如何简易鉴别水中重金属离子:如汞、镉、铬、铅、砷等各种重金属离子

发布网友发布时间：2022-05-07 17:34

共2个回答

热心网友时间：2022-06-30 21:43

我是做环境监测的我从环境监测的角度来回答您的问题：

金属元素的常规分析检测除了六价铬和汞有更独特便捷的方法外其它基本上都一致所以我就将金属常用检测方法的原理分为三类分别向你介绍
1 汞（包括类金属砷、硒这两个指标常用检测方法原理与汞相近）
2 铬（包括六价铬、三价铬、总铬）
3 其它金属元素

1 汞
冷原子吸收法、原子荧光法
冷原子吸收法原理：
用强氧化剂对样品进行消解消解分两种一种冷消解一种热消解根据样品状态和实验室条件进行选择这个我不细说如果有兴趣了解的话我再详细向你介绍消解的目的之一是将样品中的汞统一氧化为最高价+2价（另一个目的是去除有机物等杂质的干扰）然后将消解好的样品放置在冷原子吸收测定仪配套使用的吸收瓶内加入强还原剂一般选用氯化亚锡在一瞬间将样品中的汞原子化、蒸气化（还原为0价）并将汞蒸气以空气为载气导入仪器测定单元内汞原子蒸气对波长253.7nm的紫外光具有强烈的吸收汞蒸气浓度与吸收值成正比根据这一特性来测定导入的汞蒸气的含量进而对样品中的汞定量
原子荧光（AFS）法：
测定前处理（消解）基本相同主要目的都是将样品中的汞氧化为最高价然后用硼氢化钾将+2价汞还原为原子态的汞蒸气以惰性气体为载气将其导入仪器测定单元内以特制汞高强度空芯阴极灯作为激发光源对其进行照射将基态汞原子被激发至高能态一段时间后又回到基态在这个过程中汞原子会放射出特征波长的荧光其荧光强度在一定范围内与汞原子浓度成正比测定这个汞特征波长的荧光强度并通过数据处理就能对样品中的汞定量
砷、硒甚至其它的金属元素也都能用原子荧光法检测方法原理与汞一样只是前处理有些差异但是常规环境监测中一般只用这种方法检测汞、砷、硒这种方法的缺点是每测定一种元素都需要相对应的空芯阴极灯很麻烦

2 铬（六价铬、三价铬、总铬）
六价铬二苯碳酰二肼分光光度法
在酸性环境下六价铬与二苯碳酰二肼反应生成紫色化合物（具体反应原理以及化学反应式据说仍不为大众所知只有极少数的机构或个人掌握着）此紫外化合物在540nm可见光处有强烈吸收紫色化合物浓度与吸收值成正比由此可以推算成六价铬的含量对样品中的六价铬进行定量
总铬二苯碳酰二肼分光光度法
检测原理与六价铬一样只不过前面加了一个预处理的步骤用强氧化剂对样品进行消解将样品中各种价态的铬氧化成最高价+6价再执行六价铬的测定步骤就OK了
三价铬二苯碳酰二肼分光光度法
原理依旧一样用总铬的测定结果减去六价铬的测定结果得到的就是三价铬的测定结果不过这种算法只是环境监测中的一个经验算法在某些情况下不一定对例如样品中存在铬单质（0价）
其实不论是六价铬、三价铬、还是总铬都是铬元素铬也算得上是一种常规金属因此适用于其它金属的广泛测定方法例如上面提到的原子荧光（AFS）以及下面将提到的原子吸收（AAS）、电感耦合等离子光谱法（ICP）都适用于总铬的测定但是缺点是很难分辨铬元素在样品中的价态分布这不能满足环境监测中对铬元素测定的要求（主要监测六价铬）

3 其它金属元素
原子吸收（AAS）电感耦合等离子光谱法（ICP）很多元素的检测也有分光光度法由于方法局限性较大使用并不广泛所以这里不细说
原子吸收：
除非是状况特别好的样品否则的话第一个步骤都是对样品进行前处理-氧化剂消解消解的目的主要是：一将待测元素氧化为最高价二去除有机物等杂质干扰消解好后用载气（多使用惰性气体）将样品导入原子化发生器金属元素在热解石墨炉或火焰炉中被加热原子化成为基态原子蒸汽对被测金属元素所对应的空心阴极灯发射的特征辐射进行选择性吸收在一定浓度范围内其吸收强度与试液中被的含量成正比根据这一原理对样品中的被测元素进行定量
这种方法适用于所有金属元素但是缺点和原子荧光法一样每测定一种元素都需要相对应的空芯阴极灯很麻烦
电感耦合等离子体光谱法：
由于仪器的进样、检测单元易受到有机物或者其它固化、易固化杂质的干扰所以仪器检测前的消解是必不可少的消解好后以惰性气体为载体通过进样系统的作用将待测样品雾化后以气溶胶的形式进入到仪器创造的等离子体火焰中在极高温的等离子体火焰作用下待测样品无条件地被原子化甚至离子化并被激发发光利用光谱发生器将激发光分解为光谱对光谱进行分析在光谱中不同的元素对应不同的波长根据这个特性对元素进行定性每一个波长的光强与样品含量成正比根据这个特性对样品进行定量
这种方法的优点是无论你需不需要都可同时检测多种金属和非金属元素（一般为30-50种高端的为70余种从理论上来说惰性元素外的元素都可检测据说国外已经实现）
缺点是仪器非常昂贵很娇嫩抗干扰能力差无法对元素进行价态分析在不加装其它检测器的情况下检出限较低有些元素在这方面比较突出比如汞这也许是汞的检测更多使用别的方法的原因吧

总的来说除了汞更多使用别的方法外之外金属元素的检测方法原理都是很接近的

参考资料：复制自我对别人问题的回答

热心网友时间：2022-06-30 21:43

参考《定性分析》的书籍，在这里三言两语说不清楚！