高濃度硫化氫熱液中硅酸鹽濃度的測定方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高濃度硫化氫熱液中硅酸鹽濃度的測定方法。利用硫離子選擇性電極測定水樣中硫離子的濃度，采用沉淀法除去硫離子。首先配制不同濃度硅酸鹽?硫離子標準溶液，調節(jié)其pH，使硅酸鹽?硫離子標準溶液pH＝5.00～6.00，加入硫酸鋅溶液，使硫離子生成硫化鋅沉淀，陳化數(shù)小時，過濾，棄去沉淀，濾液待用。用硅鉬藍分光光度法，測定濾液在810nm波長下的吸光度，繪制硅酸鹽?硫離子標準曲線。在相同條件下測出高濃度硫化氫熱液水樣中的吸光度，從標準曲線中，求出高濃度硫化氫熱液水樣中硅酸鹽的濃度。該方法操作簡單，避免硫離子易氧化帶來的測定困擾，其結果更加準確，提高了熱液中硅酸鹽含量分析測定的可靠性。
【專利說明】
高濃度硫化氫熱液中硅酸鹽濃度的測定方法
技術領域
[0001]本發(fā)明是營養(yǎng)鹽分析領域，涉及一種高濃度硫化氫熱液中硅酸鹽濃度的測定方法?！颈尘凹夹g】
[0002]硅是海洋與陸地許多生物生長所必需的的營養(yǎng)鹽，它對海洋中浮游生物的種類組成有重要影響，海底熱液系統(tǒng)是海洋生態(tài)系統(tǒng)的一個特殊組成部分，研究硅酸鹽的含量在熱液系統(tǒng)中的分布與變化對研究熱液系統(tǒng)中生物群落的分布、生態(tài)環(huán)境效應和生態(tài)演化具有重要的意義。目前海洋監(jiān)測規(guī)范中最為經典的硅酸鹽測定方法為硅鉬藍分光光度法，然而在高濃度硫化氫的熱液中，硫離子非常容易被氧化成為硫單質，干擾吸光度的測定，從而影響該方法的準確度，所以探索一種適合高濃度硫化氫熱液水樣中硅酸鹽的準確測定分析方法具有重要的現(xiàn)實意義。
[0003]目前較為常見的除去海水中較高濃度的硫離子干擾的方法有氧化法與酸化法。其中氧化法是在酸化的海水中加入過量溴水后，硫離子被氧化成為硫單質，將硫單質過濾，并通入空氣除去過量的溴，但是溴很難被除盡，未除盡的溴直接影響硅鉬藍分光光度法中的顯色反應，而且該方法操作比較復雜;酸化法是將海水酸化然后通入高純氮氣除去硫化氫氣體，該方法不能將硫化氫完全除去。
[0004]本發(fā)明是采用沉淀法除去硫離子，提供了一種含有硫離子的熱液中硅酸鹽的測定方法，適用于測定含硫離子濃度在50?700mi〇1/L的熱液，該方法相比于未除去硫離子而直接測定硅酸鹽方法，抗干擾能力強，其結果更加準確，提高了高濃度硫化氫熱液中硅酸鹽含量測定的可靠性。
【發(fā)明內容】
[0005]本發(fā)明目的在于提供一種準確性好，可控性強的高濃度硫離子的熱液中硅酸鹽的分析方法。
[0006]—種高濃度硫化氫熱液中硅酸鹽濃度的測定方法，步驟如下:取待測高濃度硫化氫熱液水樣，采用硫離子選擇性電極確定水樣中硫離子的濃度;取硅酸鹽溶液，加入硫化鈉溶液，配制硅酸鹽-硫離子標準溶液，使標準溶液中硫離子的濃度與上述水樣基本一致;調節(jié)所配制的標準溶液的pH = 5.00?6.00，加入標準溶液體積1/180?l/18mL的0.5? 1.0mol/L硫酸鋅溶液，反應后生成硫化鋅沉淀，陳化1?24h，使用孔徑為0.22?0.45mi的微孔纖維濾膜過濾，棄去沉淀，用硅鉬藍分光光度法，測定濾液在810nm波長下的吸光度，繪制標準曲線;將標準溶液替換成待測高濃度硫化氫熱液水樣，再用上述方法測定水樣的吸光度，根據(jù)標準曲線求出水樣中硅酸鹽的濃度。
