分光光度法测定油田水样中的硫酸根离子

'第37卷第5期应用化工Vol.37No.52008年5月AppliedChemicalIndustryMay2008分光光度法测定油田水样中的硫酸根离子11112李源流,李军,张永富,高岭,谢志海(1.延长油田股份有限公司横山采油厂,陕西横山719100;2.西北大学化学系,陕西西安710069)2-2-摘要:建立了油田水中SO4的分光光度测定法。在稀盐酸介质中BaCrO4与SO4反应生成BaSO4沉淀,并定量2-置换出CrO4。溶液经煮沸,并调节至碱性,以沉淀过量的BaCrO4,离心分离后,于420nm处以试剂空白作参比,2-测定上清液中CrO4的吸光度。硫酸根浓度在8.0～120μg/mL范围内符合比耳定律,检出限为4.0μg/mL,相对标准偏差为2.84%(n=8),回收率在97.0%～103%。关键词:硫酸根;油田水;分光光度法中图分类号:O657.31文献标识码:A文章编号:1671-3206(2008)05-0579-03Determinationofsulfateinoilfieldwaterbyspectrophotometry11112LIYuan2liu,LIJun,ZHANGYong2fu,GAOLing,XIEZhi2hai(1.HengshanOilProductionPlantofYanchangPetroleumCompany,Hengshan719100,China;2.DepartmentofChemistry,NorthwestUniversity,Xi’an710069,China)Abstract:Anewspectrophotometrywasdevelopedforthedeterminationofsulfateinoilfieldwater.SulfateioninthesamplesolutionwasprecipitatedasBaSO4byadefiniteamountofbariumchromate.Afterboil2ingandadjustingtheaciditywithammoniawater,thesolutionmixturewascentrifuged.Theabsorbanceof2-CrO4inthesupernatantlayerwastakenat420nmwith1cmabsorptioncell.Theresultshowedthatthecalibrationplotwaslinearintherangeof8.0～120μg/mL.Thedetectionlimitofthemethodwas4.0μg/mL.Therecoverywasbetween97.0%～103%andtherelativestandarddeviationwas2.84%(n=8).Keywords:sulfate;oilfieldwater;spectrophotometry为了配合陕北油田注水开采以及注水系统、水1实验部分处理系统的除垢、防垢,均要求快速、准确地现场监1.1试剂与仪器2-2-测油田水中的SO4。测定水和废水中的SO4,通铬酸钾、氯化钡、无水硫酸钾、盐酸、氨水等均为[1][2][3]常有硫酸钡重量法、离子色谱、比浊法、容量分析纯;去离子水。[4][5]法、分光光度法等。经典的重量法、硫酸钡比7220型分光光度计;YXJ21台式电动离心机。浊法,操作条件要求苛刻,操作十分繁琐;离子色谱1.2溶液配制法需大型仪器,目前尚未普及;容量法因水样中1.2.1酸性铬酸钡溶液称取铬酸钾19.42g,氯2+2+Ca、Mg含量很高,而无法准确测定;铬酸钡光度化钡24.43g,分别溶于1L蒸馏水中,加热至沸腾。法常用加入铬酸钡悬浮液、滴管加氨水至过量2滴,将混合液同时倒入3L烧杯内,待生成的沉淀后,倾以滤纸过滤除沉淀,操作误差较大,线性关系较差,出上层清液,沉淀用约1L蒸馏水洗涤,共需洗涤且手续繁琐、费时。本文通过加入酸性铬酸钡溶液,3次。沉淀溶解于1L1.0mol/LHCl溶液中,摇匀2-2+基于SO4与Ba生产白色BaSO4沉淀,反应完成待用。2-2-后,加入一定量氨水后离心分离沉淀,用分光光度计1.2.2SO4标准溶液(1.0mg/mLSO4)称取2+于420nm进行测定。本方法可测定Ca含量高达无水硫酸钾1.8141g于200mL烧杯中,用水溶解2-3000mg/L油田水中的SO4,且操作简便、准确、快后,定量转移至1L容量瓶中,用水冲至刻度,摇匀速,准确度高,适合现场检测。待用。收稿日期:2008203219作者简介:李源流(1971-),男,陕西榆林人,延长油田股份有限公司横山采油厂工程师,从事油田化学、油田信息技术的研究。电话:0912-7856001,E-mail:hslyl74@126.com©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 580应用化工第37卷1.2.3氨水溶液5.0mol/L。1.0mL时,吸光度最大,且恒定。