新體系催化動力學光度法測定痕量錳(II)

     錳(II)是人體､動植物中必需的微量元素,它是水質(zhì)檢測和食品分析中重要的測定項目之一,因此有必要研究測定痕量錳(II)的靈敏方法｡

表面活性劑具有增溶､增敏等性質(zhì),催化光度法測定錳時以表面活性劑為增敏劑已有研究,文獻報道了若干表面活性劑增敏的錳動力學分析法,但應用非離子表面活性劑為增敏劑卻未見報道｡

實驗表明,錳(II)催化溴酸鉀氧化鎂試劑的反應,非離子表面活性劑具有顯著的增敏效應,而且反應重現(xiàn)性好,用于測定水樣､豆樣中錳的含量,結(jié)果滿意｡

1實驗部分

1.1 試劑與儀器

錳標準溶液:1mg/mL,準確稱取分析純硫酸錳(MnSO₄·H₂O)0.7690g,定容至250mL,即為1mg/mL貯備液｡工作液臨用時由此溶液稀釋而得｡KBrO₃溶液:1.0×10^-3mol/L｡鎂試劑 :6.4×

10^-3mol/L(0.5mol/L的醋酸溶液)｡HAc-NaAc緩沖溶液:pH4.5,稱取NaAc30g溶于30mLHAc中,定容于500mL容量瓶中｡吐溫-80溶液｡以上試劑均為分析純,實驗用水為去離子水｡

721型分光光度計(上海第三分析儀器廠);501型超級恒溫槽(上海實驗儀器廠)｡

1.2 實驗方法

取25mL容量瓶2個,其中之一加入一定量錳標準溶液｡分別加入鎂試劑3mL､KBrO₃熔冶3.5mL､HAc-NaAc緩沖溶液3mL和吐溫-80溶液0.5mL,定容搖勻｡將容量瓶置于90℃恒溫水浴中加熱20min,取出置于冰水中冷卻4min,在波長540nm處,用1cm比色皿,以水為參比測定其吸光度,吸光度分別為A､A₀,計算ΔA=A₀-A｡

2 結(jié)果與計論

2.1 反應條件的選擇

2.1.1 吸收曲線

按實驗方法制作含錳(II)和無錳(II)試液,測定其吸光度,結(jié)果如圖1所示｡兩種試液的吸收曲線最大波長均在540nm處,故選定540nm作為測定波長｡

2.1.2 表面活性劑的影響

分別實驗了陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)､十二烷基硫酸鈉(SDS),陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)､十六烷基三甲基氯化銨(CTMAC),非離子表面活性劑乳化劑OP､吐溫-80及兩性表面活性劑甜菜堿對反應的影響｡實驗表明,只有非離子表面活性劑有增敏作用,吸光度明顯降低,其中吐溫-80效果最好,選用0.5mL吐溫-80,體系ΔA數(shù)值最大,且重現(xiàn)性較好｡

2.1.3 酸度的影響

實驗選用醋酸-醋酸鈉緩沖體系來控制酸度,分別試驗了醋酸-醋酸鈉緩沖體系不同的pH值,發(fā)現(xiàn)當醋酸-醋酸鈉緩沖溶液pH值為4.5時對ΔA的影響較為平穩(wěn),加入緩沖溶液2~4mL時,A,A₀､ΔA數(shù)值最大且恒定(見圖2),故選用醋酸-醋酸鈉緩沖體系(pH4.5)3mL｡

2.1.4 試劑用量的影響

實驗表明,溴酸鉀溶液為3~4mL､鎂試劑為3mL時,ΔA數(shù)值最大且恒定(見圖2)｡故選用溴酸鉀溶液3.5mL,鎂試劑3mL。

2.1.4 溫度及時間的影響

實驗發(fā)現(xiàn),催化反應與非催化反應在室溫下均不發(fā)生｡低于80℃,反應進行緩慢;高于80℃時,催化反應加快進行;溫度在90~100℃時,催化反應效果最佳｡故選用90℃作為加熱溫度｡在選定溫度下,反應速度隨時間不斷加快,在10~20min之間,ΔA與反應時間呈良好線性關系;在20~30min之間,ΔA基本恒定,故選用加熱時間為20min｡體系以冰水急劇冷卻3~4min,反應即可

停止,故采用冰水冷卻4min｡

2.2 工作曲線

分別取不同量錳標準溶液,按實驗方法測定ΔA,ΔA值與Mn( II)含量在0.1~0.6μg/L范圍內(nèi)呈良好線性關系(見圖3),求得回歸方程為:

ΔA=0.174c(μg/L)+0.047,r=0.9938｡

按實驗方法測定不加吐溫-80的工作曲線,其回歸方程為:

ΔA=0.045c(μg/L)+0.015,r=0.9972

可見,在非離子表面活性劑吐溫-80存在下,測定靈敏度提高了3.9倍(由工作曲線斜率之比求出)｡

2.3 精密度與檢出限

按實驗方法平行測定9次,計算ΔA值相對標準偏差為0.6%,平行測定空白試液9次,標準偏差Sbc=3.1×10^-3,由于工作曲線斜率為K=0.174L/μg,計算檢出限為cL=3 Sbc/K=5.34×10^-11g/mL｡

2.4 共存離子的影響

對于0.1μgMn²⁺的測定,相對誤差<±5%,共存離子允許的量(以μg計)為:5×10⁴倍量的K⁺､F^-,10⁴倍量的Cl^-､NO^-3､Na⁺,5×10³倍量的SO^2-4､Sr^2+,10³倍量的V(V)､Tl⁺､Hg²⁺､Pb²⁺､CO²⁺3､Ni²⁺,10²倍量的Ba²⁺､Zn²⁺､Al³⁺､Fe²⁺､Br^-､I^-､Mg²⁺,50倍量的Cu²⁺､Cr³⁺,10倍量的Ag⁺､Fe³⁺､Cd²⁺､Co²⁺｡對于一般樣品,加入0.5%NaF1mL,即可消除Fe³⁺的干擾,表明本法選擇性良好｡

2.5 樣品分析

注:原子吸收法結(jié)果由WFX-ID型原子吸收分光光度計測定｡

綠豆用研缽研碎｡稱取綠豆0.5g,加入混酸消化液(HNO₃∶HClO₄=3∶5)約10mL,浸泡24h后,加熱消化,蒸發(fā)近干,用12mL去離子水分3次趕酸,蒸發(fā)近干,用去離子水稀釋,定容至50mL容量瓶中,搖勻,取適量按實驗方法測定｡

取過濾后渾河水水樣10mL,加10mL濃HCl,蓋上表面皿于電熱板上蒸至近干,加1∶1H₂SO₄數(shù)滴使殘渣溶解后,用去離子水稀釋定容至50mL,搖勻｡取適量按實驗方法測定Mn(II)含量｡分析結(jié)果見表1｡按上述分析方法進行回收率試驗,回收率為95%~104%｡同時用原子吸收法作對照實驗,測定結(jié)果基本一致｡

3參考文獻

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