分光光度法测定空气中甲醛的实验探究

分光光度法测定空气中甲醛的实验探究

袁文清

袁文清

梅州市梅江区环境监测站广东梅州514071

摘要：本文就分光光度法测定空气中的甲醛进行了探究，结合了一系列具体的实验研究，简述了几点实验部分的要点，并对空气中甲醛测定不同的时间显色，进行测定比较，以提高样品测试结果的准确度及精密度。

关键词：分光光度法；测定甲醛；实验

甲醛是一种无色、有强烈刺激性气味的气体，易溶于水、醇和醚。甲醛在常温下是气态，若人体不慎吸入一定浓度的甲醛则会对身体造成严重的损害。然而，在人们的日常生活中，许多地方都会释放一定量的甲醛，因此，为了防止对人体造成不必要的损害，测定空气中的甲醛含量显得尤为重要。基于此，本文就分光光度法测定空气中的甲醛进行了探究，相信对环境监测单位能提供到有益的参考和借鉴。

1.实验部分

1.1实验原理

甲醛气体经水吸收后，在pH值为6的乙酸-乙酸铵的缓冲溶液中，与乙酰丙酮作用，生成稳定的黄色化合物，在波长413nm处测定。甲醛显色化学反应机理见图1。

图1乙酰丙酮与甲醛在氨性介质中反应机理

1.2主要实验仪器

721分光光度计，10mL比色管、10.00mL吸量管，电炉。

1.3主要试剂

5.00μg/mL的甲醛标准使用液，100mg/L的甲醛标准储备液，重蒸的乙酰丙酮，实验用水为不含有机物的水。

2.实验与结果讨论

2.1显色时间的优化实验

显色是否完全对于该方法测定环境空气中的甲醛至关重要。取六条标准曲线，分别采用沸水浴3分钟、放置0.5、1.0、2.0、4.0、12小时不同的显色时间进行显色，测定吸光度，建立回归曲线，并进行比较。数据显示：加入显色剂后放置2小时以上，所得曲线斜率与沸水浴3分钟显色方式所得曲线斜率基本相近，相关系数都是0.9999以上，而放置0.5和1.0小时所得曲线虽然线性很好，但斜率偏低，灵敏度较低。通过吸光度的比较，我们发现在1小时以内甲醛与乙酰丙酮未完全反应，至少需放置2小时以上，二者基本反应完全，所得吸光度基本保持不变，说明甲醛与乙酰丙酮生成的化合物稳定性较好。依据化学反应速率理论范霍夫近似规则，温度每升高10K，化学反应速率增加2～4倍，故在我们实际分析过程中，可以依据显色温度的不同，适当地增加或减少放置时间。

2.2不同显色时间下样品测试结果的准确度及精密度

在实验2.1的基础上，本文对不同放置时间下样品测试结果的准确度及精密度作了进一步的测定，结果如表1所示：放置2小时和4小时的测试结果与国标GB/T15516-1995《空气质量甲醛的测定-乙酰丙酮分光光度法》相比，分析结果准确，相对标准偏差及加标回收率均满足分析要求。实验2.1和实验2.2充分说明：在试样中加入显色剂后，至少放置2小时以上进行显色与国标方法沸水浴3分钟显色等效。从化学反应热力学来讲，甲醛与乙酰丙酮反应属于自发反应，常温下即可发生反应，但反应活化能较高，反应速率较低，反应时间较长，没有改变甲醛与乙酰丙酮的反应生成物，故放置两小时延长反应时间与沸水浴3分钟所得实验结果完全一致。

表1不同显色时间下样品的测试结果

2.3同一显色时间，试剂加入的先后顺序对测试结果的影响

在上述实验的基础上，我们在实验室选择2小时进行显色，对试剂的添加顺序进行优化，样品的加入顺序与显色剂的加入顺序进行互换，测试结果如表2所示。数据显示，显色剂与样品加入顺序的先后对测定结果没有任何影响。

表2显色剂加入顺序的不同对测试结果的影响

2.4实际样品的比对测试

根据甲醛吸收液的特点，采样后直接测定进行了大量的比对实验，选取部分实验结果，见表3。通过实验数据的比较，发现GB/T15516-1995《空气质量甲醛的测定-乙酰丙酮分光光度法》与提前加入显色剂直接采样后测定，实验结果相对误差均小于5%，满足要求。

3.结论

（1）通过实际样品的准确度、精密度及加标回收率的测试，说明甲醛与乙酰丙酮放置2小时以上，即可完全发生反应，测试结果满足分析要求，与国标方法显色方式等效。

（2）通过显色剂与样品加入的先后顺序进行比对，我们发现：显色剂加入的先后，不影响甲醛与乙酰丙酮发生反应。

（3）通过大量的实际样品分析比对，我们在日常分析过程中，可以将乙酰丙酮在采样前加入甲醛的吸收液中；然后采样，当样品运输到实验室后，即可直接进行比色测定。不仅缩短了分析时间，同时避免了沸水浴中易喷溅等现象的发生，提高了工作效率。

表3实际样品比对试验结果

参考文献：

[1]刘文君、赵红、白亮、常沁春、黄维、陆荫.分光光度法测定室内空气中甲醛的方法研究[J].中国环境监测.2003（04）.

[2]赵小珍.分光光度法测定室内空气甲醛的实验研究[J].中国新技术新产品.2011（06）.

[3]徐倩、徐沛.酚试剂分光光度法测定室内空气中甲醛的实验条件优化选择[J].齐鲁工业大学学报.2009（01）.