故选取加入1.3方法原理1.5mL的酸性铬酸钡溶液。2-在酸性溶液中,铬酸钡与SO4发生置换反应,2.3氨水加入量的影响2-生成硫酸钡沉淀及CrO2-,将溶液用氨水中和至弱氨水溶液的加入量直接影响SO4的测定灵敏42-碱性后,离心分离生成的硫酸钡及过量的铬酸钡沉度。按照上述实验方法,吸取SO4标准溶液2-淀。滤液呈现的黄色是SO4所定量置换出的1.0mL于25mL比色管中,仅改变氨水溶液的加入CrO2-离子的颜色。基于此,可用分光光度法进行量进行实验。结果表明,当氨水量大于0.2mL时,42-其吸光度随氨水溶液用量的增加而增加,在0.4～定量测定油田采出水中的SO4含量。1.0mL范围内,吸光度恒定。本实验选取加入1.4实验方法0.5mL5mol/L氨水溶液。吸取一定量的水样置于25mL比色管中,加入2.4离心转速与时间的选择1.5mL酸性铬酸钡溶液,加水至20mL,加热煮沸2-按照上述实验方法,吸取SO4标准溶液20min,取下稍冷后,加入0.5mL5mol/L氨水溶液,用水稀释至刻度,摇匀。将上清悬浮液置于离心1.0mL于25mL比色管中,固定其它条件不变,调整离心机转速为500,1000,1500,2000,管中,以2000r/min的速度离心2min,用滴管吸取3000r/min。实验表明,离心分离5min,上清液于1cm比色皿中。按照同样方法,以不加样2000r/min即可分离完全。离心机转速固定为品的试剂溶液作参比,于420nm处测其吸光度,吸2-2000r/min,相应离心时间为0.5,1.0,1.5,2.0,光度与SO4浓度呈线性关系。3.0,4.0min进行分离实验。结果表明,所需离心时2结果与讨论间为2min。本实验选用离心机转速为2000r/min,2.1吸收波长的选择离心分离时间为2min。2-移取SO4标准溶液1.0mL于25mL比色管2.5共存离子的影响实验++2+2+中,按照实验方法,以试剂空白作参比,在380～油田水中大量存在K、Na、Ca、Mg,为考700nm范围内进行扫描。结果表明,最大吸收峰位察共存离子对测定结果的影响,在其它实验条件相2-于420nm处。同的条件下,取1.0mLSO4的标准溶液,分别加入2.2酸性铬酸钡溶液加入量的影响不同量的共存离子,测定其吸光度。结果表明,2-++2+2+吸取SO4标准溶液1.0mL于25mL比色管3000倍的K,Na,Mg及900倍的Ca对测定2-中,固定其它条件不变,改变酸性铬酸钡溶液的加入基本没有影响,可满足油田水中SO4的测定。量进行实验,结果见图1。沉淀硫酸钡最为合适的2.6工作曲线的绘制2-盐酸酸度在0.05～0.12mol/L,在此酸度下,硫酸钡分别于25mL比色管中加入1.0mg/mLSO4的溶解度较小;若酸度过大,硫酸钡的溶解度增大;的标准溶液0,0.2,0.5,1.0,2.0,3.0mL,加蒸馏水酸度过小,共沉淀的杂质增多。至25mL,各加1.5mL酸性铬酸钡溶液,用蒸馏水冲至刻度,摇匀。打开瓶塞,放入沸水中加热20min,取出稍冷后,各加0.5mL氨水溶液,摇匀。将标准溶液分别加入离心试管中(10～13mL),放入离心机,在2000r/min离心分离2min。取离心管中的上清液于比色皿中,以试剂空白作参比,在分光光度计上于420nm处,测定各自的吸光度。线性2回归方程为:A=0.3907C-0.0057,R=0.9993,方法的线性范围为8.0～120μg/mL。2-以1.0mg/mLSO4标准溶液按照实验方法进行8次平行测定,标准偏差(s)为0.0112mg/mL。图1酸性铬酸钡溶液用量对按3倍标准偏差计算检出限为4.0mg/mL,相对标吸光度的影响Fig.1Theinfluenceofacidsolutionofbarium准偏差为2.84%。2-chromateonabsorbancy2.7水中SO4含量的测定由图1可知,酸性铬酸钡溶液的加入量≥于25mL比色管中加入1.0～20.0mL水样©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 第5期李源流等:分光光度法测定油田水样中的硫酸根离子581(由含量多少定),平行做3份,加1.5mL酸性铬酸3结论钡溶液,用蒸馏水冲至刻度,摇匀。按照绘制工作曲分光光度法测定油田水样中硫酸根离子的测定线相同的条件进行测定,由回归方程求得水样中硫2-条件为:在稀盐酸介质中以过量的铬酸钡与SO4酸根含量,同时进行加入回收实验,测定结果见反应,生成BaSO4沉淀。经煮沸,并调节溶液至碱表1。性,以沉淀过量的BaCrO4,离心分离后,于420nm表1样品分析结果2-处以水作参比测定上清液中CrO4的吸光度。硫酸Table1Theanalyticalresultsofsamples根浓度在8～120μg/mL范围内符合比耳定律,检测定值加入量测得值回收率样品出限为4.0μg/mL,相对标准偏差为2.84%(n=-1)-1)-1)/%/(mg·L/(mg·L/(mg·L8),回收率在97.0%～103%。