[0007]上述方法的一種優(yōu)選實現(xiàn)方式中，具體步驟如下:
[0008]1)取若干待測高濃度硫化氫熱液水樣，采用硫離子選擇性電極確定水樣中硫離子的濃度；
[0009]2)取硅酸鹽溶液，加入硫化鈉溶液，配制硅酸鹽-硫離子標準溶液，使標準溶液中硫離子的濃度與待測高濃度硫化氫熱液水樣基本一致；
[0010]3)分別量取90mL同一濃度的硅酸鹽-硫離子標準溶液兩份，一份加入至100mL燒杯 A中，一份加入至100mL容量瓶B中；
[0011]4)在燒杯A中，加入稀硫酸調節(jié)pH至5.00?6.00之間，記錄所用稀硫酸的用量 VimL，再將VmL相同的稀硫酸加入容量瓶中以調節(jié)溶液的pH;[0〇12]5)加入0.5?5.0mL的0.5?1.0mol/L的硫酸鋅溶液于100mL容量瓶B中，溶液變渾池，用去離子水定容至100mL，搖勾，陳化1?24h;
[0013]6)用真空負壓過濾裝置過濾容量瓶B中溶液，采用0.22?0.45m的微孔纖維濾膜，過濾過程中，分四次過濾，前三次分別取15?25mL溶液進行過濾，用濾液清洗真空負壓過濾裝置，第四次過濾完成后，棄去沉淀，濾液待用；[〇〇14]7)用硅鉬藍分光光度法測定濾液在81 Onm波長下的吸光度，繪制標準曲線；
[0015]8)將標準溶液替換成待測高濃度硫化氫熱液水樣，重復3)至7)測定水樣的吸光度，根據(jù)標準曲線求出該水樣中的硅酸鹽的濃度；[0〇16]本發(fā)明的方法適用于分析含硫離子濃度在50?700WI1O1/L的熱液水樣。
[0017]本發(fā)明的方法原理是在弱酸性條件下，硫離子與鋅離子生成硫化鋅沉淀，經陳化、 過濾，用硅鉬藍分光光度法測定濾液在810nm處的吸光度。本發(fā)明所提供的高濃度硫化氫熱液中硅酸鹽分析測定的方法具有以下突出優(yōu)點:(1)操作簡單(2)試劑與耗材方便易得(3) 準確度高(4)穩(wěn)定性好。【具體實施方式】:[〇〇18] 實施例1
[0019](1)取若干熱液水樣，應用硫離子選擇性電極測得高濃度熱液水樣中硫離子濃度為150yM;
[0020](2)取硅酸鹽溶液，加入硫化鈉溶液，配制硅酸鹽-硫離子標準溶液，使標準溶液中硫離子的濃度與水樣基本一致；
[0021](3)分別量取90mL同一濃度的硅酸鹽-硫離子標準溶液兩份，一份加入至100mL燒杯A中，一份加入至100mL容量瓶B中；
