甲基橙含量测定.doc

5染废水中甲基橙含量测定及脱色实验 指导老师： 报告人： 学号： 时间： 地点： 实验背景 1.1背景 随着染料工业的迅速发展，染料品种和数量日益增加，染料废水给环境带来的污染也日益加大。高色度的印染废水是目前公认的有害工业废水，其中主要含有染料及染料中间体等难生物降解的有机物。对染料废水的脱色及降解的研究是世界性的难点和热点，已成为当今环保科研的重要课题。 偶氮染料是构成工业用染料的最大一部分，这类染料的废水特点是：水量大种类多，色度深毒性大，水质成分复杂。它们不能被好氧生物降解，而且在厌氧条件下，它们可能被还原为具有致癌作用的芳烃胺类。传统的吸附、絮凝，以及生物氧化技术通常不能达到净化的目的。甲基橙 Methyl orange 别名： 金莲橙D；对二甲基氨基偶氮苯磺酸钠；4-{〔4-(二甲氨基)苯〕偶氮}苯磺酸钠盐 性状： 橙黄色粉末或鳞片状结晶。1份溶于500份水中。易溶于热水，溶液呈金黄色，几乎不溶于乙醇。有毒。 甲基橙在实验室经常被用作酸碱指示剂，其原理为： (碱型，偶氮式) 黄色 (酸型，锟式）红色印染染料废水排放量大、有机物浓度高、难于生化降解，是备受关注的工业废水。甲基橙是常见的印染染料之，具有较高毒性、难生物降解。测定甲基橙的解离常数、建立废水中甲基橙含量测定及脱色去除方法具有重要意义。 本实验以甲基橙为研究对象，根据甲基橙溶液的酸碱电离平衡，利用双线作图法测定甲基橙的解离常数；分别在甲基橙酸式最大吸收波长、碱式最大吸收波长和等波长下，建立废水中甲基橙含量测定方法并进行方法评价；利用物理脱色和催化氧化脱色进行废水中甲基橙的脱色研究。涉及知识点及实验技术如下: (1) 掌握分光光度法测定常数的原理及方法； (2) 掌握甲基橙含量测定方法及方法评价； (3) 掌握废水中甲基橙物理脱色及催化氧化脱色的原理和过程； (4) 学会单因素法确定最佳实验条件的方法。pKa的测定 甲基橙是一种典型的偶氮染料，存在下列解离平衡: (碱型，偶氮式) 黄色 (酸型，锟式）红色 以HIn代表甲基橙的酸式结构，In-代表甲基橙的碱式结构，则平衡简式为： 则 Ka = [H+][In-]/[HIn] 若甲基橙总浓度为c，则c = [HIn] + [In-]，所以就有： ……………………………………… (1) …………………………………… (2) 甲基橙的酸式和碱式具有不同颜色即具有不同的吸收光谱。利用分光光度法，将酸式、碱式甲基橙的吸光度叠加，得出不同pH下甲基橙溶液吸收值为： A =AHIn + A In-= εHIn b [HIn] + εIn- b [In-]…………………… (3) 将(1)(2)带入可得 …………………… (4) 其中b为光程，εHIn为酸式吸光系数，εIn-为碱式吸光系数，A为甲基橙溶液的吸光值。当b为1cm 时，上式简化为 A = εHIn [HIn] + εIn- [In-] 当溶液为强酸性条件(pH较低)时，甲基橙几乎全部以酸型HIn存在，存在酸式最大吸收波长(λa)。此时c≌[HIn]，则 AHIn = εHIn[HIn] ≌ εHIn c……………………………………… (5) 其中，AHIn为强酸性条件下甲基橙溶液的吸光值。因此，测定强酸性条件下，一定已知浓度甲基橙溶液的吸光度，可得出酸式吸光系数εHIn (εHIn = AHIn/c) 当溶液为强酸性条件(pH较高)时，甲基橙几乎全部以碱型In-存在，存在碱式最大吸收波长(λb)。此时c≌ [In-]，则 AIn-=εIn-[In-] ≌εIn-c AIn-为强碱性条件下甲基橙溶液的吸光值。因此，测定强碱性条件下，一定已知浓度甲基橙溶液的吸光度，可得出碱式吸光系数εIn- (εIn- = AIn-/c)。 将εHIn、εIn-代入(4)可得出任pH条件下，甲基橙溶液的吸光度为 A = AHIn/c + AIn-/c 整理得： …………………………(6) 当时，即 ()时pKa = pH。 利用(6)