洁厕块产品中总磷含量的测定

宋欣茹

（河北康达有限公司，河北 保定 071000）

1.前言

磷是生物生长的必需元素之一。但是，其在水体中含量过高会造成富营养化等环境问题。目前，各国出于环境保护的考虑，纷纷对洗涤用品的磷含量指标提出了严格的要求。例如，我国在《HJ 458-2009环境标志产品技术要求家用洗涤剂》中，对磷含量的要求是P2O5含量≤1.1%。

测定洁厕块产品中的磷含量，可以为环境监测过程中检测磷含量提供原理依据，并探索实验方法和优化实验条件。为此，本文主要研究了磷鉬蓝比色法[1]测定洁厕块样品中P2O5含量以及色素对磷含量测定的影响，提出了优化测试方法的方案。

2.实验部分

2.1 方法概要

洁厕块产品中的磷经预处理会转化成PO43-的形式存在。在酸性介质下，PO43-同钼酸铵生成磷钼杂多酸，反应式为:

反应所生成的磷钼杂多酸立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的低价钼氧化物（即钼蓝）。

实验过程中，采用分光光度计来测定样品中的磷含量。其原理是朗伯-比尔定律:光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关；在光程上，每等厚层介质吸收相同比例值的光。也就是说，光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目。可以用公式表示为:

式中，IO和I分别为入射光及通过样品后的透射光强度；log（IO/I）称为吸光度；C为样品浓度；b为样品池厚度；ε为光被吸收的比例系数。

2.2 实验仪器及试剂

2.2.1 实验仪器及器具

722型分光光度计，波长范围350nm～800nm，附有20mm比色皿；烧杯，100mL、150mL、500mL、1000mL；容量瓶，10mL、15mL、20mL、25mL；移液管，10mL刻度；硬质玻璃试管，φ25mm×200mm；比色管，50mL；慢速定性滤纸，φ110mm；具塞量筒，100mL；玻璃漏斗；φ25mm×500mm层析柱。

2.2.2 试剂与溶液制备

浓硫酸，分析纯；四水合钼酸铵[(NH4)6Mo7O24.4H2O]，抗坏血酸，磷酸二氢钾（KH2PO4），均为分析纯。

硫酸（GB/T 625）:C（H2SO4）＝5mol/L溶液。

钼酸铵-硫酸溶液:将7.2g四水合钼酸铵[(NH4)6Mo7O24.4H2O]（GB/T 657）溶解与水中，加入400mL硫酸溶液（C＝5mol/L），用水稀释至1000mL，此溶液中硫酸浓度为C（H2SO4）＝2mol/L，含三氧化钼（MoO3）约6g/L。

抗坏血酸溶液25g/L:将2.5g抗坏血酸溶解于100mL水中，该溶液过2d～3d则需要重新配置。

五氧化二磷标准溶液（1.0mg/mL）:将磷酸二氢钾（KH2PO4）（GB/T 1274）在110℃烘箱内干燥2h，在干燥器中冷却后称取1.917g（称准至0.0005g），加水溶解，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

五氧化二磷标准使用溶液（10mg/mL）:准确移取10.0mL五氧化二磷标准溶液于1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

2.3 测定步骤

2.3.1 标准曲线的制作

分别移取五氧化二磷标准使用溶液0mL、1mL、2mL、4mL、6mL、8mL、10mL、15mL、20mL至试管中，加水至25mL；依次加入10mL钼酸铵-硫酸溶液和2mL抗坏血酸溶液，置于沸水浴中加热45min，冷却；再分别移至100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。

用分光光度计以20mm比色池，水做参比，于650nm波长处测定此系列溶液的吸光度。以净吸光度为纵坐标，五氧化二磷的量（mg）为横坐标绘制标准曲线。

2.3.2 测定

2.3.2.1 未脱色的洁厕块测定

称取1g试样（称准至0.001g）于150mL烧杯中，加水溶解并转移至500mL容量瓶中；再加水至刻度，混匀。将溶液通过干的慢速定性滤纸过滤，用具塞量筒收集滤液；弃去前10mL，然后收集约50mL滤液备用。

按照较高总五氧化二磷产品，移取10.0mL（V）滤液，定容于1000mL容量瓶中，摇匀，再移取25mL至试管中。按照标准曲线的制定方法，“依次加入……”，测定该溶液的吸光度，同时做一空白试验（不加试样）。由净吸光度值，从标准曲线上查得相应的五氧化二磷的量m（mg）。

