紫外分光光度法测定水中油含量
2026-07-15 来源:本站 点击次数:26
摘要：介绍了采用紫外分光光度法测定水中的含油量．依据朗伯－比尔定律选择256nm 检测光波长选取标准油样用最小二乘法对实验数据进行线性回归列出回归方程并对方法的检出限以及准确度、精密度进行了实验分析．此外与红外吸收光谱法进行了对比实验．实践证明该方法简单可行测得的数据准确可靠。
引言
为防止油类物质对水体的污染，必须经常测定水体中油的含量，常用的分析方法有石油醚萃取重量法、红外分光光度法、紫外分光光度法、荧光光度法、比浊法等多种方法．其中红外光度法作为GB/T16488－1996的推荐方法．笔者运用紫外分光光度法测定水中油含量，与红外吸收光谱法对比，结果证明实验方法简单可行，结果准确可靠。
1.实验部分
1.1实验原理
紫外分光光度法测定水中的油，是基于油中含有的带有共轭键和苯环的芳香族化合物在紫外区有特征吸收为基础，因而可借助于该法测定具有共轭双键结构的物质的含量来确定环境水样中的含油量。
本方法的理论基础是基于朗伯－比尔光吸收定律
A＝εbc 其中，A 为吸光度；ε为吸光系数；c 为浓度；b 为光程。
1.2仪器与试剂
②硫酸溶液
③油标准贮备液（1000mg/L）：准备称取100mg标准油于烧杯中，加入少量石油醚，溶解。全量转移到100mL 容量瓶中，并稀释至标线，混匀。
④油标准使用液（50mg/L）：移取5mL 油标准贮备液于100mL容量瓶中，用石油醚稀释至标线，混匀。
1.3波长的选择
石油及其产品在紫外光区都有特征吸收区．带有苯环的芳香族化合物主要吸收波长为250~260nm，一般原油的两个吸收峰波长分别为225和256nm，带有共轭双键的化合物主要吸收波长为215～230nm，其他油品如燃料油、润滑油等吸收波长也与原油相近．不同的样品吸收值不同．为使测定结果有较高的灵敏度和准确度，必须对入射波长进行认真地选择，其关键是：要使检测波长等于被测物质的吸收波长，被选好的波长既应是该物质的最大吸收波长，也应是该物质的最佳吸收波长．若同时满足上述条件才能作为该物质的测定波长．
由图1我们看出被测油品在波长225nm以及256nm处有明显的吸收，然而实验所使用的石油醚试剂在现有的实验条件下，进行了脱芳、蒸馏提纯操作后，在波长225nm 处透过率只能达到85％，在波长256 nm处透过率完全达到100％，综合考虑“吸收最大，干扰最小”，我们实验所选择的测定波长是256nm．
1.4标准油品的选取
在对污水油的测定中，标准油品的选择是至关重要的，它直接影响测定结果是否准确．为了使测定结果尽可能接近真实值，我们选择被测样品中石油醚提取物作为标准油．因为这样获得的标准油品和被测样品中的成分基本一致．可消除标准油品和被测样品成分不一致造成的偏差，选择标准油品时，应根据标准油品在测定波长下与被测定样品的吸光度是否一致作为判断．本实验操作所使用的标准油品就是油水分离厂中隔油池中提取的油品．如果没有实际的标准油样，我们需要用石油醚从水样中萃取油品，将石油醚萃取液通过内铺无水硫酸钠的砂芯漏斗，脱水、过滤．再将滤液置于水浴上蒸出石油醚，然后置于恒温箱内赶尽残余的石油醚，可获得实验需要的“标准油”。
1.5绘制标准曲线
分别配制10.0，20.0，30.0，40.0，50.0mg/L的系列标准样品．用1cm 石英比色皿，以石油醚为空白参比，依次测定上述系列样品的吸光度，所得数据列于表1。
为准确反映样品浓度与吸光度之间的关系，我们用“最小二乘法”对实验数据进行回归，这样得到标准曲线，见图2。
2.实验结果与讨论
2.1样品分析
实验采集的水样是大连市某油水分离场的含油污水，油含量较高，所以我们把经过3mL 硫酸溶液酸化过的水样20mL转入锥形漏斗中，取10mL石油醚洗涤采样瓶后移入分液漏斗中，振荡2min，超声震动除去气泡，静置分层．将下层水样放入原水样瓶中．用滤纸卷吸干分液漏斗颈内水分，石油醚萃取液移入50mL 容量瓶中．将萃取过的水样倒回原分液漏斗中，加10mL 石油醚重复萃取一次，将萃取液合并于上述容量瓶中，加石油醚至标线，混匀。
平行三次测定，由标准曲线计算出污水中油含量为79．30±0．10mg/L。
2.2测定紫外法检出限的实验
