2024年4月1日发(作者：仰天韵)
农业开发与装备 2021年第5期科技纵横
分光光度法测定水中甲醇的分析
张 田
（济宁职业技术学院生物与化学工程系，山东济宁 272100）
摘要：水环境污染一直都是亟待解决的重要问题，随着
化工行业的快速发展，很多生产废水在未经过专业处理
的情况下直接排放到生态环境中，对当地的生态系统带
来了巨大的损害。甲醇作为剧毒物质，可以抑制水中微
生物的生长繁殖，甚至会通过土壤对地下水产生污染，
是水污染治理必须要强调的内容之一。选择分光光度法
来进行水中加纯含量的测定，根据结果来制定相应治理
方案，对于进一步提高水污染治理效果具有重要的参考
价值。
关键词：分光光度法；甲醇；水污染；含量测定
0 引言
选择分光光度法进行水中甲醛含量测定，原理便是
将甲醇氧化为甲醛，在通过羟醛缩合反应来生成显色化
合物，这样便能够在可见光条件下利用分光光度法完成
测定。其中，变色酸分光光度法的抗干扰性比较强，同
时具有良好的反应特异性，实际测定灵敏度比较高，且
成本较低，用于水中甲醇测定优势比较明显。
1 甲醇特性分析
甲醇结构相对比较简单，具有无色、易挥发物理特
性，是生产生活中常用的有机溶剂，易溶于水。急性甲
醇中毒轻者可出现头痛、乏力、嗜睡、眩晕及轻度意识
障碍等症状，重者会出现昏迷、癫痫样抽搐等，对人体
视神经产生损伤。同时，甲醇也是重要的化工生产原
料，主要用于甲醛制备，在有机合成工业中常用于甲基
化剂和溶剂，也可以用于制造农药、医药。甲醇易溶于
水，如果水中甲醇含量超标直接排放，将会对生态环境
造成较大的损害，抑制水中微生物的生长繁殖，以及可
通过土壤对地下水产生污染，因此是水体质量监测的重
要指标之一
[1]
。
2 水中甲醇测定方法比较
目前，要实现甲醇测定，可以选择的方法比较多，
常见的如气相色谱法、液相色谱法以及分光光度法等，
且不同方法所适用的条件不同。例如气相色谱法更适用
于成分复杂的生产废水测定，利用其自身的分离特点，
得到可靠性比较高的测定结果。相比来讲，色谱填充柱
虽然使用范围也比较广，但是因为其在使用以及保存过
程中因为吸附水分很容易失去活性，以及在使用前后还
需要对其进行活化处理，操作比较麻烦。以及因为疏水
性特点，水会先于大部分的有机化合物从色谱柱中流
出，干扰使得基线上漂，降低了甲醛测定结果的精确
性。再有就是所需设备仪器的成本投入较高，不适用于
现场检测作业
[2]
。相比来讲，变色酸分光光度法无论是
图1 紫红色络合物
抗干扰能力还是灵敏度方面均具有更大的优势，且所需成
本较低，更适用于实际操作使用。但是结合以往实践经验
来看，在应用变色酸分光光度法进行水中甲醇测定时，温
度、时间等因素会对最终测定结果产生一定的干扰
[3]
。比
如，难以精确计算化学反应后的甲醛和甲酸含量，一旦甲
醛含量太低，则容易影响到测定结果的精确性。所以，为
确保分光光度法测定水中甲醇结果的精确性，还应在结合
以往经验的基础上，对实验条件做进一步的优化控制，确
定最佳反应条件，得到可靠的检测结果。
3 应用分光光度法测定水中甲醇实验
3.1 检测实验条件
3.1.1 实验仪器与试剂
仪器：可见分光光度计（光度精度：±0.2%T）、恒
温水浴锅（双列四孔）。试剂：高锰酸钾、硫酸、偏重
亚硫酸钠、变色酸、高纯度BIOBASICINC。
3.1.2 实验原理
酸性条件下利用高锰酸钾将甲醇氧化成甲醛：
5CH
3
OH+2KMnO
4
+4H
3
PO
4
→5HCHO+2MnHPO
4
+2KH
2
PO
4
+8H
2
O。
甲醇被氧化后，利用偏重亚硫酸钠将过剩且未与变
色酸产生反应的高锰酸钾除去：
Na
2
SO
4
+H
2
O→2NaHSO
3
5NaHSO
3
+2KMnO
4
+4H
3
PO
4
→2KH
2
PO
4
+2MnHPO
4
+5Na
HSO
4
+3H
2
O
