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氰化物基本定義及其測定方法的化學(xué)原理

一.氰化物的定義

氰化物是一種含有氰基(-C≡N)的化合物,可分為無機氰化物和有機氰化物兩種。常見的無機氰化物有簡單氰化物、絡(luò)合氰化物,硫氰酸鹽等;有機氰化物有乙腈、丙腈、丁腈和丙烯腈等腈類化合物。

 

二.無機氰化物分類

簡單氰化物有:氰(CN)2、氫氰酸(HCN)、氰化鈉(NaCN)、氰化鉀(KCN)、氰化鈣[Ca(CN)n]等。

絡(luò)合氰化物銅氰絡(luò)合物[Cu(CN)n]、鋅氰絡(luò)合物[Zn(CN)n]、金氰絡(luò)合物[Au(CN)n]、銀氰絡(luò)合物[Ag(CN)n]等。

簡單氰化物和絡(luò)合氰化物都容易解離,釋放出有毒的氰根(CN-)。

硫氰酸鹽有:NaCNS、KCNS、AgCNS、Cu(CNS)2、 Na2Cu(CNS)(CN)3等。由于硫氰化物中的硫氰根(CNS-)比較穩(wěn)定,不易分解,因此硫氰酸鹽是無毒的化合物。

 

三.氰化物的毒性和環(huán)境危害

氰化物是一種劇毒物質(zhì),人若口服0.1g氰化鈉或0.12g氰化鉀或0.05g氫氰酸,瞬間就能死亡。對其他動物或牲畜的致死劑量更小。

氰化物廣泛存在于自然界, 尤其是生物界。土壤中也普遍含有氰化物, 并隨土壤的深度增加而遞減,其含量為0.0030.130mg/kg,天然土壤中的氰化物主要是來自土壤腐殖質(zhì)。

人類的活動也導(dǎo)致氰化物的形成。環(huán)境中的氰化物主要來自工業(yè)三廢,也有來自于含氰的殺蟲劑或藥劑污染,但以前者為主。汽車尾氣和香煙的煙霧中都含有氰化氫,燃燒某些塑料也會產(chǎn)生氰化氫。氫氰酸是制造丙烯腈的原料,每生產(chǎn)10噸丙烯腈約排放50- 100公斤氫氰酸。氰化鈉、氰化鉀用于金屬電鍍、礦石浮選、染料,制藥、金屬著色、鉑金精煉等工業(yè)。顯而易見,水域一旦被氰化物污染,其后果不堪設(shè)想。由于工業(yè)活動的影響,許多地點的土壤也遭到了氰化物的污染。 

 

四.氰化物測定的常用方法

測定水中氰化物的方法較多,有熒光法、分光光度法、離子選擇性電極法、離子色譜法、冷原子吸收測汞間接測定法和流動注射分析法等。

分光光度法作為一種基本常規(guī)的方法在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域被廣泛運用,也是國內(nèi)水質(zhì)監(jiān)測的首選方法。

流動注射分析是70年代中期誕生并迅速發(fā)展起來的溶液自動在線處理及測定的現(xiàn)代分析技術(shù),它具有分析速度快,準(zhǔn)確度、精密度高,重現(xiàn)性好,檢出限低,檢測濃度范圍大,自動進(jìn)樣,自動稀釋,操作簡單,樣品和試劑消耗量小等特點,并且樣品全封閉蒸餾、吸收和檢測,減少了氰化物對環(huán)境的污染和對人體的危害,尤其在檢測大批量的樣品上有突出的優(yōu)勢,是現(xiàn)今水質(zhì)檢測中比較先進(jìn)的檢測手段,只是儀器價格比較昂貴。

 

五.水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中氰化物的分類

易釋放氰化物(簡稱氰化物)是指在pH= 4介質(zhì)中,硝酸鋅存在下,加熱蒸餾,能形成氰化氫的氰化物,包括全部簡單氰化物(多為堿金屬和堿土金屬的氰化物)和鋅氰絡(luò)合物,不包括鐵氰化物、亞鐵氰化物、銅氰絡(luò)合物、鎳氰絡(luò)合物、鈷氰絡(luò)合物。

總氰化物是指在pH<2磷酸介質(zhì)中,二價錫和二價銅存在下,加熱蒸餾,能形成氰化氫的氰化物,包括全部簡單氰化物(多為堿金屬和堿土金屬的氰化物,銨的氰化物)和絕大部分絡(luò)合氰化物(鋅氰絡(luò)合物、鐵氰絡(luò)合物、鎳氰絡(luò)合物、銅氰絡(luò)合物等),不包括鈷氰絡(luò)合物。

 

六.兩類氰化物的制備

在易釋放氰化物的樣品預(yù)處理方面,ISO 11262方法采用鄰苯二甲酸氫鉀控制pH= 4.0后加熱回流,同時加硫酸鋅抑制氰離子從復(fù)雜氰化物中釋放出來。CJ/T 221、HJ 484和HJ/T 350均采用和水質(zhì)方法相同的用酒石酸控制酸度,并加鋅鹽進(jìn)行加熱蒸餾,不同的是前者用硝酸鋅,后者用乙酸鋅。

在總氰化物的樣品預(yù)處理方面,ISO 11262方法采用加磷酸控制pH<2后加熱回流,同時加入二價錫和二價銅以抑制硫化物的干擾并加速復(fù)雜氰化物的分解。CJ/T 221、HJ 484方法采用磷酸控制酸度,并加EDTA二鈉進(jìn)行加熱蒸餾,利用金屬離子與EDTA 絡(luò)合能力比與氰離子絡(luò)合能力強的特點,使復(fù)雜氰化物離解出氰離子。 


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