我们在选定的入射波长处，对空白液共测定六批各为平行双样。
该法的检出限为
式中，Sb为空白样品多次测量结果的标准偏差；b为标准曲线的斜率．
2.3紫外法的准确度、精密度实验
为了验证本方法的准确度和精密度，考察整个测定过程的系统误差和偶然误差，取标准油样溶于石油醚中，配制成所需浓度的溶液，然后准确吸取一定量的标准溶液置于蒸馏水中，配成已知浓度的含油污水．在酸性条件下萃取，用石油醚稀释至一定体积．在 JASCO V－55分光光度计上测定其吸光度，再换算为含油量，测量数据记入表2内。
从表2中的数据可以看出，紫外法测污水中油含量准确度高，相对误差不超过3％，回收率在97％～101％之间，精密度也很高，变异系数不超过0．3％．
2.4紫外法与红外法测油的对比实验
我们采用润滑油UV－42作为标准油，分别以石油醚和四氯化碳为溶剂，配制100mg/L 的标准油使用液，然后依次配制成浓度为10．0，20．0，30．0，40．0，50．0mg/L 的系列标准样品．如前述绘制标准曲线步骤一样，可分别得到吸光度（A）与浓度（C）的回归直线方程．准确吸取4mL的标准油使用液，置于100mL 蒸馏水中．这样就配制成已知浓度的含油污水，在酸性条件下萃取两次，分别用石油醚和四氯化碳稀释至25mL，测定其吸光度，再分别换算为水中含油量．
从表3中数据可以看出，紫外法与红外法测得的结果都比较接近真实值．通过对两种方法的F检验与t检验，证明两组数据的精密度及测定结果无显著差异．
3.结束语
本实验通过对标准溶液的分析测定，采用最小二乘法进行线性回归，测定结果的准确度比较高，相对误差没有超过3％，回收率在97％ ～101％之间．精密度也很高，变异系数不超过0.3％．采取空白液的方法来确定方法的检出限可达到0.03mg/L．与作为国家水质标准分析方法的红外吸收光谱法进行对比实验，两种方法没有显著差异。
因此，紫外分光光度法测定水中油含量简单、快速，测定结果是准确可靠的。
文章来源：
[1]庞艳华,丁永生,公维民.紫外分光光度法测定水中油含量[J].大连海事大学学报,2002,(04):68-71.DOI:10.16411/j.
cnki.issn1006-7736.2002.04.020.
引言
为防止油类物质对水体的污染，必须经常测定水体中油的含量，常用的分析方法有石油醚萃取重量法、红外分光光度法、紫外分光光度法、荧光光度法、比浊法等多种方法．其中红外光度法作为GB/T16488－1996的推荐方法．笔者运用紫外分光光度法测定水中油含量，与红外吸收光谱法对比，结果证明实验方法简单可行，结果准确可靠。
1.实验部分
1.1实验原理
紫外分光光度法测定水中的油，是基于油中含有的带有共轭键和苯环的芳香族化合物在紫外区有特征吸收为基础，因而可借助于该法测定具有共轭双键结构的物质的含量来确定环境水样中的含油量。
本方法的理论基础是基于朗伯－比尔光吸收定律
A＝εbc 其中，A 为吸光度；ε为吸光系数；c 为浓度；b 为光程。
1.2仪器与试剂
- 仪器：分光光度计（配1cm石英比色皿一套）；100mL 分液漏斗；20mL 比色管；100mL 容量瓶；50mL 容量瓶。
- 试剂：
②硫酸溶液
③油标准贮备液（1000mg/L）：准备称取100mg标准油于烧杯中，加入少量石油醚，溶解。全量转移到100mL 容量瓶中，并稀释至标线，混匀。
④油标准使用液（50mg/L）：移取5mL 油标准贮备液于100mL容量瓶中，用石油醚稀释至标线，混匀。
1.3波长的选择
石油及其产品在紫外光区都有特征吸收区．带有苯环的芳香族化合物主要吸收波长为250~260nm，一般原油的两个吸收峰波长分别为225和256nm，带有共轭双键的化合物主要吸收波长为215～230nm，其他油品如燃料油、润滑油等吸收波长也与原油相近．不同的样品吸收值不同．为使测定结果有较高的灵敏度和准确度，必须对入射波长进行认真地选择，其关键是：要使检测波长等于被测物质的吸收波长，被选好的波长既应是该物质的最大吸收波长，也应是该物质的最佳吸收波长．若同时满足上述条件才能作为该物质的测定波长．
由图1我们看出被测油品在波长225nm以及256nm处有明显的吸收，然而实验所使用的石油醚试剂在现有的实验条件下，进行了脱芳、蒸馏提纯操作后，在波长225nm 处透过率只能达到85％，在波长256 nm处透过率完全达到100％，综合考虑“吸收最大，干扰最小”，我们实验所选择的测定波长是256nm．
