第三章 环境化学实验
实验一 天然水中油的测定
一、实验目的
1.加深对环境中油类污染的认识，了解油类的主要分析方法和技术。
2.理解液-液萃取的原理和掌握液-液萃取的基本操作方法。
3.掌握紫外分光光度计的使用和水中油的紫外分光光度法的原理和技术。
二、实验原理
水中的矿物油主要来自工业废水和生活污水的污染。采用紫外分光光度法比重量法简单。具有操作简单，精密度好，灵敏度高的特点。石油中含有的具有共轭体系的物质在紫外光区有特征吸收峰。带有苯环的芳香族化合物主要吸收波长为250～260nm，带有共轭双键的化合物主要吸收波长为215～230nm。一般原油的两个吸收峰波长为225nm及256nm，其他油品如燃料油、润滑油等的吸收峰也与原油相近。鉴于水中的油来源复杂，标准油样品之间存在差异性，实验前一定浓度的标准油样品通过紫外波长扫描，结合标准油的紫外光谱，确定合适的检测波长。本方法测定波长选为256nm，最低检出浓度为0.05mg/L，测定上限为10mg/L。
三、仪器与试剂
1.紫外分光光度计（具有1cm石英比色皿）。
2.石油醚（60～90）提纯：透光率应大于80%。
纯化：将石油醚通过变色硅胶柱后收集于试剂瓶中。以水为参比，在256nm处透光率应大于80%。
3.100mL的分液漏斗。
4.50mL的容量瓶。
5.玻璃砂芯漏斗。
6.滤纸。
7.标准油。
8.标准油的储备液：准确称取标准油品0.100g，溶于石油醚中，移入100mL的容量瓶中，稀释至标线，储存于冰箱中，此溶液浓度为1.00mg/mL。
9.标准油使用液：临用前把上述标准油储备液用石油醚稀释10倍，此溶液浓度为0.100mg/mL。
10.无水硫酸钠。
11.氯化钠。
12.（1+1）硫酸。
四、实验步骤
1.标准曲线绘制：把油标准储备液用石油醚稀释为每毫升含0.100mg油的标准使用液。向6个10mL比色管中依次加入0.100mg/mL油标准液0，0.5mL，1.0mL，2.0mL，5.0mL，10.0mL，用石油醚稀释至刻度线。最后在波长256nm处，用1cm石英比色皿，以石油醚为参比液，测定标准系列的吸光度，并绘制标准曲线（A-C曲线）。
2.准确量取水样50.00mL，仔细移入100mL分液漏斗中，加入5mL（1+1）硫酸（若水样取样时已酸化，可不加硫酸）及2g氯化钠，加塞摇匀，用15mL石油醚洗涤采样瓶，并把此洗液移入分液漏斗中，充分振荡2min（注意放气），静置分层。把下层水样放入原采样瓶中，上层石油醚转入50mL容量瓶中，再加入10mL石油醚，重复抽提水样一次，合并提取液于容量瓶中。加入石油醚稀释至刻线，摇匀。若容量瓶里有水珠或浑浊，可加少量无水硫酸钠脱水。脱水操作如下：
将石油醚萃取液通过内铺有5mm厚的无水硫酸钠层的砂芯漏斗，滤入干净、干燥的50mL容量瓶中。
3.在波长256nm处，用1cm石英比色皿，以脱芳烃的石油醚为参比，测定其吸光度，并利用标准曲线，计算出相应浓度值。
五、实验结果记录与整理
1.油的标准曲线数据记录见表3-1。
表3-1 油的标准曲线
2.水样的测定数据记录见表3-2。
表3-2 水样的测定
六、结果与讨论
1.油的浓度（C油）
（3-1）
式中 C——从标准曲线上查出的相应浓度，mg/mL；
V1——被测水样体积，mL；
V2——石油醚定容体积，mL。
2.采集的样品必须有代表性。一般在水表面以下20～50cm处取水样。
3.为了保存水样，采集样品之前，可向瓶里加入硫酸，每升水样加5mL（1+1）硫酸，使水样pH<2，以抑制微生物活动，低温下（<4℃）保存。在常温下，样品可保存24h。
4.使用的器皿应避免有机物污染。
5.测定时所用石油醚应为同一批号，否则会因空白值不同产生误差。
6.石油醚纯度较低时，或缺乏脱芳烃条件，亦可采用己烷作萃取剂。以水作参比，在波长225nm测定，透光率应不大于80%。
7.因油品的特征吸收峰不同，如果难以确定测定的波长时，可以采用标准曲线配制方法。取浓度为0.05mg/mL的溶液，波长在200～350nm，每隔1nm，用1cm比色皿，以石油醚为参比液测定吸收光谱图（以吸光度为纵坐标，波长为横坐标的吸光度曲线），得到最大吸收峰的位置，一般在220～225nm。
七、思考题
1.水中油的测定的常见方法有哪些，比较各种方法的优缺点？
2.简述确定最适波长的方法。
双语词汇
标准曲线 standard curve
紫外分光光度计ultraviolet spectrophotometer
石油醚petroleum ether
标准油standard oil
比尔-朗伯定律Bill-Lambert Law
知识拓展
紫外分光光度计使用的注意事项
1.开机前检查确认仪器光路中无阻挡物，关上样品室，打开仪器电源，仪器自检，预热30min后才能进入测试状态。
2.保持比色皿的透光表面透明光洁，确认比色皿内干净无残留物，若测试波长小于300nm，必须使用石英比色皿，供试溶液浓度除特殊标明外，其吸光度以在0.3～0.7为宜。
3.在每次使用后检查样品室是否积存有溢出溶液。经常擦拭样品室，以防废液对部件或光路系统的腐蚀。
4.光度计仪器液晶显示器和键盘日常使用和保护时应注意防止划伤，防水，防尘，防腐蚀。
5.尽量减少光源的开关数以延长光源使用期限。刚关闭的光源灯不能立即重新启动，要待其冷却到室温后再开。
6.取用比色皿时，手指应拿毛玻璃面的两边，装盛样品以比色皿体积的66%～80%最佳，千万不能让液体太多，防止液体外泄腐蚀仪器；使用易挥发溶液时要加盖，透光性面需用擦镜纸自上而下擦洗干净，检视应无溶剂残留。吸收池放入样品室时应特别注意方向一样。用后要溶剂或水清洗干净，晾干防灰储存。