀释至1000ml，混匀。本试剂由实验室准备二吸收液使用液：吸取吸收液储藏液25ml于250ml容量瓶中，用水稀释至刻度。学生完成三氢氧化钠溶液aOH=2mol/L：称取4gNaOH溶于50ml水中。本试剂由实验室准备四氨基磺酸0.6g/100ml：称取0.3g氨基磺酸，溶解于50ml水中，并参加1.5ml 2mol/L NaOH溶液pH=5。本试剂由实验室准备五盐酸副玫瑰溶液0.025g/100ml。本试剂由实验室准备六碘溶液1/2 I2=0.10mol/L：称取1.27g

6、碘于烧杯中，参加4.0g碘化钾和少量水，搅拌至完全溶解，用水稀释至100ml，储存于棕色瓶中。本试剂由实验室准备七淀粉溶液0.5g/100ml：称取0.5g可溶性淀粉，用少量水调成糊状，慢慢倒入100ml沸水中，继续煮沸至溶液澄清，冷却后存于试剂瓶中，临用现配。本试剂由实验室准备八硫代硫酸钠标准溶液a2S2O3=0.1mol/L。本试剂由实验室准备九二氧化硫标准储藏溶液：称取0.1g亚硫酸钠Na2SO3及0.01g乙二胺四乙酸二钠盐EDTA2Na溶于100ml新煮沸并冷却的水中，此溶液每ml含有相当于320400g二氧化硫。溶液需放置23小时后标定其准确浓度。标定方法：吸取20.00ml二氧化

7、硫标准储藏溶液，置于250ml碘量瓶中，参加50ml新煮沸但已冷却的水，20.00ml碘溶液1/2 I2=0.10mol/L及1ml冰乙酸，盖塞，摇匀。于暗处放置5min后，用0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至浅黄色，参加2ml 0.5g/100ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好褪去为终点。记录滴定所用硫代硫酸钠标准溶液的体积V，另取水20ml进展空白试验，记录空白滴定硫代硫酸钠的体积V0 。按下式计算二氧化硫标准储藏溶液的浓度：学生完成十二氧化硫标准使用液：吸取二氧化硫标准储藏液Xml 于50ml容量瓶中，用吸收液使用液定容至刻度。学生完成五、测定步骤（一）采样用一个内装8mL采样吸收液

8、的多孔玻板吸收管，以0.5L/分钟的流量，采样40分钟。同时，测定气温、气压。据此计算出相当于标准状态下的采样体积V0。附：体积换算式中，V0为相当于标准状态下的样品体积L；Vt为现场采样的体积L；t为采样时的气温；P为采样时的气压kPa。（二）标准曲线的绘制吸取SO2标准使用液0.00、0.25、0.50、1.00、2.00、4.00mL与10mL比色管中，用吸收使用液定容至10mL刻度处，分别参加0.5mL0.6g/100mL氨基磺酸钠溶液，0.5mL2.0mol/LNaOH溶液，充分混匀后，再参加2.5mL0.025g/100mL盐酸副玫瑰苯胺溶液，立即混匀。等待显色可放入恒温水浴中显色

9、。参照表1选择显色条件：表1 显色温度与显色时间对应表显色温度/1015202530显色时间/分钟402015105稳定时间/分钟5040302010根据实验室室温条件，选择20对应显色条件进展操作。依据显色条件，用10mm比色皿，以吸收液作参比，在波长570nm处，测定各管吸光度。以SO2含量g为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。（三）样品测定采样后，样品溶液转入10mL比色管中，用少量1mL吸收液洗涤吸收管内容物，合并到样品溶液中，并用吸收液定容至10mL刻度处。按上述绘制标准曲线的操作步骤，测定吸光度。将测得的吸光度值标在标准曲线上，通过查取或计算，得到样品中SO2的量g。六、考前须

