双波长双指示剂催化光度法测定痕量铬

[基金项目]　安徽省教育厅自然科学基金(2005KJ140)[作者简介]　耿明(1982-),女,在读研究生,主要从事光度分析研究。

3通讯联系人【论著】双波长双指示剂催化光度法测定痕量铬耿明,朱庆仁3,孙登明(淮北煤炭师范学院化学系,安徽淮北　235000)[摘要]　目的:建立用双波长双指示剂催化动力学光度法测定痕量铬(Ⅵ)的新方法。

方法:在HAc-NaAc缓冲溶液介质中,利用铬(Ⅵ)催化过氧化氢氧化罗丹明B和苯酚红的指示反应,分别在430n m和550n m处测量催化体系和非催化体系吸光度的变化,用双波长双指示剂催化光度法测定痕量铬(Ⅵ)。

结果:测定痕量铬(Ⅵ)的线性范围为01010～3130μg/25m l,检出限为312×10-10g/m l。

结论:该法简单,灵敏度高,选择性好,可用于水中痕量铬(Ⅵ)的测定。

[关键词]　铬;催化光度法;双波长;双指示剂;罗丹明B;苯酚红[中图分类号]　O657132 [文献标识码]　A [文章编号]　1004-8685(2009)01-0007-02D ua l-wavelength dua l-i n d i ca tor ca t a lyti c spectrophotom etr i c determ i n a ti on of trace chrom i u mGen M ing,Zhu Q ing2ren3,Sun D eng2m ing(Depart m ent of Che m istry,Huaibei Coal Teachers College,Huaibei235000,China)[Abstract]　O bjecti ve:To establish a ne w dual-wavelength and dual-indicat or catalytic kinetic s pectr ophot ometric method for the deter m inati on of trace a mount of chr om iu m(Ⅵ)1M ethods:Chr om iu m(Ⅵ)was deter m ined by dual-wavelength and dual-indicat or catalytic kinetic s pectr ophot ometric method which was based on the chr om iu m(Ⅵ)catalyzed oxidati on of rhoda m ine B and phenol red by hydr ogen per oxide in the HAc-Na Ac buffer s oluti on1The abs orbance of the catalytic and uncatalytic syste m s were measured at430n m and550n m1Results:The linear range of deter m inati on was01010～3130μg/25m l1The detecti on li m it was312×10-10g/m l1Conclusi on:The method is si m p le and of high sensitivity and good selectivity1It can be app lied t o the de2 ter m inati on of chr om iu m in water1[Key words]　Chr om iu m(Ⅵ);Catalytic s pectr ophot o metry;Dual-wavelength;Dual-indicat or;Rhoda m ine B;Phenol red 铬(Ⅵ)具有毒性,对人体有致癌作用,并容易被人体吸收而在体内累积。

铬(Ⅵ)是重要的环境污染物,水中铬(Ⅵ)是环境监测的必测项目,由于水中铬的含量较低,因此研究高灵敏的测定方法具有重要的现实意义。

目前,测定铬(Ⅵ)的方法主要为二苯碳酰二肼法,但该法的灵敏度较低。

催化动力学光度法由于灵敏度高,操作简单,在铬(Ⅵ)的测定中已有许多报道[1～3],但大多采用单一指示剂在单波长下进行测定,用双波长和双指示剂进行催化动力学光度法测定铬(Ⅵ)的报道不多[4]。

本方法研究了在pH416的HAc-Na Ac缓冲体系中,铬(Ⅵ)催化过氧化氢氧化罗丹明B和苯酚红的褪色反应。

通过测定430n m和550n m下吸光度值的变化及其与铬(Ⅵ)浓度的线性关系,建立了双波长双指示剂测定痕量铬(Ⅵ)的新方法。

该法操作简单,灵敏度高,选择性好,可直接测定水中的痕量铬(Ⅵ)。

1　材料与方法111　仪器与试剂722S型分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);HH-6数显恒温水浴锅(国华电器有限公司);pHS-3型酸度计(上海第二分析仪器厂)。

Cr(Ⅵ)标准溶液:用重铬酸钾按常规方法配制成含Cr (Ⅵ)1100mg/m l的储备液,使用时再稀释成1100μg/m l的工作液;罗丹明B溶液:0142mmol/L;苯酚红溶液:115mmol/L;过氧化氢溶液:15%;HAc-Na Ac缓冲溶液:pH4160,用011mol/L HAc和011mol/L Na Ac配制,在pH计上校准。

所用试剂均为分析纯,水为二次蒸馏水。

112　实验方法在两只25m l的比色管中,分别加入罗丹明B溶液1100m l,苯酚红溶液1100m l,过氧化氢2100m l,HAc-Na Ac 溶液210m l,向其中一支比色管内加入一定量的Cr(Ⅵ)标准溶液(催化反应),另一支作为试剂空白(非催化反应),然后用水定容至25m l,摇匀,置于100℃±012℃恒温水浴锅中加热13m in,立即取出,用流水冷却5m in终止反应。

以水为参比,用1c m比色皿,在分光光度计上于430n m和550n m波长处分别测定催化反应和非催化反应体系的吸光度A和A,计算△A430=A0430-A430,△A550=A0550-A550,△A=△A430+△A550。