甲醛与变色酸反应生成紫红色络合物（图1）：
通过甲醛与变色酸反应生成紫色化合物的吸光度结
果，完成试样甲醇含量的计算。
3.1.3 试剂与溶液
1）甲醇标准溶液（10 g/L）。共吸取0.7913 g/mL甲
醇1.26 mL，然后将其添加到100 mL容量瓶内，并向容量
瓶中继续添加适量的蒸馏水来进行稀释至刻度位置，最
后将混合液充分摇匀混合。
2）甲醇标准使用液。分别来准确吸取甲醇标准溶液
0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、8.0 mL、10.0 mL、
15.0 mL、20.0 mL、25.0 mL以及30.0 mL，然后分别将其
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科技纵横
农业开发与装备 2021年第5期
置入到100 mL的容量瓶内，然后向其中加入适量的蒸馏
水稀释到刻度，将混合液摇匀
[4]
。此时可得到浓度分别
为0 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、600 mg/L、
800 mg/L、1 000 mg/L、1 500 mg/L、2 000 mg/L、2 500 mg/L以
及3 000 mg/L的甲醇溶液。
3）磷酸-高锰酸钾溶液。准确称取高锰酸钾3.0 g，
然后溶于15 mL的85%磷酸与70 mL水中，进行充分混合
后，添加适量的水稀释到100 mL。
4）变色酸溶液。准确称取变色酸二钠盐
（C
10
H
6
O
8
S
2
Na
2
）0.2 g，置入烧杯后加入10 mL的水，以
及缓慢加入90 mL 98%的硫酸，进行充分摇匀，注意要
现用现配
[5]
。
5）偏重亚硫酸钠溶液。选择适量的水早100 mL的容
量瓶中将10.0 g的偏重亚硫酸钠完全溶解，并加水稀释到
的刻度后充分混匀。
3.1.4 实验方法
分别吸取2 mL的不同浓度甲醇标准液与试剂空白，然
后将其置入到25 mL的比色管中，将少量的磷酸-高锰酸钾
溶液继续加入到比色管内，确保能够充分反应。在以滴
加的方式向其中加入偏重亚硫酸钠，直到产生的紫色恰
好退去，摇匀后沿着管壁缓慢加入10 mL的变色酸溶液，
加塞进行充分摇匀，对其进行水浴加热一定时间后取
出，冷却到室温。选用1 cm的比色管，置于570 mm处，利
用样品空白调零，对甲醇溶液的吸光度进行准确测定。
3.1.5 计算结果
水样内甲醇质量浓度计算公式：
C=m/Vw
式中，C表示甲醇质量浓度（mg/L）；
m表示甲醇质量（mg）；
Vw表示水样体积（L）。
3.2 实验结果分析
3.2.1 最大吸收波长
分别选择质量浓度为50 mg/L、100 mg/L以及150 mg/L
的甲醇溶液，通过测定不同波长下的吸光度，确定波长
与吸光度之间的关系。结果显示所选三个不同质量浓度
的甲醇溶液均在570 nm处存在最大吸光度，表示此波长
摩尔吸收系数值最大，灵敏度最高。以及在此较小波长
范围内，吸光度不会产生过大的变化，进而不会导致比
尔定律偏离，得到较高可靠度的测定结果，因此进行水
中甲醇测定时，可以选择570 nm作为吸收波长。
3.2.2 高锰酸钾用量
各选择质量浓度为30 mg/L和60 mg/L的甲醇溶液2.0 mL，
对不同高锰酸钾用量条件下的吸光度进行测定。根据结
果可知，随着所用高锰酸钾用量的增多，显色反应吸光
度会出现一个极大值，即2.0 mL的添加量可以得到最佳
的甲醇氧化效果。因为高锰酸钾属于强氧化剂，增加用
量可以促使甲醇过量氧化，反应体系内的甲醛浓度降
低，与变色酸反应所生成紫红色络合物总量减少，吸光
度降低，因此最终试验以2.0 mL的添加量为宜。
3.2.3 高锰酸钾氧化时间
各选择质量浓度为30 mg/L和60 mg/L的甲醇溶液2.0 mL，
