炼锌净化液内NO2-测定

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本文作者：梁龙伟张旭刘永帅毛圣华作者单位：昆明理工大学

在湿法炼锌的电沉积过程中，若有残存的NO3－和NO2－会对电沉积过程有一定负面影响，经验指出，NO3－的浓度每增加5mg/L，电流效率就下降1%，对锌电积沉积物的形态也有不良影响〔1〕。

在某些湿法炼锌厂二段净化过程中使用β-萘酚除钴时，配制α-亚硝基-β-萘酚溶液需加入适量的亚硝酸钠〔2〕，为了避免残存的NO3－，NO2－对电沉积产生影响，必要时要定量检测溶液中NO2－的含量。

测定NO2－的方法很多〔3〕，如紫外分光光度法〔4〕、色谱分析法〔5〕、动力学光度法〔6〕和荧光光度法〔7〕等，国内测定NO2－的标准方法仍为重氮偶合比色法〔8〕，该法虽然有较高的灵敏性和选择性，但所用试剂和显色反应稳定性差，Cu2+，Fe3+，I－等对测定有影响，所用试剂本身又是毒性大的致癌物质，废液污染环境。目前应用于测定湿法炼锌溶液中NO2－的相关方法还未见报道，用现有的紫外分光光度法测定NO2－时，常会遇到NO3－和一些无机物的干扰，用岛津UV－1601型紫外－可见分光光度计在水介质中同时扫描NO3－，NO2－时，分别在202nm和209nm处有一吸收峰〔9〕，两者区分度小，不能准确测量溶液中NO2－的含量。本文研究了在盐酸介质中，NO2－在波长359.0nm处有一吸收峰，而不会受到NO3－和其它杂质的干扰，灵敏度高，选择性强，适用于测定湿法炼锌溶液中NO2－的含量。

1实验部分

1.1试剂

盐酸:(1+1);亚硝酸钠标准液:准确称取1.515g亚硝酸钠于烧杯中，加水搅拌溶解，移入1000mL容量瓶中，加水稀释至刻度，此溶液NO2－浓度为1g/L;硝酸钠标准液:准确称取1.371g硝酸钠于烧杯中，加水搅拌溶解，移入1000mL容量瓶中，加水稀释至刻度，此溶液NO3－浓度为1g/L;所用试剂均为分析纯，实验用水为去离子水。

1.2仪器

UV-1601型紫外-可见分光光度计(日本岛津公司)

1.3实验方法

移取适量亚硝酸钠标准液于50mL容量瓶中，加入1mL盐酸(1+1)，加水稀释至刻度，摇匀，在紫外－可见分光光度计上以水为参比，用1cm比色皿在波长300～400nm范围内进行扫描，读出在波长359nm处的吸光度，由工作曲线可算得试液中NO2－的含量。

2结果与讨论

2.1吸收光谱

按照实验方法分别配制40mg/LNO2－(0.1mol/L盐酸介质)，40mg/LNO2－(水介质)，0.1mol/L盐酸水溶液，以水为空白，在UV－1601型紫外－可见分光光度计上在波长300～400nm范围内扫描，所得吸收光谱(见图1)由图1可以看出，在0.1mol/L盐酸介质中，NO2－在359nm处有一强吸收峰，其峰值比在水介质中大一倍，而0.1mol/L盐酸水溶液基本没有吸光度，说明在适量的盐酸介质中有利于提高本方法的灵敏度。本文选定波长359nm为NO2－的测定波长。

2.2盐酸用量的影响

固定其它因素，按照实验方法，分别配制成0.1，0.2，0.4，1mol/L的盐酸介质，含NO2－为40mg/L的水溶液，以水为空白，在UV－1601型紫外－可见分光光度计上在波长300～400nm范围内扫描，在波长359nm处的吸光度值见表1。

由表1可以看出，不同盐酸浓度下，40mg/LNO2－在359nm处的吸光度基本不变，说明酸度对实验的影响不大，综合考虑，本文选定在0.1mol/L盐酸介质中测定。

2.3Zn2+浓度的影响

固定其它因素，按照实验方法，分别配制成含Zn2+为0.32，0.8，1.6，3.2g/L的溶液，以水为空白，在UV—1601型紫外—可见分光光度计上在波长300～400nm范围内扫描，在波长359nm处得吸光度值见表2。由表2可知，在不同Zn2+浓度下，40mg/LNO2－在359nm处的吸光度基本不变，说明湿法炼锌净化液中大量的Zn2+(含Zn2+130～160g/L)不干扰测定。

2.4NO3－的影响

按照实验方法，分别配制40mg/LNO3－(0.1mol/L盐酸介质)水溶液，40mg/LNO2－和40mg/LNO3－(0.1mol/L盐酸介质)水溶液，以水为空白，在UV－1601型紫外－可见分光光度计上在波长300～400nm范围内扫描，所得波形图，见图2。由图2可以看出，同等浓度的NO3－在波长300～400nm处吸光度几乎为零，说明溶液中可能存在的NO3－不会影响测定，避免了在波长200～210nm处NO3－对测定NO2－的干扰，选择性更强。

2.5试液中共存离子的影响

本文进行可能存在于试液中不同离子的干扰情况的实验。结果表明，试液中大量Zn2+，SO42－，K+，Na+及微量残存的Cu2+，Cd2+，Fe2+，Fe3+，Co2+，As3+，Ge4+，Sb3+，Pb2+，Ca2+，Mg2+，Mn2+，F－，Cl－不干扰NO2－的测定。

2.6工作曲线的绘制

准确吸取0.25，1.0，2.5，5.0，10.0mL的含NO2－浓度为1g/L的亚硝酸钠标准液于50mL容量瓶中，以下按实验方法操作，读出在波长359nm处的吸光度值，绘制工作曲线如图3所示。由工作曲线可知，NO2－的浓度在5～200mg/L范围内符合比尔定律，线性回归方程为A=0.0011yNO2－+0.0041，(y:mg/L)，相关系数为0.9989。摩尔吸收系数为3.68×104L/(mol•cm)。

2.7检出限及方法的准确度

按照实验方法进行5次空白测定，算得标准偏差为1.2%，根据检出限公式计算出该方法的检出限〔10〕为5.36mg/L。用二次蒸馏水配制成含Zn2+(分析纯硫酸锌)为150g/L，NO2－为40mg/L的溶液，按照试验方法对该溶液进行5次平行测定，测定结果见表3，该方法的相对标准偏差为0.24%。

3样品分析

取适量某湿法炼锌厂试液于50mL容量瓶中，加入1mL盐酸(1+1)，加水稀释至刻度，以下按实验方法进行，同时做加标回收实验，测定结果见表4。由测试结果可见，加标回收率在100%～105%之间，方法的准确度较好。

4结论

本文提出了在盐酸介质中，不加任何显色剂，于紫外-可见分光光度计上直接测定，读出在波长359nm处的吸光度，由工作曲线计算出试液中NO2－含量的新方法，该方法简单，快速，受干扰性低。用于某些湿法炼锌厂实际样品的测定，获得较满意的结果。