气态污染物氯化氰的分光光度法测定

    邓桂春 张朝红 李 兵 高晓东 臧树良3

    (辽宁大学化学科学与工程学院 ,沈阳 110036)

    摘 要 探索了氯化氰(CNCl)气体在不同介质中的稳定性和可吸收性 ,及光度测定条件 ,方法用于三聚

    氯氰工厂烟道气、车间空气及厂区空气中 CNCl 含量的测定。结果满意。

    关键词 氯化氰 ,气态污染物 ,三聚氯氰 ,分光光度法

    2000206225收稿;2001201205接受。

    本文系辽宁省科学技术基金资助课题(编号972088)

    1 引 言

    氯化氰(CNCl)是一种剧毒气体 ,溶于水 ,有极强的催泪性。环境中 CNCl 主要来源于三聚氯氰生产

    中未完全聚合的单体 ,以尾气形式排放到大气和水体中;此外 ,又是用氯化法处理含氰废水的产物;CNCl

    也是氯胺化消毒饮用水的二次污染物 ,已被列入 U. S EPA(美国环保局)的黑名单中〔 1〕。有关空气中

    CNCl 的分析 ,目前国内外尚未见报道。CNCl 的水质分析中 ,光度法〔 2 ,3〕 和色谱法应用较多 ,如 HPLC 〔 4〕

    和 IC 〔 5〕 也是采用柱后反应光度法测定。我国有40多家三聚氯氰生产工厂 ,目前尚无尾气 CNCl 的标准

    分析方法。在文献〔 2〕中 ,我们曾报道用异烟酸代替恶嗅的吡啶 ,采用异烟酸2巴比妥酸光度法测定水样

    中CNCl 含量。本文采用该法测定气体中 CNCl 含量 ,CNCl 标准溶液 ,由标准 CN-

    含量换算成 CNCl 含

    量。并在实验室中制备出 CNCl 气体 ,对 CNCl 稳定性、吸收性等进行实验研究 ,对气体工作曲线与溶液

    标准曲线进行比较验证。提出用 CN-

    做标准 ,分析气态污染物 CNCl 含量的方法 ,该法具有简便快速 ,安全易操作 ,精密度好 ,准确度高的特点 ,对三聚氯氰生产尾气 ,车间空气 ,厂区及化工厂、制药厂空气进

    行测定 ,分析结果满意。

    2 实验部分

    2. 1 主要仪器与试剂

    760MC双光束紫外可见分光光度计(上海第三分析仪器厂) ;Libror AEL2200 型电子天平(日本岛津

    公司) ;GS 2Ⅲ型交直流两用大气采样机(上海宏伟仪表厂) ;空盒气压表(长春气象仪表厂) 。

    CNCl 标准溶液:称取一定量分析纯 KCN ,按文献〔 2〕 配制和标定; pH = 5. 8的Na2HPO42NaH2PO4 缓冲

    溶液;1 %的异烟酸2巴比妥酸混合溶液。

    2. 2 实验方法

    2. 2. 1 氯化氰气体的制备 用氯气氧化氰化钾制取 CNCl。称取 MnO2 于反应瓶中 ,滴加盐酸制出氯

    气 ,Cl2 经过水洗 ,浓硫酸脱水后 ,进入盛有 KCN的产气瓶中 ,在水温30～40 ℃的条件下 ,产生的 CNCl 气

    体收集在球胆式气袋中 ,气体制备装置安装在通风橱中 ,装置示意图见图1。

    2. 2. 2 实验方法 以一定的流速和采气时间 ,采集气袋中的 CNCl 气体 ,在 25. 00 mL 容量瓶中 ,以 H2O

    为吸收液 ,吸收所采集的气体 ,然后 ,依次加入 5. 0 mL 异烟酸2巴比妥酸溶液 ,以去离子水稀释至刻度 ,25 ℃室温下发色40 min ,以试剂空白为参比 ,用1 cm比色皿 ,在598 nm波长下测定吸光度值。

    3 结果与讨论

    3. 1 酸度对吸收曲线的影响

    按实验方法 ,改变磷酸盐缓冲溶液的pH值 ,绘制吸收光谱曲线 ,在pH5. 2～8. 2范围内 ,最大吸收

    第29卷

    2001年5月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究简报

    Chinese Journal of Analytical Chemistry

    第5期

    565～568 图1 CNCl 制备装置图

    Fig. 1 Installations for the preparation of cyanogen chloride

    波长位于598 nm ,吸收峰强度随pH值的变化而改变 ,但吸收曲线的形状不变 ,当pH = 5. 8 时 ,吸光度值

    最大 ,在 ± 0. 4 pH单位内吸光度不变 ,故选择pH = 5. 8的Na2HPO42NaH2PO4 缓冲溶液 ,用量为5. 0 mL。

    3. 2 氰化钾浓度对 CNCl 产气效率的影响

    分别采用不同浓度的 KCN溶液200 mL ,制取 CNCl 气体 ,制气后立即采气 ,采气流量为 0. 1 L min ,采气时间分别为5s ,10s ,15s ,按实验方法测定吸光度值 ,试验结果表明 ,采气时间为 10 s和 15s时 ,CN-

    浓度对 CNCl 产气效率影响不大 ,采气时间短时 ,不易控制 ,因而造成的误差较大 ,而 CN-

    浓度不宜过

    高 ,为了使氰化钾充分利用 ,故选择浓度为0. 1 % KCN制备 CNCl 气体。采气流量为 0. 1 L min ,采气时

    间为10 s。

    3. 3 CNCl 气体的稳定性试验

    3. 3. 1 CNCl 在气袋中放置的稳定性 新制备的 CNCl 气体收集在气袋中 ,以显色液(510 mL EDTA +

    510 mL 缓冲溶液 + 5. 0 mL 异烟酸2巴比妥酸)为吸收液 ,在制气后不同的时间里采气 ,测定结果见表 1 ,可以看出新制备的 CNCl 气体在气袋中8 h 内基本稳定 ,12 h 后 CNCl 开始分解 ,CNCl 浓度高时分解较

    快 ,浓度愈低分解速度愈慢。

    3. 3. 2 CNCl 气体在水中的稳定性 取11只100 mL 容量瓶 ,用去离子水作为吸收液 ,采气后放置不同

    时间 ,测定结果见表1。CNCl 在不同状态下的稳定性时间范围均在 0. 5～8 h 之间 ,只要采气和测定在

    一天内完成 ,结果是稳定的。

    表1 CNCl 在不同状态下的稳定性

    Table 1 Stability of CNCl in different state

    时间 Time (h)

    立即 At once

    0. 5 1. 0 1. 5 2. 0 4 6 7 8 10 12

    A :气袋中 In gas 1. 736 1. 931 1. 931 1. 931 1. 894 1. 894 1. 856 1. 781 1. 781 0. 968 0. 831

    A :水中 In water 1. 692 1. 931 1. 931 1. 931 1. 893 1. 893 1. 831 1. 813 1. 630 1. 630 1. 630

    31313 CNCl 浓度对其稳定性的影响 以 H2O为吸收液 ,采集三聚氯氰工厂的烟道气 ,车间空气 ,厂区

    大气 ,结果表明 ,CNCl 的稳定性随浓度的降低而增加 ,浓度愈高稳定性愈差 ......