对不同磷酸-高锰酸钾氧化时间条件下的吸光度进行测
定。通过比对分析实验结果可知，在氧化时间为5 min时
具有最佳效果，随着时间的延长，甲醇氧化所生成的甲
醛将会继续进行氧化反应并生成甲酸，紫色化合物总量
会减少，而影响到吸光度，导致测定结果与实际情况相
比偏低，以5 min为最佳氧化时间。
3.2.4 最佳显色温度
通过图2可知，在显色温度未达到68℃的条件下，
显色反应吸光度会随着温度升高而增大；在温度达到
68~74℃时，吸光度出现最高状态；在显色温度超过
74℃后，显色吸光度会随着温度升高而降低。即当温度
超过一定限值后，会促使紫色络合物受热分解，进而吸
光度降低，以70℃为最佳显色反应温度。
图2 最佳显色时间选择
4 结语
应用吸光光度法来进行水中甲醇测量，相比其他方
法不仅成本低、操作简单，且具有较高的灵敏度
[6]
。为
进一步提高检测结果的精确性，需要合理确定各项反应
条件，达到最佳测定效果。
参考文献
[1] 张静，郭隽.分光光度法测定水中甲醇[J].河北环境工程学
院学报，2020，30（3）：56-59.
[2] 章伟，徐卫琴.水中低浓度甲醇检测探讨[J].门窗，2019，
（18）：200，202.
[3] 罗超.甲醇生产外排污水含量超限防治措施研究[D].东北石
油大学，2017.
[4] 董书斌，张琴，王永军，等.亚甲基蓝分光光度法测定贫甲醇
中硫化氢[J].化工管理，2016，（18）：112.
[5] 陈思，马云，屈撑囤，等.对变色酸分光光度法分析采气污水
中甲醇含量的改进[J].西安石油大学学报（自然科学版），
2011，26（6）：70-74，10.
[6] 姚亮，万征平.色谱法测定水中低浓度甲醇探讨[J].石油工
业技术监督，2014，30（8）：64-67.
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农业开发与装备 2021年第5期科技纵横
分光光度法测定水中甲醇的分析
张 田
（济宁职业技术学院生物与化学工程系，山东济宁 272100）
摘要：水环境污染一直都是亟待解决的重要问题，随着
化工行业的快速发展，很多生产废水在未经过专业处理
的情况下直接排放到生态环境中，对当地的生态系统带
来了巨大的损害。甲醇作为剧毒物质，可以抑制水中微
生物的生长繁殖，甚至会通过土壤对地下水产生污染，
是水污染治理必须要强调的内容之一。选择分光光度法
来进行水中加纯含量的测定，根据结果来制定相应治理
方案，对于进一步提高水污染治理效果具有重要的参考
价值。
关键词：分光光度法；甲醇；水污染；含量测定
0 引言
选择分光光度法进行水中甲醛含量测定，原理便是
将甲醇氧化为甲醛，在通过羟醛缩合反应来生成显色化
合物，这样便能够在可见光条件下利用分光光度法完成
测定。其中，变色酸分光光度法的抗干扰性比较强，同
时具有良好的反应特异性，实际测定灵敏度比较高，且
成本较低，用于水中甲醇测定优势比较明显。
1 甲醇特性分析
甲醇结构相对比较简单，具有无色、易挥发物理特
性，是生产生活中常用的有机溶剂，易溶于水。急性甲
醇中毒轻者可出现头痛、乏力、嗜睡、眩晕及轻度意识
障碍等症状，重者会出现昏迷、癫痫样抽搐等，对人体
视神经产生损伤。同时，甲醇也是重要的化工生产原
料，主要用于甲醛制备，在有机合成工业中常用于甲基
化剂和溶剂，也可以用于制造农药、医药。甲醇易溶于
水，如果水中甲醇含量超标直接排放，将会对生态环境
造成较大的损害，抑制水中微生物的生长繁殖，以及可
通过土壤对地下水产生污染，因此是水体质量监测的重
要指标之一
[1]
。
2 水中甲醇测定方法比较
目前，要实现甲醇测定，可以选择的方法比较多，
常见的如气相色谱法、液相色谱法以及分光光度法等，
且不同方法所适用的条件不同。例如气相色谱法更适用
于成分复杂的生产废水测定，利用其自身的分离特点，