2.3.2.2 脱色的洁厕块测定

称取1g洁厕块试样（称准至0.001g）于150mL烧杯中，加水溶解并转移至500mL容量瓶中，再加水至刻度，混匀。将溶液通过铺25cm活性炭（60～100目）的层析柱，对洁厕块样品的溶液进行脱色处理；然后，通过干的慢速定性滤纸过滤，用具塞量筒收集滤液，弃去前10mL；之后收集约50mL滤液备用。

按照较低总五氧化二磷产品，移取25.0mL（V）滤液至试管中。与上述同样程序测定该溶液的吸光度。由净吸光度值，从标准曲线上查得相应的五氧化二磷的量m（mg）。

2.3.2.3 加色与未加色洁厕块的测定

按照洁厕块的配比，制作含色素与不含色素的洁厕块样品。同时，以去离子水加入亮蓝色素做对照（在水样中按洁厕块配料比例加入亮蓝色素0.0612g，折合洁厕块的量为1.020g）。按照前述方法测定五氧化二磷的量m（mg）。

2.3.3 计算

总五氧化二磷的含量以质量分数X计，数值以%表示。根据不同情况，选择下式之一计算:

总五氧化二磷含量较低的产品:

总五氧化二磷含量较高的产品:

式中:m—试验溶液净吸光度相当的五氧化二磷的质量，单位为微克（mg）；m0—试样的质量，单位为克（g）；V—用于测定吸光度的溶液体积，单位为毫升（mL）。

2.4 数据及结果

2.4.1 制定标准曲线

按照2.3.1的方法，配置不同浓度的五氧化二磷溶液（五氧化二磷标准溶液的添加量分别为0mL、1mL、2mL、4mL、6mL、8mL、10mL、15mL、20mL）。采用磷鉬蓝比色法，分别测定其吸光度值（A）及净吸光度值，数据如表1。表中的“净吸光度值”是指各含五氧化二磷标准使用溶液试验液的吸光度分别扣减0mL五氧化二磷标准使用溶液试验液的吸光度。

表1 五氧化二磷的含量及其吸光度值的对应关系

以净吸光度为纵坐标，以五氧化二磷的量（mg）为横坐标，绘制五氧化二磷净吸光度的标准曲线图，如图1。

图1 五氧化二磷净吸光度的标准曲线图

由图1可知:净吸光度值与P2O5含量存在一元线性关系Y=0.0015X，线性相关系数为0.9991。所绘制标准曲线的准确度较高。

2.4.2 洁厕块样品中P2O5含量的测定数据及结果分析

2.4.2.1 未脱色样品

选取市售的8种洁厕块样品，按照2.3.2.1的方法配置溶液，采用磷鉬蓝比色法进行P2O5含量的测定。所测得的数据及结果如表2所示。

表2 未脱色洁厕块样品中的P2O5含量

由表2可以看出:除样品8（白色）之外，其余未脱色样品中的P2O5含量均大于1.1%，并且数据差别很大。

2.4.2.2 脱色样品

将2.4.2.1中市售的8种样品，按照2.3.2.2的方法配置溶液，后用活性炭层析柱进行脱色后，再采用磷鉬蓝比色法进行P2O5含量的测定。所测得的数据及结果如表3所示。

表3 脱色的洁厕块样品中的P2O5含量

由表3可以看出:脱色后各样品P2O5含量均小于1.1%。经过层析柱处理后，样品8（白色）的P2O5含量与脱色前无明显变化，几乎相同；其他洁厕块产品全部含有蓝色色素，脱色前后磷含量的测定结果偏差很大。

2.4.2.3 加色与未加色样品的对比

按照2.3.2.3的方法，采用磷鉬蓝比色法，分别测定自制洁厕块样品9（蓝色与无色）、市售样品2（蓝色与无色）、亮蓝水溶液的P2O5含量。测得的数据及结果见表4。

表4 加色与未加色样品的P2O5含量对比

由表4可以看出:加色与不加色样品的P2O5的含量差别较大，表明色素对该波长处的洁厕块样品P2O5含量的影响较大。由此可以判定，蓝色色素的添加会对磷含量的测定产生影响，从而影响测定的准确性。

3.实验结论

洁厕块中色素的添加对磷鉬蓝比色法测定总磷含量的结果影响较大；未经脱色处理的洁厕块样品中（无色除外），其五氧化二磷的含量均大于1.1%；经脱色处理，去除色素的影响，洁厕块样品的五氧化二磷含量全部符合标准要求。

为此，建议修订磷鉬蓝比色法测定磷含量的方法。对于带色（蓝色）的产品，需要脱色后进行检测，以消除色素对测试结果的影响。

[1]GB/T 13173-20086洗涤剂中总五氧化二磷含量的测定。