铬能以二价、三价或六价形态存在,且均是有色离子.铬的比色测定可以分别利用Cr3+、CrO42-、Cr2O72-等不同价态参与的显色反应.氢氧化铬具有两性,pH5时呈沉淀析出而在强碱性溶液中(pH13)又被溶解.六价铬呈氧化性,铬的比色测定方法中最好的是二苯氨基脲法,此法具有较高的灵敏度和选择性,是现在测定痕量铬的主要方法.测定大量铬时可应用EDTA比色法.此外用于比色测定Cr(Ⅲ)的试剂还有铬天蓝S、邻苯二酚紫、茜素S等等.
有人曾提出过间接的胶束增敏法测定铬.即Cu(Ⅱ)与铬天蓝S在有氯化十四烷基二甲基苄铵(Zeph)存在下有着灵敏的颜色反应(ε530=7.3×104),而该反应能被三价铬所破坏而退色,按其退色程度测定铬的含量.当铬量在0.04-1.2ppm时遵守比耳定律.方法灵敏度为0.0008微克Cr/厘米2.几种铬的光度测定方法如表Ⅷ-12所列.
表Ⅷ-12 铬的光度测定法
试剂 |
灵敏度* (波长毫微米) |
测定范围 (ppm) |
pH | 溶剂 | 干扰元素 | 稳定性 |
二苯氨基脲 | 0.65(540) | 0.02-1 | 0.2N H2SO4 | 水 |
Mo(Ⅵ),Fe(Ⅲ), V(Ⅴ) |
1小时 |
2-甲基-8-羟基喹啉 | 0.15(410) | 0.1-7 | 5.3-6.0 | 氯仿 | Ga,In | 稳定 |
8-羟基喹啉 | 0.14(420) | 0.1-8 | 6-8 | 氯仿 | Ni,Fe(Ⅲ) | 稳定 |
8-氨基喹啉 | 0.04(550) | 0.5-20 | 1.8 | 丁醇氯仿 |
Fe(Ⅲ),Mn(Ⅶ), Ce(Ⅳ),V(Ⅴ) |
稳定 |
铜、铬天蓝S | 1.36(530) | 0.02-0.5 | 9.5 | 水 |
Fe(Ⅲ), Al, Ni,Co, Mn(Ⅱ),Ca |
4小时 |
EDTA | 0.004(545) | 5-20 | 3-6 | 水 | Cu,Fe(Ⅲ),Co,Ni | 稳定 |
*铬1微克/毫升,1厘米比色皿的吸光度.
二苯氨基脲法
二苯氨基脲在酸性介质中与Cr(Ⅵ)形成紫色的水溶性化合物,是比色测定铬的灵敏方法(ε542=3.4×104).关于该反应的机理至今仍不很清楚,但已肯定六价铬在反应中被还原为三价,同时试剂被氧化为缩氨脲,
为了用二苯氨基脲法测定铬(Ⅲ),首先需将其氧化至六价.常用的氧化剂有KMnO4和(NH4)2S2O8(在有银离子催化时),过量的KMnO4可加入叠氮化钠来分解,或在有二价锰离子存在下加热将它转变为水合二氧化锰而沉淀,再过滤除去.(NH4)2S2O8的除去可用加热分解的方法,或加入叠氮化钠分解它.此外,其他的氧化剂有:高氯酸、溴、氧化银(Ⅱ)、铋酸钠、过氧化钠及在碱性溶液中用过氧化氢来氧化它.应用本方法测定铬时溶液酸度的控制颇重要,通常调节成0.1-0.2N H2SO4(pH~1)为宜,盐酸是应该避免应用的.由于该方法的选择性较好,仅仅当Fe,V,Mo,Cu和Hg大量存在时有干扰.碲(Ⅲ)的影响可加磷酸或EDTA掩蔽,钼用草酸掩蔽,汞(Ⅱ)转变为氯络合物掩蔽,钒与铬(Ⅵ)的分离可在pH~4时用8-羟基喹啉萃取之.本方法可用于各种金属中铬的测定,也用于天然水、有机化合物和生物材料、硅酸盐及空气中微量铬的分析中.
试剂和溶液:
1.二苯氨基脲 0.25%丙酮溶液.称取0.25克试剂溶解在加有1毫升硫酸(1:9体积比)的100毫升丙酮中,溶液需存放暗处且不宜长期放置;2.铬(Ⅵ)标准溶液 1毫克/毫升铬.溶解2.8300克K2Cr2O7(经140℃烘干)于水中并稀至1升,制作标准曲线时根据需要稀释之;3.高锰酸钾溶液 ~0.1N;4.叠氮化钠 0.25%溶液.
测定步骤:取铬含量在40微克以下的分析试液一份置于烧杯中,倘试液中有Cl-离子存在,需加入少量硫酸加热蒸发到SO3冒白烟逸出为止.待残渣冷却后加入25毫升水,3-5滴KMnO4溶液,盖上表面皿微微加热15分钟,控制溶液中硫酸浓度至0.1-0.2N.如果加热时KMnO4的颜色已消失,则再补加KMnO4溶液数滴,然后滴加叠氮化钠以分解过量的氧化剂直至攻瑰色消退.为了保证操作的安全,叠氮化钠溶液绝不允许很快大量加入,必须每加一滴后停几秒钟再加第二滴,以免反应过剧而引起爆炸.溶液冷却后定量地移入容量瓶中,加入1毫升二苯氨基脲,用水稀释至刻度,摇匀后在546毫微米处(或黄绿色滤光片)光度测定.用水作比较溶液.