化學沉淀法結(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)沉淀的重量和化學反應的計量關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),充分攪拌使反應完全。然后將生成的沉淀通過濾紙或濾膜過濾,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濾膜放入烘箱中干燥至恒重,記錄沉淀的重量。通過已知的化學反應方程式和沉淀的分子量,計算出聚丙烯酰胺的含量。不過這種方法的缺點是操作相對復雜,且受到水中其他能與重金屬離子反應物質(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后會生成具有特定吸收波長的產(chǎn)物。通過測量該產(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能產(chǎn)生有色物質(zhì)的化學試劑。以溴化乙錠為例,在一定的 pH 值和反應時間下,聚丙烯酰胺與溴化乙錠反應生成有顏色的復合物。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一段時間(如在室溫下反應 30 分鐘)。然后使用分光光度計,在該復合物的更大吸收波長(假設為 λ = 510nm)處測量吸光度。通過預先繪制的標準曲線(用已知濃度的聚丙烯酰胺標準溶液與溴化乙錠反應,測量吸光度,繪制濃度 - 吸光度曲線)來確定水樣中聚丙烯酰胺的濃度。但這種方法對顯色反應的條件要求嚴格,且不同的水樣成分會對顯色反應產(chǎn)生干擾。
粘度法原理:聚丙烯酰胺是一種高分子聚合物,它的存在會顯著增加水的粘度。根據(jù)這一特性,可以通過測量水樣的粘度變化來間接檢測聚丙烯酰胺的存在及其含量。
操作步驟:使用粘度計(如旋轉(zhuǎn)粘度計或毛細管粘度計)測量水樣的粘度。測量純水樣的粘度作為對照,然后測量含有聚丙烯酰胺水樣的粘度。通過對比兩者的粘度變化,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,需要對水樣進行預處理,如過濾除去懸浮物等。
灼燒殘渣法原理:聚丙烯酰胺在高溫灼燒后會有殘渣留下,通過測量殘渣的重量來估算聚丙烯酰胺的含量。
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,直至恒重。記錄灼燒前后坩堝和殘渣的重量變化,根據(jù)聚丙烯酰胺完全灼燒后的理論殘渣量與實際殘渣量的關系來計算水樣中聚丙烯酰胺的含量。但這種方法對設備要求較高,且水中其他有機或無機雜質(zhì)也產(chǎn)生灼燒殘渣,影響檢測結(jié)果的準確性。