苯酚的光降解速率常數(shù)

環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)境工程教研室實(shí)驗(yàn)六苯酚的光降解速率常數(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

測(cè)定酚在光作用下的降解速度，并求得速率常數(shù)。二、實(shí)驗(yàn)原理

A溶于水中的有機(jī)污染物，在太陽光的作用下分解，不斷產(chǎn)生自由基，具體過程如下：

RHH·＋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(jī)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(jī)污染物的自凈途徑之一。B天然水體中有機(jī)污染物的光降解速率：式中：c——天然水中苯酚的濃度；

[Ox]——天然水中的氧化基團(tuán)積分：本實(shí)驗(yàn)在含苯酚的蒸餾水溶液中加人H2O2，模擬含酚天然水進(jìn)行光降解實(shí)驗(yàn)。苯酚的測(cè)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(yīng)，生成橘紅色的吲哚酚安替比林染料，其水溶液呈紅色，在510nm處有最大吸收。在一定濃度范圍內(nèi)，苯酚的濃度與吸光度值成線性關(guān)系。三、儀器和試劑儀器：(1)可見光分光光度計(jì)。(2)恒溫水浴槽。(3)電動(dòng)攪拌機(jī)。(4)高壓汞燈：400W。試劑：(1)苯酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：1000mg/L。(2)50mg/L苯酚標(biāo)準(zhǔn)中間液：取苯酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液5mL稀釋至100mL。(3)緩沖溶液：稱取20gNH4Cl溶于100mL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(nèi)可保存1周。(5)4%鐵氰化鉀溶液：貯于棕色瓶中在冰箱內(nèi)可保存1周。(6)0.36%H2O2溶液：取濃H2O2溶液3.0mL稀釋至250mL。(7)待降解苯酚溶液：取1000mg/L的苯酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液10.0mL于500mL容量瓶中，用二次水稀釋至刻度，搖勻待用。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制分別取50mg/L的苯酚標(biāo)準(zhǔn)中間液0、0.5、1.00、1.50、2.00和2.50mL于25mL容量瓶中，加少量二次水，然后加人0.5mL緩沖溶液，1.0mL4—氨基安替比林溶液，混勻。再加人1.0mL鐵氰化鉀溶液，徹底混勻。最后用二次水定容至25mL，放置15min后，在分光光度計(jì)上，于510nm波長(zhǎng)處，用1cm比色皿，以空白溶液為參比，測(cè)量吸光度。以吸光度對(duì)濃度作圖繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。①檢查光照系統(tǒng)，定溫在20℃。②將待降解的苯酚溶液置于1000mL燒杯中，加入4.0ml0.36%的H2O2溶液，混勻。此溶液即為模擬的含苯酚天然水樣。③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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每隔10min取一次樣，每次取5.0mL，共取11次樣（即分別在t＝0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100min時(shí)取樣）。分別置于有編號(hào)的25mL容量瓶中，按照與步驟1相同的方法測(cè)定吸光度。2.光降解實(shí)驗(yàn)五、數(shù)據(jù)處理由標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得不同時(shí)間光降解溶液中苯酚所對(duì)應(yīng)的濃度值，繪制lnC0/C-t關(guān)系曲線，求得K’值。六、思考題1.討論實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象。2.本實(shí)驗(yàn)所用高壓汞燈的光譜有何特征？3.研究苯酚的光降解有何實(shí)際意義？實(shí)驗(yàn)七底泥對(duì)苯酚的吸附作用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.測(cè)定兩種底泥對(duì)苯酚的吸附等溫線，求出吸附常數(shù)，比較它們對(duì)苯酚的吸附能力。2.了解水體中底泥的環(huán)境化學(xué)意義及其在水體自凈中的作用。二、實(shí)驗(yàn)原理試驗(yàn)底泥對(duì)一系列濃度苯酚的吸附情況，計(jì)算平衡濃度和相應(yīng)的吸附量，通過繪制等溫吸附曲線，分析底泥的吸附性能和機(jī)理。采用4-氨基安替比林法測(cè)定苯酚，即在pH10.0±0.2介質(zhì)中，在鐵氰化鉀存在下，與4-氨基安替比林法反應(yīng)，生成橙色的吲哚酚安替比林染料，其水溶液在波長(zhǎng)510nm處有最大吸收。用2cm比色皿測(cè)量時(shí)，酚的最低檢出濃度為0.1mg/L。

三、儀器試劑儀器（1）恒溫調(diào)速振蕩器。（2）低速離心機(jī)。（3）可見光分光光度計(jì)。（4）碘量瓶：150mL。（5）離心管：5mL。（6）比色管：50mL。（7）移液管：2mL、5mL、10mL、20mL。試劑:

無酚水、淀粉溶液、溴酸鉀-溴化鉀標(biāo)準(zhǔn)參考溶液（1/6KBrO3濃度=0.1mol/L）、碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)參考溶液（1/6KIO3濃度=0.0125mol/L）、苯酚標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液、苯酚標(biāo)準(zhǔn)中間液（使用時(shí)當(dāng)天配制）、苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液（使用時(shí)當(dāng)天配制）、緩沖溶液（pH約為10）、2%4-氨基安替比林溶液、8%鐵氰化鉀溶液。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制在9支50mL比色管中分別加入0.0、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00、12.00、15.00、18.00mL濃度為10μg/mL的苯酚標(biāo)準(zhǔn)液，用水稀釋至刻度。加0.5mL緩沖溶液，混勻。再加1.0mL鐵氰化鉀溶液，充分混勻后，放置10min，立即在510nm波長(zhǎng)處，以蒸餾水為參比，用2cm比色皿，測(cè)量吸光度，記錄數(shù)據(jù)。經(jīng)空白校正后，繪制吸光度對(duì)苯酚含量（μg/mL）的標(biāo)準(zhǔn)曲線。2.吸附實(shí)驗(yàn)

取10只干凈的150mL碘量瓶，分為A、B兩組。分別在每個(gè)瓶?jī)?nèi)放入1.0g左右的沉積物樣品A、B（稱準(zhǔn)到0.0001克，以下同）。然后按表所給數(shù)量加入濃度為2000μg/ml的苯酚使用液和無酚水，加塞密封并搖勻后，將瓶子放入振蕩器中，在25±1.0℃下，以每分鐘150～175轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速振蕩8h，靜置30min后，在低速離心機(jī)上以3000r/min速度離心5min，移出上清液10ml至50mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻，然后移出數(shù)毫升（視平衡濃度而定）至50mL比色管中，用水稀釋至刻度。按同繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線相同步驟測(cè)定吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出苯酚的濃度，并計(jì)算出苯酚的平衡濃度。表1苯酚加入濃度系列五、數(shù)據(jù)處理1.計(jì)算平衡濃度ρe及吸附量Q：

式中：ρ0是起始濃度，μg/mL；ρe是平衡濃度，μg/mL；ρ1是吸光度在工作曲線上查得的測(cè)量濃度，μg/mL；n是溶液的稀釋倍數(shù)；V是吸附實(shí)驗(yàn)中所加苯酚溶液的體積，mL；n是吸附實(shí)驗(yàn)所加底泥樣品的量，g；Q是苯酚在底泥樣品上的吸附量，mg/g。2