10、知(一)参加氨磺酸钠溶液可消除氮氧化物的干扰，采样后放置一段时间可使臭氧自行分解，参加磷酸和乙二胺四乙酸二钠盐，可以消除或减小某些重金属的干扰。(二)空气中一般浓度水平的某些重金属和臭氧、氮氧化物不干扰本法测定。当10ml样品溶液中含有1g Mn2+或0.3g以上Cr6+时，对本方法测定有负干扰。参加环己二胺四乙酸二钠(简称CDTA)可消除0.2mg/L浓度的Mn2+的干扰；增大本方法中的加碱量(如加2.0mol/L的氢氧化钠溶液1.5ml)可消除0.1mg/L浓度的Cr6+的干扰。(三)二氧化硫在吸收液中的稳定性：本法所用吸收液在40气温下，放置3天，损失率为1%，37下3天损失率为0.5%

11、。(四)本方法克制了四氯汞盐吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法对显色温度的严格要求，适宜的显色温度范围较宽(1525)，可根据室温加以选择。但样品应与标准曲线在同一温度、时间条件下显色测定。七、实验数据记录及处理（一）SO2标准储藏液浓度的测定根据上述对SO2标准储藏液浓度进展标定，标定结果如下：表2 SO2标准储藏液标定数据起始刻度mL终止刻度mL滴定体积mL实验组10.0014.7614.7620.0014.7214.72空白组0.0017.7817.78将两组数据分别代入计算公式可得：求平均值可得： （二）SO2标准使用液使用量计算根据上述计算结果，可以计算： = 0.50mL因此，SO2标准

12、使用液的使用量应为0.50mL。（三）采样体积换算根据实验当天气温、气压条件：t = 20，P = 101.8kPa（四）标准曲线绘制不同浓度的SO2标准使用液吸光度测定结果见表3：表3 不同含量的SO2标准使用液吸光度测定结果SO2标准使用液添加体积0.000.250.501.002.004.00SO2含量g0.001.252.505.0010.0020.00吸光度0.0540.0830.1160.1840.2870.556换算公式： M = 5.0g/mL L；其中：MSO2含量g；LSO2标准使用液添加体积。以SO2含量g为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线：采用origin软件进展线

13、性拟合得：Y = A + B * XParameter Value Error-A 0.05249 0.0048B 0.02491 5.09761E-4-R SD N P-0.99916 0.00857 6 0.0001-得到标准方程：Y=0.02491X+0.05249；R=0.99916，说明吸光度与SO2含量为正比关系，符合实际。（五）实验结果计算样品经处理后，测得的吸光度为0.075。根据标准曲线的方程，可计算出样品中SO2的量g：因此空气中的SO2含量为：八、实验结果分析（一）数据有效性分析1.本次实验滴定SO2标准储藏液时，相对平均偏差为0.13%，测定结果可靠；2.标准曲线方程R

14、2值为0.99916，说明方程符合线性规律，方程可靠；3.实验最终计算得样品中SO2含量为0.90g，符合本方法中“测定范围为10mL样本溶液中含0.320g SO2的要求，因此选用该实验方法是可靠的；4.此外，本次实验操作较为标准，计算较为严谨。因此可以认为，本次实验的数据有效性高，结果准确、可靠。（二）结果分析与评价根据?环境空气质量标准?GB 3095-2012的根本规定以及?XX市环境空气质量功能区区划?穗府199923号的精神，XX大学东校区应当属于大气环境质量一类功能区，执行?环境空气质量标准?GB 3095-2012的一级标准。相关标准数据如表4：表4 SO2浓度限值标准g/m3

15、平均时间一级浓度限值二级浓度限值年平均206024小时平均501501小时平均150500本次实验受客观条件的限制，以1次采样分析结果模拟小时均值。实验结果得出监测点所在区域SO2浓度为48g/m3，到达上述标准要求，距离标准限值还有102g/m3，可认为该浓度符合环境空气质量标准的一级标准，监测点附近空气受SO2污染较小。九、相关讨论1.空气中二氧化硫测定方法的比照分析对目前实验中最常用的两种测量空气中二氧化硫浓度的方法四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法和甲醛缓冲液-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法进展分析比拟。四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法甲醛缓冲液-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法实验方法用采样后的