1.4标准油品的选取
在对污水油的测定中，标准油品的选择是至关重要的，它直接影响测定结果是否准确．为了使测定结果尽可能接近真实值，我们选择被测样品中石油醚提取物作为标准油．因为这样获得的标准油品和被测样品中的成分基本一致．可消除标准油品和被测样品成分不一致造成的偏差，选择标准油品时，应根据标准油品在测定波长下与被测定样品的吸光度是否一致作为判断．本实验操作所使用的标准油品就是油水分离厂中隔油池中提取的油品．如果没有实际的标准油样，我们需要用石油醚从水样中萃取油品，将石油醚萃取液通过内铺无水硫酸钠的砂芯漏斗，脱水、过滤．再将滤液置于水浴上蒸出石油醚，然后置于恒温箱内赶尽残余的石油醚，可获得实验需要的“标准油”。
1.5绘制标准曲线
分别配制10.0，20.0，30.0，40.0，50.0mg/L的系列标准样品．用1cm 石英比色皿，以石油醚为空白参比，依次测定上述系列样品的吸光度，所得数据列于表1。
为准确反映样品浓度与吸光度之间的关系，我们用“最小二乘法”对实验数据进行回归，这样得到标准曲线，见图2。
A＝bC＋a＝0.0136C＋0.0019；r＝0．9998
2.实验结果与讨论
2.1样品分析
实验采集的水样是大连市某油水分离场的含油污水，油含量较高，所以我们把经过3mL 硫酸溶液酸化过的水样20mL转入锥形漏斗中，取10mL石油醚洗涤采样瓶后移入分液漏斗中，振荡2min，超声震动除去气泡，静置分层．将下层水样放入原水样瓶中．用滤纸卷吸干分液漏斗颈内水分，石油醚萃取液移入50mL 容量瓶中．将萃取过的水样倒回原分液漏斗中，加10mL 石油醚重复萃取一次，将萃取液合并于上述容量瓶中，加石油醚至标线，混匀。
平行三次测定，由标准曲线计算出污水中油含量为79．30±0．10mg/L。
2.2测定紫外法检出限的实验
我们在选定的入射波长处，对空白液共测定六批各为平行双样。
该法的检出限为
式中，Sb为空白样品多次测量结果的标准偏差；b为标准曲线的斜率．
2.3紫外法的准确度、精密度实验
为了验证本方法的准确度和精密度，考察整个测定过程的系统误差和偶然误差，取标准油样溶于石油醚中，配制成所需浓度的溶液，然后准确吸取一定量的标准溶液置于蒸馏水中，配成已知浓度的含油污水．在酸性条件下萃取，用石油醚稀释至一定体积．在 JASCO V－55分光光度计上测定其吸光度，再换算为含油量，测量数据记入表2内。
从表2中的数据可以看出，紫外法测污水中油含量准确度高，相对误差不超过3％，回收率在97％～101％之间，精密度也很高，变异系数不超过0．3％．
2.4紫外法与红外法测油的对比实验
我们采用润滑油UV－42作为标准油，分别以石油醚和四氯化碳为溶剂，配制100mg/L 的标准油使用液，然后依次配制成浓度为10．0，20．0，30．0，40．0，50．0mg/L 的系列标准样品．如前述绘制标准曲线步骤一样，可分别得到吸光度（A）与浓度（C）的回归直线方程．准确吸取4mL的标准油使用液，置于100mL 蒸馏水中．这样就配制成已知浓度的含油污水，在酸性条件下萃取两次，分别用石油醚和四氯化碳稀释至25mL，测定其吸光度，再分别换算为水中含油量．
从表3中数据可以看出，紫外法与红外法测得的结果都比较接近真实值．通过对两种方法的F检验与t检验，证明两组数据的精密度及测定结果无显著差异．
3.结束语
本实验通过对标准溶液的分析测定，采用最小二乘法进行线性回归，测定结果的准确度比较高，相对误差没有超过3％，回收率在97％ ～101％之间．精密度也很高，变异系数不超过0.3％．采取空白液的方法来确定方法的检出限可达到0.03mg/L．与作为国家水质标准分析方法的红外吸收光谱法进行对比实验，两种方法没有显著差异。
因此，紫外分光光度法测定水中油含量简单、快速，测定结果是准确可靠的。
文章来源：
[1]庞艳华,丁永生,公维民.紫外分光光度法测定水中油含量[J].大连海事大学学报,2002,(04):68-71.DOI:10.16411/j.
cnki.issn1006-7736.2002.04.020.
相关文章
更多 >