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二乙基二硫代氨基甲酸银能否用于检测水样中的砷?具体操作步骤有哪些?

发布时间:2026-09-11 17:27:38 编辑作者:活性达人

二乙基二硫代氨基甲酸银(AgDDTC,分子式 C₅H₁₀AgNS₂,CAS 1470-61-7)是砷检测领域最经典的显色剂之一。基于该试剂的银盐法,即二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法,已被列为多种水样中总砷测定的标准方法(如 GB/T 7485—1987)。该方法通过砷化氢发生、气体吸收、显色比色三个环节,将水样中痕量砷转化为稳定的红色络合物进行定量,准确度和重现性均满足常规环境监测要求。

测定原理

在硫酸或盐酸介质中,金属锌与酸反应生成新生态氢。水样中的无机砷(砷Ⅲ、砷Ⅴ)被新生态氢还原为气态砷化氢(AsH₃)。生成的 AsH₃ 随气体流经乙酸铅棉花,硫化氢等酸性干扰气体被吸收,然后进入盛有 AgDDTC 三乙醇胺-氯仿溶液的吸收管。AsH₃ 与 AgDDTC 发生氧化还原反应,银离子被还原为胶态银,同时生成红色可溶性络合物。该红色物质在 510 nm 波长处具有特征吸收峰,其吸光度与砷含量在测定范围内呈线性关系,符合朗伯-比尔定律。反应在常温下迅速完成,显色产物在避光条件下可稳定保持约 2 小时,保证了比色测定的可靠性。

具体操作步骤

1. 水样预处理

测定总砷时,量取适量水样(取样量视砷含量而定,一般不超过 50 mL)置于锥形瓶中,加入硫酸和过硫酸铵,加热消解至溶液澄清且冒白烟,以完全破坏有机砷并氧化有机物。冷却后,用少量水冲洗瓶壁,继续加热至白烟冒尽以去除残余氧化剂。若仅测定无机砷,可省去消解步骤,直接取原水样进行测定。

2. 砷化氢发生

将消解后或原水样转入砷化氢发生瓶中,加入碘化钾溶液和氯化亚锡溶液,混匀后静置 15 分钟。此步骤将砷Ⅴ还原为砷Ⅲ,同时消除铁、铬等氧化性离子的干扰。随后加入一定量无砷锌粒(粒径 2~3 mm),立即连接盛有乙酸铅棉花的导气管,并将导管末端插入装有 5.0 mL AgDDTC 吸收液的吸收管中。吸收液需预先配制,方法为:称取 0.25 g AgDDTC 溶于 5 mL 三乙醇胺,再用氯仿稀释至 100 mL,摇匀后避光保存。

3. 吸收与显色

常温下反应 60 分钟,期间砷化氢不断生成并被吸收液捕集。随着反应进行,吸收液由无色逐渐变为红色,生成胶态银与红色络合物的混合显色体系。反应结束后,用氯仿将吸收液补充至原体积 5.0 mL,以补偿挥发损失,混匀后待测。

4. 比色测定

以三乙醇胺-氯仿溶液(不含 AgDDTC)为参比,在 510 nm 波长处测定样品吸收液的吸光度。同时进行空白试验,取相同体积去离子水按同样步骤操作。空白吸光度应小于 0.010。

5. 标准曲线绘制

分别取砷标准使用液 0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 μg 砷,置于发生瓶中,按上述步骤进行还原、发生、吸收和显色。以砷质量为横坐标,扣除空白的吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。由样品吸光度在标准曲线上查得砷质量,按下式计算水样中砷浓度:

砷浓度(mg/L)= 查得砷质量(μg)÷ 取样体积(mL)

关键条件控制

  • 酸度:反应介质中硫酸浓度应控制在 1.0~2.0 mol/L,盐酸浓度可相应提高至 3 mol/L。酸度过低时,锌与酸反应缓慢,砷化氢产率下降;酸度过高则加剧副反应,并使产生的气体流速过快,导致吸收效率降低。
  • 锌粒质量:必须使用无砷锌粒,且表面应洁净。锌粒过细时反应过于剧烈,砷化氢来不及被吸收即逸出;锌粒过粗则反应时间过长,影响分析效率。
  • 吸收液组成:三乙醇胺是 AgDDTC 增溶剂和稳定剂,同时能中和酸性气体,防止胶态银聚集。三乙醇胺体积分数过高会增大空白吸光度,因此需按标准配方准确配制。
  • 干扰消除:乙酸铅棉花用于吸收硫化氢,还可捕集少量铋、锑的氢化物。水样含锑时,增大碘化钾和氯化亚锡的用量,可抑制锑化氢的生成和干扰。铜、镍、钴等金属离子在消解和还原过程中不会形成挥发性氢化物,对测定无影响。

方法性能与应用范围

该方法检出限为 0.007 mg/L(按 3 倍空白标准偏差计算),测定上限为 0.20 mg/L。对于砷浓度较高的水样,可预先稀释至线性范围内再行测定。该方法适用于饮用水、地表水、地下水、生活污水及多数工业废水中总砷或无机砷的测定。在环境监测实验室中,AgDDTC 银盐法作为经典化学分析法,其操作成本低,无需大型仪器,适合批量样品分析。与其他原子荧光法、ICP-MS 法相比,该法设备要求简单,结果可靠性高,尤其适合基层实验室使用。

注意事项

所有玻璃器皿使用前需用热的稀硝酸浸泡 24 小时,以除去表面吸附的砷。乙酸铅棉花应保持湿润,并需疏松填充,避免堵塞气流。吸收管必须干燥,若吸收液变浑浊,说明有水分进入,此时应检查气路密闭性并重新操作。显色后的溶液应尽快完成比色,长时间光照会使胶态银凝聚,导致吸光度偏差。


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