16、吸收液全部移入10ml 具塞比色管中，用少量采样后的吸收液洗涤进气管内壁3 次后移入具塞比色管中，摇匀，取1.0ml 于25ml 具塞比色管中，加9.0ml 吸收液，摇匀后参加1.0ml 氨基磺酸溶液，摇匀，放置10min，准确参加2.0ml 甲醛溶液和5ml 盐酸副玫瑰苯胺溶液，用去离子水稀释至刻度，塞好塞子摇匀。在22水浴箱反响30min 后，于548nm 波长下，以水为空白测定吸光度。每个样品测3 次，以测得的吸光度均值减去空白管的吸光度均值后，由标准曲线得二氧化硫的含量g。假设样品液中待测物的浓度超过测定范围，可用吸收液稀释后测定，计算时乘以稀释倍数。用采样后的吸收液全部移入10ml

17、具塞比色管中，用少量采样后的吸收液洗涤进气管内壁3 次后移入具塞比色管中，取4.0ml 于25ml 具塞比色管中，参加6ml 吸收液，摇匀后参加1.0ml 氨基磺酸溶液，摇匀，放置10min。参加1.0ml 氢氧化钠溶液后迅速参加3ml 盐酸副玫瑰苯胺溶液，塞好塞子摇匀。在22水浴箱反响15min 后，于575nm 波长下，以水为空白测定吸光度。每个样品测3 次，以测得的吸光度均值减去空白管的吸光度均值后，由标准曲线得二氧化硫的浓度g/ml。假设样品液中待测物的浓度超过测定范围，可用吸收液稀释后测定，计算时乘以稀释倍数。测量结果准确度和精细度比照比照大气样品测量结果比拟两种检测方法所需主要试剂

18、本钱及效果比照四氯汞钾法在实验本钱上远远大于甲醛吸收法。在22水浴箱中反响，四氯汞钾法要30min 后才显色明显，颜色为玫瑰色，稳定性不好。甲醛缓冲液法在同等条件下13min 就可显色，颜色为红色，稳定性好。四氯汞钾法显色所需时间比甲醛吸收法久，稳定性比甲醛吸收法差详见表3。比照结论：两种方法检出结果差异无统计学意义，准确度及准确度等方面结果相近。从试剂毒副作用、环境保护、实验消耗本钱等方面来看，甲醛缓冲液-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法优于四氯汞钾-盐酸副玫瑰苯胺分光光度法。2.空气中二氧化硫测定实验条件的优化。选择适宜的测定条件, 减少实验误差, 保证实验结果的准确性甲醛缓冲溶液吸收盐酸副玫瑰苯

19、胺分光光度法测定空气中的二氧化硫时,对实验条件中的显色温度与显色时间要控制得很严格, 否那么测定将出现严重偏差。总结出一套用“甲醛法测定二氧化硫时的显色温度、显色时间控制方法。选定与室温相接近的控制温度(一般选定巧-25 ), 利用水浴准确控制显色温度将样品按三个一组分为假设干分析测定单元, 每个分析单元之间控制显色反响的时间间隔为5 m in( 间隔时间可视样品个数不同而延长或缩短, 也可根据学生的操作熟练程度而定) ,从而保证每个样品(样品单元)能在规定的时间内显色同样的时间后被测定完毕, 也就保证了样品分析条件的一致性, 使结果准确, 可比性增强。如果超过显色的稳定时间, 测定结果将偏低

20、。由于温度和显色时间对测定样品影响很大, 因此绘制校准曲线应与样品测定同时进展, 以消除因显色温度和时间不同而产生的误差, 同时必须作空白试验。合理改良实验器皿, 降低操作难度, 提高教学效率将“ A 管所用的比色管改为一样体积大小的试管, 经过屡次尝试后, 发现实验精度和准确性不受任何影响, 而且操作过程较以前简单, 学生更容易掌握。因试管中内壁光滑,不滞留溶液, 故“倾倒过程要求较松, 不需“空干片刻缩短了操作时间, 降低了操作难度, 也更能保证实验结果的准确度和精细度, 大大提高教学效率。十、实验结论1.本次实验采用甲醛溶液吸收盐酸副玫瑰苯胺分光光度法，绘制出的SO2含量与吸光度标准曲线方程为：Y=0.02491X+0.05249，R=0.99916，说明吸光度与SO2含量为正比关系，拟合程度较好，符合实际。2.本次实验求得测量点空气中的SO2的含量为0.048mg/m3，到达环境空气质量标准的一级标准，但因测量点单一且测量时间较短，该次测量结果并不具代表性，不能完全说明东校区空气中SO2含量的实际情况。