[0022](4)在燒杯A中，加入稀硫酸調節(jié)pH至5.00，記錄所用稀硫酸的量VimL，依據(jù)VimL調節(jié)容量瓶中溶液的pH為5.00;[〇〇23](5)加入l.0mL 0.5mol/L的硫酸鋅溶液于100mL容量瓶B中，溶液變渾濁，用去離子水定容到100mL，搖勻，陳化lh;[〇〇24](6)用敷有聚乙烯膜的不銹鋼鑷子夾持孔徑為0.22wii的微孔纖維濾膜的邊緣，逐張地豎直向下浸入0.5mo 1 /L的鹽酸溶液中，浸泡12h，用去離子水洗至中性，密封待用；用真空負壓過濾裝置過濾容量瓶B中的溶液，采用孔徑為0.22wii的微孔纖維濾膜，過濾過程中， 分四次過濾，前三次分別取15mL溶液進行過濾，用濾液清洗真空負壓過濾裝置，第四次過濾完成后，棄去沉淀，濾液待用；[〇〇25](7)用硅鉬藍分光光度法，測定濾液在81 Onm波長下的吸光度，繪制標準曲線；
[0026](8)重復(3)至(7)步驟測定水樣的吸光度，根據(jù)標準曲線求出水樣的平均硅酸鹽濃度為16.4yM，相對標準偏差為2.01 %。[〇〇27] 實施例2[〇〇28](1)實驗室配制模擬高濃度硫化氫熱液水樣，其中硫離子濃度為300yM，硅酸鹽濃度為 5.00UM;
[0029](2)取硅酸鹽溶液，加入硫化鈉溶液，配制硅酸鹽-硫離子標準溶液，使標準溶液中硫離子的濃度與水樣基本一致；
[0030](3)分別量取90mL同一濃度的硅酸鹽-硫離子標準溶液兩份，一份加入至100mL燒杯A中，一份加入至100mL容量瓶B中；[0〇31 ](4)在燒杯A中，加入稀硫酸調節(jié)pH至6.00,記錄所用稀硫酸的量VimL，依據(jù)VimL調節(jié)容量瓶中溶液的pH為6.00;[〇〇32](5)加入3.0mL 1.0mol/L的硫酸鋅溶液于100mL容量瓶B中，溶液變渾濁，用去離子水定容到100mL，搖勻，陳化24h;[〇〇33](6)用敷有聚乙烯膜的不銹鋼鑷子夾持孔徑為0.45wii的微孔纖維濾膜的邊緣，逐張地豎直向下浸入3.0mo 1 /L的鹽酸溶液中，浸泡24h，用去離子水洗至中性，密封待用；用真空負壓過濾裝置過濾容量瓶B中的溶液，采用孔徑為0.45wii的微孔纖維濾膜，過濾過程中， 分四次過濾，前三次分別取25mL溶液進行過濾，用濾液清洗真空負壓過濾裝置，第四次過濾完成后，棄去沉淀，濾液待用；[〇〇34](7)用硅鉬藍分光光度法，測定濾液在81 Onm波長下的吸光度，繪制標準曲線；
[0035](8)重復(4)至(7)步驟測定模擬水樣的吸光度，根據(jù)標準曲線求出水樣的硅酸鹽濃度為4.99yM，相對誤差為0.20 %。
[0036]實施例3[〇〇37](1)實驗室配制模擬高濃度硫化氫熱液水樣，其中硫離子濃度為700yM，硅酸鹽濃度為 20.00yM;
[0038](2)取硅酸鹽溶液，加入硫化鈉溶液，配制硅酸鹽-硫離子標準溶液，使標準溶液中硫離子的濃度與水樣基本一致；[〇〇39](3)分別量取90mL同一濃度的硅酸鹽-硫離子標準溶液兩份，一份加入至100mL燒杯A中，一份加入至100mL容量瓶B中；[0〇4〇](4)在燒杯A中，加入稀硫酸調節(jié)pH至5.13，記錄所用稀硫酸的量VimL，依據(jù)VimL調節(jié)容量瓶中溶液的pH為5.13;[〇〇411(5)加入5mL 1.0m〇l/L的硫酸鋅溶液于100mL容量瓶B中，溶液變渾濁，用去離子水定容到100mL，搖勻，陳化3h;[〇〇42](6)用敷有聚乙烯膜的不銹鋼鑷子夾持孔徑為0.45wii的微孔纖維濾膜的邊緣，逐張地豎直向下浸入0.5mo 1 /L的鹽酸溶液中，浸泡12h，用去離子水洗至中性，密封待用；用真空負壓過濾裝置過濾容量瓶B中的溶液，采用孔徑為0.45wii的微孔纖維濾膜，過濾過程中， 分四次過濾，前三次分別取25mL溶液進行過濾，用濾液清洗真空負壓過濾裝置，第四次過濾完成后，棄去沉淀，濾液待用；[〇〇43](7)用硅鉬藍分光光度法，測定濾液在81 Onm波長下的吸光度，繪制標準曲線；