2　结果与讨论211　吸收曲线按照实验方法,分别测量催化反应和非催化反应体系的吸收光谱,计算出△A,以△A 对波长作图,见图1。

结果表明,在430n m 和550n m 处,非催化反应和催化反应吸光度差值出现两个峰,故本实验选用430n m 和550n m 作为测量波长。

图1　吸收光谱曲线212　酸度的影响按实验方法,改变不同的pH 缓冲溶液进行试验,实验结果表明,当溶液的pH 在415～418之间,△A 最大,且基本不变。

故本实验选用pH416的HAc -Na Ac 缓冲溶液作为反应介质。

213　HAc -Na Ac 缓冲溶液用量的影响按实验方法,改变HAc -Na Ac 缓冲溶液用量进行试验,结果表明,HAc -NaAc 缓冲溶液的用量在2100m l 时,△A 最大。

故本实验选用HAc -Na Ac 缓冲溶液2100m l 控制体系的酸度。

214　罗丹明B 溶液用量的影响按实验方法,改变罗丹明B 溶液的用量进行试验,实验结果表明,罗丹明B 溶液用量在1100m l 时,ΔA 值最大,故本实验选用0142mmol/L 的罗丹明B 溶液1100m l 。

215　苯酚红溶液用量的影响按实验方法,改变苯酚红溶液的用量进行试验,结果表明,苯酚红溶液用量为1100m l 时,△A 最大。

故本实验选用115mmol/L 的苯酚红溶液1100m l 。

216　过氧化氢溶液用量的影响按实验方法,改变过氧化氢溶液的用量进行试验,结果表明,随着过氧化氢溶液用量的增加,催化体系和非催化体系的吸光度均在减小,△A 一直增加,直到催化完全,为了使分析方法有足够的灵敏度,且有较宽的线性范围,并使吸光度测量误差较小,故本实验选用过氧化氢溶液2100m l 。

217　反应温度的影响按实验方法,在40℃～100℃之间,改变反应温度进行试验,结果表明,△A 随温度的升高而逐渐增大,到100℃时达到最大。

故本实验选择反应温度为100℃±012℃。

218　反应时间的影响按实验方法,在0～25m in 内,改变反应时间进行试验,结果表明,随着反应时间的增加,△A 逐渐增大,当反应时间超过13m in 时,△A 值开始减小,故本实验选用反应时间为13m in 。

219　工作曲线和检出限按实验方法,改变Cr (Ⅵ)量进行实验,绘制标准曲线,见图2,由图可见,Cr (Ⅵ)浓度在01010～3130μg/25m l 范围内与△A 呈线性关系,其线性回归方程为:△A =0104793+014547C Cr (μg/25m l ),相关系数r =019986。

对空白进行10次测定的相对标准偏差为115%,标准偏差为010012,检出限以3S 计为312×10-10g/m l。

图2　工作曲线2110　共存离子的影响按实验方法,在25m l 溶液中含110μg Cr (Ⅵ),当相对误差≤±5%时,共存离子允许量(μg )为:K +、Na +、Cl -、S O 2-4、Ca 2+、Sr 2+、Rb +、Ba 2+、E DT A (≥1000,未做最高限);NO -3(800);NH +4、M g 2+、Cd 2+、Hg 2+、P O 3-4(500);Zn 2+(400);Pb 2+(300);Mn 2+(200);Co 2+(100);Ag +、A l 3+(50);I -(5);Cu 2+(2);Cr (Ⅲ)、Fe 3+(1)。

当加入0101mol/L E DT A 015m l 后,Cu2+(20);Cr (Ⅲ)、Fe 3+(10)。

因此一般水样加入E DT A 后可直接测定。

3　样品的测定取一定量自来水样品,加入0101mol/L E DT A 015m l,摇匀,按实验方法进行测定,结果如表1。

表1　自来水中铬(Ⅵ)的分析结果(n =6)自来水样测定值(μg/m l )加入量(μg )测定值(μg/m l )RSD (%)回收率(%)水样1001400139721199125水样2018001796115991504　结论本文成功地利用在pH 416的缓冲溶液体系中Cr (Ⅵ)催化过氧化氢氧化罗丹明B 和苯酚红的反应,建立了双波长双指示剂分光光度法测定痕量Cr (Ⅵ)的新方法,并用该方法对环境水样进行测定,方法简便易行,灵敏性高,选择性好,有一定的实用价值。

[参考文献][1]徐刚,董文丽,邱会东1铬(Ⅵ)-溴酸钾-乙基紫体系催化光度法测定水中痕量铬(Ⅵ)[J ]1冶金分析,2007,27(2):76-781[2]陈虹,黄湘源1N,N -二甲基苯胺-对氨基二甲替苯胺氧化偶联反应催化分光光度法测定铬Ⅵ[J ]1分析化学,2003,31(1):87-911[3]张志军1催化光度法测定水中痕量铬[J ]1中国卫生检验杂志,2006,16(4):444-4451[4]张振新,孙登明,朱庆仁1双波长双指示剂催化动力学光度法测定痕量铬(Ⅵ)[J ]1中国卫生检验杂志,2006,16(6):647-6481(收稿日期:2008-10-28)。