空气中二氧化硫的测定

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、实验原理

1.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。为避免汞的污染，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570mm处进行测定。

测定范围为10mL样本溶液中含0.3—20μg SO2。若采样体积为20L，则可测浓度范围为0.015—1.000mg/m3。 2.方法特点

加入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，加入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； 本方法克服了四氯汞盐吸收=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15—25℃，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；

本方法也克服了汞的污染。 二、实验试剂

（一）吸收液储备液（甲醛—邻苯二甲酸氢钾）：称取2.04g邻苯二甲酸氢钾和0.364g乙二胺四乙酸二钠（EDTA—2Na）溶于水中，加入5.5ml3.7g/L甲醛溶液，用水稀释至1000ml，混匀。

（二）吸收液使用液：吸取吸收液储备液25ml于250ml容量瓶中，用水稀释至刻度。

（三）氢氧化钠溶液CNaOH=2mol/L：称取4gNaOH溶于50ml水中。 （四）氨基磺酸0.6g/100ml：称取0.3g氨基磺酸，溶解于50ml水中，并加入1.5ml 2mol/L NaOH溶液pH=5。

（五）盐酸副玫瑰溶液0.025g/100ml。

（六）碘溶液（1/2 I2=0.10mol/L）：称取1.27g碘于烧杯中，加入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。

（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。

（八）硫代硫酸钠标准溶液（CNa2S2O3=0.1mol/L）。

（九）二氧化硫标准储备溶液：称取0.1g亚硫酸钠（Na2SO3）及0.01g乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA—2Na）溶于100ml新煮沸并冷却的水中，此溶液每ml含有相当于（320～400）μg二氧化硫。溶液需放置（2～3）小时后标定其准确浓度。

标定方法：吸取20.00ml二氧化硫标准储备溶液，置于250ml碘量瓶中，加入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，加入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进行空白试验，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备溶液的浓度：

Cso2

(V0 V) CNa2S2O3 32.02

20.00

1000

（十）二氧化硫标准使用液：吸取二氧化硫标准储备液Xml

X [

5.0 g/ml 50ml

CSO2

]于50ml容量瓶中，用吸收液使用液定容至刻度。

三、测定步骤 （一） 采样

用一个内装8mL采样吸收液的多孔玻板吸收管，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

0= ×

273

× 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，分别加入0.5mL0.6g/100mL氨基磺酸钠溶液，0.5mL2.0mol/LNaOH溶液，充分混匀后，再加入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）。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/℃ 显色时间/分钟 稳定时间/分钟

10 15 40 20 50 40

20 15 30

25 10 20

30 5 10

根据实验室室温条件，选择20℃对应显色条件进行操作。

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（μg）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 2（μg）。 四、 注意事项

(一)加入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，加入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1μg Mn2+或0.3μg以上Cr6+时，对本方法测定有负干扰。加入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%。

(四)本方法克服了四氯汞盐吸收－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(15～25)℃，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。 五、 实验数据记录及处理 （一） SO2标准储备液浓度的测定

根据上述对SO2标准储备液浓度进行标定，标定结果如下：

表2 SO2标准储备液标定数据

将两组数据分别代入计算公式可得：

V0 V CNa2S2O3×32.02

×1 000

(17.78 14.76)×0.1024×32.02 C1 =×1 000=495.11μg/mL

(17.78 14.72)×0.1024×32.02C2 =×1 000=501.66μg/mL

495.11 501.66

498.38 g/mL 求平均值可得： Cso2

2

CSO2=

（二） SO2标准使用液使用量计算

根据上述计算结果，可以计算：

5.0μg/mL×50mL = SO2

5.0μg/mL×50mL =

= 0.50mL

因此，SO2标准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

273101.8

V0=0.5 L/分钟 ×40分钟× × =18.73L

（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

换算公式： M = 5.0μg/mL × L； 其中：M——SO2含量（μg）；

L——SO2标准使用液添加体积。

以SO2含量（μg）为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线：

采用origin软件进行线性拟合得： Y = A + B * X

Parameter Value Error

------------------------------------------------------------ A 0.05249 0.0048 B 0.02491 5.09761E-4

------------------------------------------------------------ R SD N P

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