得到可靠性比较高的测定结果。相比来讲，色谱填充柱
虽然使用范围也比较广，但是因为其在使用以及保存过
程中因为吸附水分很容易失去活性，以及在使用前后还
需要对其进行活化处理，操作比较麻烦。以及因为疏水
性特点，水会先于大部分的有机化合物从色谱柱中流
出，干扰使得基线上漂，降低了甲醛测定结果的精确
性。再有就是所需设备仪器的成本投入较高，不适用于
现场检测作业
[2]
。相比来讲，变色酸分光光度法无论是
图1 紫红色络合物
抗干扰能力还是灵敏度方面均具有更大的优势，且所需成
本较低，更适用于实际操作使用。但是结合以往实践经验
来看，在应用变色酸分光光度法进行水中甲醇测定时，温
度、时间等因素会对最终测定结果产生一定的干扰
[3]
。比
如，难以精确计算化学反应后的甲醛和甲酸含量，一旦甲
醛含量太低，则容易影响到测定结果的精确性。所以，为
确保分光光度法测定水中甲醇结果的精确性，还应在结合
以往经验的基础上，对实验条件做进一步的优化控制，确
定最佳反应条件，得到可靠的检测结果。
3 应用分光光度法测定水中甲醇实验
3.1 检测实验条件
3.1.1 实验仪器与试剂
仪器：可见分光光度计（光度精度：±0.2%T）、恒
温水浴锅（双列四孔）。试剂：高锰酸钾、硫酸、偏重
亚硫酸钠、变色酸、高纯度BIOBASICINC。
3.1.2 实验原理
酸性条件下利用高锰酸钾将甲醇氧化成甲醛：
5CH
3
OH+2KMnO
4
+4H
3
PO
4
→5HCHO+2MnHPO
4
+2KH
2
PO
4
+8H
2
O。
甲醇被氧化后，利用偏重亚硫酸钠将过剩且未与变
色酸产生反应的高锰酸钾除去：
Na
2
SO
4
+H
2
O→2NaHSO
3
5NaHSO
3
+2KMnO
4
+4H
3
PO
4
→2KH
2
PO
4
+2MnHPO
4
+5Na
HSO
4
+3H
2
O
甲醛与变色酸反应生成紫红色络合物（图1）：
通过甲醛与变色酸反应生成紫色化合物的吸光度结
果，完成试样甲醇含量的计算。
3.1.3 试剂与溶液
1）甲醇标准溶液（10 g/L）。共吸取0.7913 g/mL甲
醇1.26 mL，然后将其添加到100 mL容量瓶内，并向容量
瓶中继续添加适量的蒸馏水来进行稀释至刻度位置，最
后将混合液充分摇匀混合。
2）甲醇标准使用液。分别来准确吸取甲醇标准溶液
0.0 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、8.0 mL、10.0 mL、
15.0 mL、20.0 mL、25.0 mL以及30.0 mL，然后分别将其
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农业开发与装备 2021年第5期
置入到100 mL的容量瓶内，然后向其中加入适量的蒸馏
水稀释到刻度，将混合液摇匀
[4]
。此时可得到浓度分别
为0 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、400 mg/L、600 mg/L、
800 mg/L、1 000 mg/L、1 500 mg/L、2 000 mg/L、2 500 mg/L以
及3 000 mg/L的甲醇溶液。
3）磷酸-高锰酸钾溶液。准确称取高锰酸钾3.0 g，
然后溶于15 mL的85%磷酸与70 mL水中，进行充分混合
后，添加适量的水稀释到100 mL。
4）变色酸溶液。准确称取变色酸二钠盐
（C
10
H
6
O
8
S
2
Na
2
）0.2 g，置入烧杯后加入10 mL的水，以
及缓慢加入90 mL 98%的硫酸，进行充分摇匀，注意要
现用现配
[5]
。
5）偏重亚硫酸钠溶液。选择适量的水早100 mL的容
量瓶中将10.0 g的偏重亚硫酸钠完全溶解，并加水稀释到
的刻度后充分混匀。
