化學(xué)沉淀法結(jié)合重量分析原理:利用聚丙烯酰胺可以與某些金屬離子形成沉淀的特性。例如,在酸性條件下,聚丙烯酰胺可以與一些重金屬離子(如鉛離子、銅離子等)反應(yīng)生成沉淀。通過過濾收集沉淀,干燥后稱重,根據(jù)沉淀的重量和化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系來推算聚丙烯酰胺的含量。
操作步驟:先取一定體積的水樣,調(diào)節(jié)其 pH 值到酸性范圍(如 pH = 3 - 4),加入適量的重金屬鹽溶液(如硝酸鉛溶液),充分?jǐn)嚢枋狗磻?yīng)完全。然后將生成的沉淀通過濾紙或?yàn)V膜過濾,用蒸餾水多次洗滌沉淀,以去除雜質(zhì)。將帶有沉淀的濾紙或?yàn)V膜放入烘箱中干燥至恒重,記錄沉淀的重量。通過已知的化學(xué)反應(yīng)方程式和沉淀的分子量,計(jì)算出聚丙烯酰胺的含量。不過這種方法的缺點(diǎn)是操作相對(duì)復(fù)雜,且受到水中其他能與重金屬離子反應(yīng)物質(zhì)的干擾。
分光光度法原理:聚丙烯酰胺在一定條件下與特定的試劑反應(yīng)后會(huì)生成具有特定吸收波長的產(chǎn)物。通過測(cè)量該產(chǎn)物在其更大吸收波長處的吸光度,利用朗伯 - 比爾定律(A = εbc,其中 A 是吸光度,ε 是摩爾吸光系數(shù),b 是光程,c 是物質(zhì)的濃度)來測(cè)定聚丙烯酰胺的濃度。
操作步驟:要選擇合適的顯色試劑,如與聚丙烯酰胺反應(yīng)能產(chǎn)生有色物質(zhì)的化學(xué)試劑。以溴化乙錠為例,在一定的 pH 值和反應(yīng)時(shí)間下,聚丙烯酰胺與溴化乙錠反應(yīng)生成有顏色的復(fù)合物。取適量水樣,加入一定量的溴化乙錠溶液,在特定的溫度下反應(yīng)一段時(shí)間(如在室溫下反應(yīng) 30 分鐘)。然后使用分光光度計(jì),在該復(fù)合物的更大吸收波長(假設(shè)為 λ = 510nm)處測(cè)量吸光度。通過預(yù)先繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線(用已知濃度的聚丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)溶液與溴化乙錠反應(yīng),測(cè)量吸光度,繪制濃度 - 吸光度曲線)來確定水樣中聚丙烯酰胺的濃度。但這種方法對(duì)顯色反應(yīng)的條件要求嚴(yán)格,且不同的水樣成分會(huì)對(duì)顯色反應(yīng)產(chǎn)生干擾。
粘度法原理:聚丙烯酰胺是一種高分子聚合物,它的存在會(huì)顯著增加水的粘度。根據(jù)這一特性,可以通過測(cè)量水樣的粘度變化來間接檢測(cè)聚丙烯酰胺的存在及其含量。
操作步驟:使用粘度計(jì)(如旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)或毛細(xì)管粘度計(jì))測(cè)量水樣的粘度。測(cè)量純水樣的粘度作為對(duì)照,然后測(cè)量含有聚丙烯酰胺水樣的粘度。通過對(duì)比兩者的粘度變化,結(jié)合已知濃度聚丙烯酰胺溶液的粘度 - 濃度關(guān)系曲線,來推斷水樣中聚丙烯酰胺的含量。不過,這種方法受水樣中其他影響粘度物質(zhì)(如其他高分子物質(zhì)、懸浮物等)的干擾較大,需要對(duì)水樣進(jìn)行預(yù)處理,如過濾除去懸浮物等。
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操作步驟:取一定體積的水樣置于已恒重的坩堝中,在電爐或酒精燈上小心蒸干,然后放入馬弗爐中,在較高溫度(如 600 - 800℃)下灼燒數(shù)小時(shí),直至恒重。記錄灼燒前后坩堝和殘?jiān)闹亓孔兓?,根?jù)聚丙烯酰胺完全灼燒后的理論殘?jiān)颗c實(shí)際殘?jiān)康年P(guān)系來計(jì)算水樣中聚丙烯酰胺的含量。但這種方法對(duì)設(shè)備要求較高,且水中其他有機(jī)或無機(jī)雜質(zhì)也產(chǎn)生灼燒殘?jiān)绊憴z測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。