该方法具有简便、快水源井16410098.998.9速、准确的优点,适宜于油田水样的现场检测。#1站125100101101.0参考文献:#2站14010097.897.8[1]GB11899—89中华人民共和国国家标准[S].北京:中103配水间54.05049.599.0国标准出版社,1989.---2-2-200配水间74.55051.4103.0[2]郭庭秀.油田水中F、Cl、Br、NO、SO4的离子色谱分析[J].现代科学仪器,2002(6):12213.300配水间82.65048.597.0[3]孙怀文,孙本良.水样中比浊法测定硫酸根方法的改#1井76250049198.2进[J].理化检验———化学分册,2001,37(4):1792181.[4]刘汉初,倪桃英.容量法测定酸雨中硫酸根[J].理化167井806500515103.0检验———化学分册,1994,30(3):1562157.197井33630029197.0[5]陈丽娅,粱莉.铬酸钡光度法测定水环境中硫酸盐的改进[J].贵州环保科技,2001,7(4):34235.(上接第575页)[7]范俊华,万梅香,朱道本.可溶性导电聚苯胺的研究进[16]WrobleskiDA,BenicewiczBC.Stabilizationofpolyani2展[J].高分子通报,1997(3):22228.linesolutions[J].PolymerPreprints,1994,34:2672268.[8]OsterholmJE,CaoY,KlavetterF,etal.Emulsionpoly2[17]王杨勇,邓军锋,井新利.本征态聚苯胺的防腐性能merizationofaniline[J].Polymer,1994,35:290222906.[J].中国腐蚀与防护学报,2004,24(5):3012305.[9]ChanHSO,NGSC,SimWS.Synthesisandcharacter2[18]林卫丽,杜美利,邓宇强.水溶性聚苯胺对碳钢的缓蚀izationofpoly(o2aminobenzylalcohol)anditscopolymer作用研究[J].腐蚀与防护,2006,27(7):3442346.withaniline[J].Macromolecules,1993,26(1):1442150.[19]邓宇强,葛岭梅,周安宁.聚苯胺防腐涂料的研究进展[10]刘学习,曾幸荣.聚苯乙烯磺酸掺杂聚苯胺的性能研究[J].腐蚀与防护,2003,24(8):3332335.[J].功能高分子学报,2003,16:3092312.[20]LuWK,ElsenbaumerRL,WesslingB.Corrosionprotec2[11]张为灿,武彬,高培基.大豆过氧化物酶催化合成水溶tionofmildsteelbycoatingscontainingpolyaniline[J].性聚苯胺[J].曲阜师范大学学报,2006,32(4):1072SyntheticMetal,1995,71:216322166.110.[21]WeiYen,WangJianguo,JiaXinru,eta1.Polyanilineas[12]于黄中,陈明光,贝承训,等.导电聚苯胺的特性应用及corrosionprotectioncoatingsoncoldrolledsteel[J].Poly2进展[J].高分子材料科学与工程,2003,19(4):18221.mer,1995,36:453524537.[13]李星伟,居明,李晓宣.用于腐蚀与防护的导电聚苯胺[22]WesslingB.Passivationofmetalsbycoatingwithpolyani2研究进展[J].材料导报,2001,15(3):42243.line:corrosionpotentialshiftandmorphologicalchanges[14]BemardMC,Hugot2LeGoffA,JoiretS.Polyanilinelayer[J].AdvancedMaterials,1994(6):2262228.forironprotectioninsulfatemedium[J].SyntheticMetal,[23]SathiyanarayananS,SyedAzimS,VenkatachariG.Prepa21999,102:138321384.rationofpolyaniline2TiO2compositeanditscomparative[15]齐圣光,陈庆礼,任碧野,等.聚苯胺/环氧复合阴极电corrosionprotectionperformancewithpolyaniline[J].Syn2泳涂料防腐性能的研究[J].涂料工业,2006,36(7):42theticMetal,2007,157:2052213.7.©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net'