靈敏度:測試溶液中氰離子濃度改變10倍時的響應值之差為 57±3mV/25℃。
檢出限為0.5μg/10mL,若採樣體積為24L時,檢出限濃度為0.02mg/m3;測定範圍為1~100μg/10mL,若採樣體積為24L時,可測濃度範圍為0.04~4mg/m3。
2 原理
空氣中的氰化氫被氫氧化鈉溶液吸收。以氰離子選擇電極測量吸收液的電位值,這種電位值的變化與溶液中氰離子活度的對數成能斯特線性關係。根據電位值,計算氰化氫的濃度。
3 試劑
3.1 吸收液:在1000mL 0.1mol/L氫氧化鈉溶液中加 10g硝酸鉀,溶解後於塑料瓶中保存。
3.2 標準溶液:稱量0.3g氰化鉀於100mL吸收液中,此液為標準儲備液,用下述標準硝酸銀溶液標定其準確濃度。
標定方法:精確吸取儲備液10.0mL於錐形瓶中,加入 0.1mL試銀靈指示劑(0.02g試銀靈溶解於100mL丙酮中),用0.0200mol/L硝酸銀溶液滴定,使溶液由黃色變成混濁的橙紅色即為滴定終點。滴定操作重複兩次,兩次滴定所用標準硝酸銀溶液的體積誤差不超過0.05mL。然後,按下式計算氰化氫的濃度: 08.110×⋅VM=c
式中:c ——氰化氫溶液的濃度,mg/mL;
M ——硝酸銀溶液濃度, mol/L;
V ——硝酸銀溶液的體積,mL;
1.08 ——氰化物換算成氰化氫的係數。
臨用前用吸收液將儲備液稀釋成l.00mL含100μg和1.00mL含10μg氰化氫的標準溶液。
4 儀器
4.1 氣泡式吸收管:普通型,有10mL刻度線。
4.2 空氣採樣器:流量範圍0.2~1L/min。流量穩定,使用時,用皂膜流量計校準採樣系列在採樣前和採樣後的流量,流量誤差應小於5%。
4.3 離子活度計或精密酸度計(精度±1mV)。
4.4 氰離子選擇電極(AgI型):氰離子濃度範圍1×10-6~1×10-3 mol/L,其能斯特斜率在25℃時不小於54mV。響應時間小於3min。
4.5 雙鹽橋飽和甘汞電極:外充0.1mol/L硝酸鉀溶液。
4.6 磁力攪拌器。
4.7 燒杯,25mL。
5 採樣
用一個內裝10mL吸收液的氣泡吸收管(吸收管的進氣口塞有少量乙酸鉛棉花除去空氣中硫化物),以 0.8L/min流量,採氣24L。記錄採樣時的氣溫和大氣壓力。
6 操作步驟
6.1 標準曲線的繪製
取5個25mL燒杯,按下表製備標準系列。
0 1 2 3 4 5
10μg/mL標準溶液 HCN V/mL 0 0.10 0.50 1.00
100μg/mL標準溶液 HCN V/mL 0.50 1.00
吸收液V/m 10.0 9.9 9.5 9.0 9.5 9.0
氰化氫含量m/μg 0 1 5 10 50 100
各放入一根塑料套鐵芯棒,分別置於磁力攪拌器上,插入氰離子選擇電極和雙鹽橋飽和甘汞電極,攪拌2min後,測量溶液的電位值(mV)。以氰化氫含量(μg)為對數格的橫坐標,測量電位(mV)為等距格的縱坐標,繪製標準曲線。
6.2 樣品測定:採樣後,用水補充到採樣前吸收液的體積。再按繪製標準曲線的操作步驟,測量樣品溶液的電位值(mV)。從標準曲線上查出氰化氫含量(μg)。
在每批樣品測定的同時,用10mL未採樣的吸收液,按相同操作步驟作試劑空白的測定。
7 結果計算00VAAc−=
式中:c ——空氣中氰化氫的濃度,mg/m3;
A ——樣品溶液中氰化氫的含量,μg;
A0——試劑空白溶液中氰化氫的含量,μg;
V0——換算成標準狀況下的採樣體積,L。
8 精密度和準確度
精密度:當氰化氫含量為1~50μg/10mL時,重複測定的相對標準差為0.5%~3.2%。
9 說明
9.1 幹擾與排除。電極測量的是游離的氰離子(CN-),對已形成氰絡合物(R-CN)不能被直接測定。空氣中的硫化氫和硫化物、碘化物對氰離子電極測定有嚴重幹擾,可在吸收管的進氣口塞有乙酸鉛棉花能除去這些化合物的幹擾。
9.2 注意事項
9.2.1 氰離子選擇電極在使用前一定要充分活化,尤其對一支新電極一定要在10-5mol/L的氰化鉀溶液中浸泡活化2h,再浸泡在水中2天。日常工作中也應避光浸泡在水中,這樣在臨用時,可不必再活化。若活化時間不充分,電極的響應曲線不穩定,且達不到 5×10-7mol/L的線性檢出下限。
9.2.2 氰離子電極測定氰化氫需在鹼性介質中(pH≥12)進行,切勿長期浸入 CN-含量高(濃度大於 10-3mol/L)的溶液中,以免電極性能下降,敏感膜失效。
10 參考文獻
10.1 崔九思,王欽源,王漢平主編,大氣汙染監測方法(第二版),pp.846~849,化學工業出版社,北京,1997
附錄 氰化氫基本性質
氰化氫HCN為無色極易揮發的液體,分子量27.03,有苦杏仁氣味,相對密度0.6876(20℃/4℃);熔點-14℃;沸點26℃;22℃時蒸氣壓為 87.7kPa;蒸氣相對密度0.94(對空氣)。氰化氫易溶於水、醇及醚.氰化物(氰酸鹽)在高溫條件或酸作用下可分解放出氰化氫,金屬氰化合物由於受陽光照射而分解,也可放出氰化氫,並容易從水溶液中逸散到空氣中。它在空氣中以氣體狀態存在。
2
氰化氫經呼吸道及消化道迅速吸收,進入機體後,與高鐵型細胞色素氧化酶結合,變成氰化高鐵型細胞色素氧化酶,失去傳遞氧的作用,引起組織缺氧而致中毒。人在 0.5~1h內吸入100~200mg/m3氰化氫,即可引起死亡。突然間吸入高濃度劑量,一滴液體氫氰酸可在幾秒鐘內使人斃命。氰化物的測定,有用生成偶氮染料的比色法和氰離子選擇電極法等。在比色法中所用偶合顯色劑有吡啶-聯苯胺、吡啶-對苯二胺、吡啶-巴比妥酸、異煙酸-吡唑啉酮等。其中由於苯胺法靈敏度低,吡啶試劑用量大有異臭,同時聯苯胺試劑有致癌毒性,此法早已不採用。採用異煙酸-巴比妥酸作顯色劑,具有毒性小,靈敏度高的特點,所以一般選用此試劑作為比色法顯色劑。離子選擇電極法具有準確、靈敏、快速、簡便、且測定濃度範圍寬,可滿足環境空氣中監測檢驗的要求。同時該法不使用有毒試劑等特點,國內外多已採用。