[0044](8)重復(3)至(7)步驟測定模擬水樣的吸光度，根據(jù)標準曲線求出水樣的硅酸鹽濃度為19.80yM，相對誤差為1.00 %。
[0045]實施例4
[0046](1)實驗室配制模擬高濃度硫化氫熱液水樣，其中硫離子濃度為150yM，硅酸鹽濃度為 25.00yM;
[0047](2)取硅酸鹽溶液，加入硫化鈉溶液，配制硅酸鹽-硫離子標準溶液，使標準溶液中硫離子的濃度與水樣基本一致；[〇〇48](3)分別量取90mL同一濃度的硅酸鹽-硫離子標準溶液兩份，一份加入至100mL燒杯A中，一份加入至100mL容量瓶B中；[0〇49 ](4)在燒杯A中，加入稀硫酸調節(jié)pH至5 ? 08，記錄所用稀硫酸的量VimL，依據(jù)VimL調節(jié)容量瓶中溶液的pH為5.08;
[0050](5)加入5.0mL 0.5mol/L的硫酸鋅溶液于100mL容量瓶B中，溶液變渾濁，用去離子水定容到100mL，搖勻，陳化24h;[〇〇51](6)用敷有聚乙烯膜的不銹鋼鑷子夾持孔徑為0.22wii的微孔纖維濾膜的邊緣，逐張地豎直向下浸入1.〇mo 1 /L的鹽酸溶液中，浸泡24h，用去離子水洗至中性，密封待用；用真空負壓過濾裝置過濾容量瓶B中的溶液，采用孔徑為0.22wii的微孔纖維濾膜，過濾過程中， 分四次過濾，前三次分別取25mL溶液進行過濾，用濾液清洗真空負壓過濾裝置，第四次過濾完成后，棄去沉淀，濾液待用；[〇〇52](7)用硅鉬藍分光光度法，測定濾液在81 Onm波長下的吸光度，繪制標準曲線；[〇〇53](8)重復(3)至(7)步驟測定模擬水樣的吸光度，根據(jù)標準曲線求出水樣的硅酸鹽濃度為25.00yM，相對誤差為0 %。
[0054] 實施例5[〇〇55](1)實驗室配制模擬高濃度硫化氫熱液水樣，其中硫離子濃度為50yM，硅酸鹽濃度為20.00虛；
[0056](2)取硅酸鹽溶液，加入硫化鈉溶液，配制硅酸鹽-硫離子標準溶液，使標準溶液中硫離子的濃度與水樣基本一致；[〇〇57](3)分別量取90mL同一濃度的硅酸鹽-硫離子標準溶液兩份，一份加入至100mL燒杯A中，一份加入至100mL容量瓶B中；[0〇58](4)在燒杯A中，加入稀硫酸調節(jié)pH至5.13，記錄所用稀硫酸的量VimL，依據(jù)VimL調節(jié)容量瓶中溶液的pH為5.13;[〇〇59](5)加入0.5mL 0.5mol/L的硫酸鋅溶液于100mL容量瓶B中，溶液變渾濁，用去離子水定容到100mL，搖勻，陳化3h;
