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文檔簡介
1、實驗七 苯酚的光降解速率常數(shù) 有機污染物在水體中的光化學降解強烈地影響著它們在水中的歸宿,因而對水體中有機污染物光化學降解的研究已成為水環(huán)境化學的一個重要的研究領域。目前,光降解技術已成為許多難降解有機污染物的有效去除手段。 水體中有機污染物光化學降解規(guī)律的研究主要包括兩方面的內容。一是研究其降解速率及影響因素;二是研究有機污染物降解產物,包括中間產物的毒性大小。需要注意的是,有機污染物的光化學降解產物可能還是有毒的,甚至比母體化合物毒性更大。因而有機污染物的分解并不意味著毒性的消失。苯酚普遍存在于石油、煤氣等工業(yè)廢水中,天然水中苯酚的含量經常超標。因此,研究天然水中酚的降解對控制其污染是很有
2、意義的。一、實驗目的 測定酚在光作用下的降解速度,并求得速率常數(shù)。二、實驗原理 溶于水中的有機污染物,在太陽光的作用下分解,不斷產生自由基,具體過程如下: RH H·R· 除自由基外,水體中還存在有單態(tài)氧,使得天然水中的有機污染物不斷地被氧化,最終生成CO2 ,CH4和H2O等。因此,光降解是天然水體有機污染物的自凈途徑之一。天然水體中有機污染物的光降解速率,可用下式表示: -= KcOx式中:c天然水中苯酚的濃度; Ox天然水中的氧化基團。上式積分得:ln= KOxt = Kt式中:c0大然水中苯酚的起始濃度; c時間為t時測得苯酚的濃度;Ox天然水中氧化性基團的濃度。一
3、般是定值,認為其在反應過程中濃 度維持不變。K所得到的衰減曲線的斜率。繪制ln-t關系曲線,可求得K值, 即光降解速率常數(shù)。本實驗在含苯酚的蒸餾水溶液中加人H2O2,模擬含酚天然水進行光降解實驗。苯酚的測定是根據(jù)氧化劑鐵氰化鉀存在的堿性條件下,苯酚與4氨基安替比林反應,生成橘紅色的吲哚酚安替比林染料,其水溶液呈紅色,在510 nm處有最大吸收。在一定濃度范圍內,苯酚的濃度與吸光度值成線性關系。三、儀器和試劑1. 儀器(1) 可見光分光光度計。(2) 恒溫水浴槽。(3) 電動攪拌機。(4) 高壓汞燈:400 W。2. 試劑(1) 苯酚標準儲備液:1000 mg/L。(2) 50 mg/L苯酚標準
4、中間液:取苯酚標準儲備液5 mL稀釋至100 mL。(3) 緩沖溶液:稱取20 g NH4Cl溶于100 mL濃NH3·H2O中。(4) 1% 4氨基安替比林溶液:貯于棕色瓶中在冰箱內可保存1周。(5) 4%鐵氰化鉀溶液:貯于棕色瓶中在冰箱內可保存1周。(6) 0.36 % H2O2溶液:取濃H2O2溶液3.0 mL稀釋至250 mL。(7) 待降解苯酚溶液:取1000 mg/L的苯酚標準儲備液10.0 mL于500mL容量瓶中,用二次水稀釋至刻度,搖勻待用。四、實驗步驟1. 標準曲線的繪制分別取50mg/L的苯酚標準中間液0、0.5、1.00、1.50、2.00和2.50 mL于2
5、5 mL容量瓶中,加少量二次水,然后加人0.5 mL緩沖溶液,1.0 mL 4氨基安替比林溶液,混勻。再加人1.0 mL鐵氰化鉀溶液,徹底混勻。最后用二次水定容至25 mL,放置15 min后,在分光光度計上,于510 nm波長處,用1 cm比色皿,以空白溶液為參比,測量吸光度。以吸光度對濃度作圖繪制標準曲線。2. 光降解實驗 檢查光照系統(tǒng),定溫在20。 將待降解的苯酚溶液置于1000 mL燒杯中,加入4.0 ml 0.36%的H2O2溶液,混勻。此溶液即為模擬的含苯酚天然水樣。 將裝有模擬苯酚水樣的燒杯置于恒溫槽中,在汞燈照射下進行實驗。每隔10 min取一次樣,每次取5.0 mL,共取11次樣(即分別在t0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100min時取樣)。分別置于有編號的 25mL容量瓶中,按照與步驟1相同的方法測定吸光度。五、數(shù)據(jù)處理 由標準曲線上查得不同時間光降解溶液中苯
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