3.1.4 实验方法
分别吸取2 mL的不同浓度甲醇标准液与试剂空白，然
后将其置入到25 mL的比色管中，将少量的磷酸-高锰酸钾
溶液继续加入到比色管内，确保能够充分反应。在以滴
加的方式向其中加入偏重亚硫酸钠，直到产生的紫色恰
好退去，摇匀后沿着管壁缓慢加入10 mL的变色酸溶液，
加塞进行充分摇匀，对其进行水浴加热一定时间后取
出，冷却到室温。选用1 cm的比色管，置于570 mm处，利
用样品空白调零，对甲醇溶液的吸光度进行准确测定。
3.1.5 计算结果
水样内甲醇质量浓度计算公式：
C=m/Vw
式中，C表示甲醇质量浓度（mg/L）；
m表示甲醇质量（mg）；
Vw表示水样体积（L）。
3.2 实验结果分析
3.2.1 最大吸收波长
分别选择质量浓度为50 mg/L、100 mg/L以及150 mg/L
的甲醇溶液，通过测定不同波长下的吸光度，确定波长
与吸光度之间的关系。结果显示所选三个不同质量浓度
的甲醇溶液均在570 nm处存在最大吸光度，表示此波长
摩尔吸收系数值最大，灵敏度最高。以及在此较小波长
范围内，吸光度不会产生过大的变化，进而不会导致比
尔定律偏离，得到较高可靠度的测定结果，因此进行水
中甲醇测定时，可以选择570 nm作为吸收波长。
3.2.2 高锰酸钾用量
各选择质量浓度为30 mg/L和60 mg/L的甲醇溶液2.0 mL，
对不同高锰酸钾用量条件下的吸光度进行测定。根据结
果可知，随着所用高锰酸钾用量的增多，显色反应吸光
度会出现一个极大值，即2.0 mL的添加量可以得到最佳
的甲醇氧化效果。因为高锰酸钾属于强氧化剂，增加用
量可以促使甲醇过量氧化，反应体系内的甲醛浓度降
低，与变色酸反应所生成紫红色络合物总量减少，吸光
度降低，因此最终试验以2.0 mL的添加量为宜。
3.2.3 高锰酸钾氧化时间
各选择质量浓度为30 mg/L和60 mg/L的甲醇溶液2.0 mL，
对不同磷酸-高锰酸钾氧化时间条件下的吸光度进行测
定。通过比对分析实验结果可知，在氧化时间为5 min时
具有最佳效果，随着时间的延长，甲醇氧化所生成的甲
醛将会继续进行氧化反应并生成甲酸，紫色化合物总量
会减少，而影响到吸光度，导致测定结果与实际情况相
比偏低，以5 min为最佳氧化时间。
3.2.4 最佳显色温度
通过图2可知，在显色温度未达到68℃的条件下，
显色反应吸光度会随着温度升高而增大；在温度达到
68~74℃时，吸光度出现最高状态；在显色温度超过
74℃后，显色吸光度会随着温度升高而降低。即当温度
超过一定限值后，会促使紫色络合物受热分解，进而吸
光度降低，以70℃为最佳显色反应温度。
图2 最佳显色时间选择
4 结语
应用吸光光度法来进行水中甲醇测量，相比其他方
法不仅成本低、操作简单，且具有较高的灵敏度
[6]
。为
进一步提高检测结果的精确性，需要合理确定各项反应
条件，达到最佳测定效果。
参考文献
[1] 张静，郭隽.分光光度法测定水中甲醇[J].河北环境工程学
院学报，2020，30（3）：56-59.
[2] 章伟，徐卫琴.水中低浓度甲醇检测探讨[J].门窗，2019，
（18）：200，202.
[3] 罗超.甲醇生产外排污水含量超限防治措施研究[D].东北石
油大学，2017.
[4] 董书斌，张琴，王永军，等.亚甲基蓝分光光度法测定贫甲醇
中硫化氢[J].化工管理，2016，（18）：112.
[5] 陈思，马云，屈撑囤，等.对变色酸分光光度法分析采气污水
中甲醇含量的改进[J].西安石油大学学报（自然科学版），
2011，26（6）：70-74，10.
[6] 姚亮，万征平.色谱法测定水中低浓度甲醇探讨[J].石油工
业技术监督，2014，30（8）：64-67.
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