[0060](6)用敷有聚乙烯膜的不銹鋼鑷子夾持孔徑為0.45WI1的微孔纖維濾膜的邊緣，逐張地豎直向下浸入0.5mo 1 /L的鹽酸溶液中，浸泡12h，用去離子水洗至中性，密封待用；用真空負壓過濾裝置過濾容量瓶B中的溶液，采用孔徑為0.45wii的微孔纖維濾膜，過濾過程中， 分四次過濾，前三次分別取25mL溶液進行過濾，用濾液清洗真空負壓過濾裝置，第四次過濾完成后，棄去沉淀，濾液待用；[〇〇611(7)用硅鉬藍分光光度法，測定濾液在81 Onm波長下的吸光度，繪制標準曲線；
[0062](8)重復(3)至(7)步驟測定模擬水樣的吸光度，根據(jù)標準曲線求出水樣的硅酸鹽濃度為19.90yM，相對誤差為0.50 %。
【主權項】
1.一種高濃度硫化氫熱液中硅酸鹽濃度的測定方法，其特征在于步驟如下:取待測高 濃度硫化氫熱液水樣，采用硫離子選擇性電極確定水樣中硫離子的濃度;取硅酸鹽溶液，加 入硫化鈉溶液，配制硅酸鹽-硫離子標準溶液，使標準溶液中硫離子的濃度與上述水樣基本 一致;調節(jié)所配制的標準溶液的pH = 5.00?6.00，加入標準溶液體積1/180?l/18mL的0.5 ?1.0mol/L硫酸鋅溶液，反應后生成硫化鋅沉淀，陳化1?24h，使用孔徑為0.22?0.45mi的 微孔纖維濾膜過濾，棄去沉淀，用硅鉬藍分光光度法，測定濾液在81 Onm波長下的吸光度，繪 制標準曲線;將標準溶液替換成待測高濃度硫化氫熱液水樣，再用上述方法測定水樣的吸 光度，根據(jù)標準曲線求出水樣中硅酸鹽的濃度。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于方法的具體步驟如下:1)取若干待測高濃度硫化氫熱液水樣，采用硫離子選擇性電極確定水樣中硫離子的濃 度；2)取硅酸鹽溶液，加入硫化鈉溶液，配制硅酸鹽-硫離子標準溶液，使標準溶液中硫離 子的濃度與待測高濃度硫化氫熱液水樣基本一致；3)分別量取90mL同一濃度的硅酸鹽-硫離子標準溶液兩份，一份加入至100mL燒杯A中， 一份加入至l〇〇mL容量瓶B中；4)在燒杯A中，加入稀硫酸調節(jié)pH至5.00?6.00之間，記錄所用稀硫酸的用量VimL，再將 VimL相同的稀硫酸加入容量瓶中以調節(jié)溶液的pH;5)加入0.5?5.0mL的0.5?1.0mol/L的硫酸鋅溶液于100mL容量瓶B中，溶液變渾濁，用 去離子水定容至l〇〇mL，搖勾，陳化1?24h;6)用真空負壓過濾裝置過濾容量瓶B中溶液，采用0.22?0.45wii的微孔纖維濾膜，過濾 過程中，分四次過濾，前三次分別取15?25mL溶液進行過濾，用濾液清洗真空負壓過濾裝 置，第四次過濾完成后，棄去沉淀，濾液待用；7)用硅鉬藍分光光度法測定濾液在810nm波長下的吸光度，繪制標準曲線；8)將標準溶液替換成待測高濃度硫化氫熱液水樣，重復3)至7)測定水樣的吸光度，根 據(jù)標準曲線求出該水樣中的硅酸鹽的濃度。3.—種如權利要求1所述方法的用途，其特征在于，適用于分析含硫離子濃度在50? 700wnol/L的熱液水樣。
【文檔編號】G01N21/31GK105954216SQ201610280344
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】鄭豪, 徐長棟, 陳鎮(zhèn)東, 陳建芳
【申請人】浙江大學