雙波長(zhǎng)雙指示劑催化光度法測(cè)定痕量銀的研究
趙麗
(河南焦作化工高級(jí)技工學(xué)校,河南焦作 454002)
[摘要] 目的:建立用雙波長(zhǎng)雙指示劑催化動(dòng)力學(xué)光度法測(cè)定痕量銀的新方法。方法:在pH 4·5的HAc~NaAc緩沖介 質(zhì)中,有活化劑2, 2′-聯(lián)吡啶存在下,利用痕量Ag(I)催化過(guò)硫酸鉀氧化次甲基綠和中性紅褪色的指示反應(yīng),通過(guò)測(cè)量 440 nm和660 nm下,催化體系和非催化體系吸光度的變化,用雙波長(zhǎng)雙指示劑催化動(dòng)力學(xué)光度法測(cè)定痕量銀。結(jié)果: 測(cè)定Ag(I)的線性范圍為0·0050~0·050μg/m,l檢出限為1·4×10-10g/ml。結(jié)論:該方法操作簡(jiǎn)便,靈敏度高,準(zhǔn)確度 好,可用于廢水中痕量銀的測(cè)定。
[關(guān)鍵詞] 銀;催化光度法;雙破長(zhǎng):雙指示劑:次甲基綠;中性紅
銀在地殼中的含量甚微,分布分散。但隨著工業(yè)生產(chǎn)的 發(fā)展,污染源不斷增加,環(huán)境水源中銀含量升高,尤其在攝影 洗像、制鏡電鍍、采礦等行業(yè)的廢水中都含有較高濃度的銀。 由于銀具有一定毒性,人攝入銀量過(guò)高,會(huì)使人皮膚、眼睛有 永久性的藍(lán)灰色沉著,即慢性中毒。所以銀的定量測(cè)定成為 冶金工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和衛(wèi)生防疫的重要內(nèi)容之一。近年來(lái),由 于催化動(dòng)力學(xué)光度法因其設(shè)備簡(jiǎn)單、方法簡(jiǎn)便、靈敏度高而被 廣泛應(yīng)用于微痕量元素的測(cè)定。用于銀的測(cè)定也有許多報(bào) 道[1~8],但目前的研究大多都是采用單一指示劑在單波長(zhǎng)下 進(jìn)行測(cè)定,要進(jìn)一步提高測(cè)定的靈敏度往往比較困難。雙波 長(zhǎng)催化動(dòng)力學(xué)光度法可提高測(cè)定的靈敏度[9~11],但目前用雙 波長(zhǎng)雙指示劑體系測(cè)定銀還未見(jiàn)報(bào)道。因此尋找一種新的雙 波長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)分析體系,建立新的靈敏度高、選擇性好的測(cè)定痕 量銀的分析方法有一定的現(xiàn)實(shí)意義。本研究發(fā)現(xiàn),在醋酸- 醋酸鈉緩沖體系中,有活化劑2, 2′-聯(lián)吡啶存在下,Ag(Ⅰ)對(duì) 過(guò)硫酸鉀氧化次甲基綠和中性紅褪色反應(yīng)具有強(qiáng)烈的催化作 用,據(jù)此建立了雙波長(zhǎng)、雙指示劑催化動(dòng)力學(xué)光度法測(cè)定痕量 銀的新方法。本法靈敏度高,重現(xiàn)性好,用于廢水中銀的測(cè) 定,結(jié)果令人滿意。
1 材料與方法
1·1 儀器與試劑
721型可見(jiàn)分光光度計(jì)(上海菁華科技儀器有限公司); PHS-SC型酸度計(jì)(上?？祪x儀器有限公司);數(shù)顯恒溫水浴 鍋(國(guó)華電器有限公司)。
Ag(I)標(biāo)準(zhǔn)溶液:貯備液: 1·00 mg/m,l稱取基準(zhǔn)硝酸銀 (G·R)0·1576 g溶于水,定容于100 ml容量瓶中;工作液: 0·500μg/m,l用貯備液逐級(jí)稀釋;中性紅溶液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0·020%;次甲基綠溶液:質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0·020%;過(guò)硫酸鉀溶液: 0·010 mol/L;HAc -NaAc緩沖溶液: pH 4·5,用0·1 mol/L HAc和0·1 mol/LNaAc配制,在pH計(jì)上校準(zhǔn); 2, 2′-聯(lián)吡啶 溶液: 0·0010 mol/L。
所用試劑均為AR或GR,水為二次石英蒸餾水。
1·2 實(shí)驗(yàn)方法
在兩支25 ml比色管中,向其中一支比色管中加入 1·00 ml的Ag(I)標(biāo)準(zhǔn)工作液或一定量的樣品溶液,另一支作 試劑空白,再向兩支比色管中分別加入4·00 mlHAc-NaAc 緩沖溶液, 1·00 ml中性紅溶液, 2·50 ml次甲基綠溶液, 0·25 ml過(guò)硫酸鉀溶液, 1·0 ml2, 2′-聯(lián)吡啶溶液,用水稀釋至 刻度,搖勻。置于70℃(±0·5℃)的恒溫水浴中,加熱10 min (秒表計(jì)時(shí))后,迅速取出,流水冷卻5 min,用1 cm比色皿,以 水作參比,在波長(zhǎng)為440 nm和660 nm處,分別測(cè)量非催化體 系的吸光度(A440o和A660o)和催化體系的吸光度(A440和A660), 計(jì)算ΔA440=A440o-A440,ΔA660=A660o-A660,ΔA =ΔA440+ ΔA660。
2 結(jié)果與討論
2·1 吸收曲線
按實(shí)驗(yàn)方法,在380~700 nm范圍內(nèi)測(cè)定催化反應(yīng)體系和 非催化反應(yīng)體系的吸收光譜,繪制吸收光譜曲線見(jiàn)圖1,由圖1 可知,對(duì)非催化反應(yīng)體系,吸收曲線出現(xiàn)兩個(gè)吸收峰,最大吸 收波長(zhǎng)分別位于440 nm和660 nm處。在非催化體系中加入 痕量Ag(I)后,吸收光譜曲線形狀發(fā)生了變化, 440 nm的吸收 峰消失。在440 nm和660 nm處非催化體系和催化體系的吸 光度差值最大,故本體系選擇測(cè)定Ag( I)的第一波長(zhǎng)為 440 nm,第二波長(zhǎng)為660 nm。
2·2 反應(yīng)介質(zhì)的選擇和酸度的影響
該催化反應(yīng)是在酸性介質(zhì)中進(jìn)行,本文以HAc-NaAc和 H2SO4溶液按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明,在相同的酸 度條件下,以HAc-NaAc為介質(zhì)時(shí),靈敏度最高,故選用HAc -NaAc為介質(zhì),當(dāng)HAc-NaAc溶液的pH為4·5,用量在 4·0 ml時(shí),△A最大,故選擇pH 4·5的HAc-NaAc緩沖溶液 4·0 ml控制體系的酸度。 2·3 中性紅溶液用量的選擇
按實(shí)驗(yàn)方法,改變中性紅用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,當(dāng)中 性紅量為1·00 ml時(shí),△A最大,故本實(shí)驗(yàn)選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 0·020%中性紅溶液的用量為1·00 ml。
2·4 次甲基綠溶液用量的選擇
按實(shí)驗(yàn)方法,改變次甲基綠用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,隨 著次甲基綠用量的增大, 440 nm和660 nm處吸光度增大, △A值也增大。為使方法有較高的靈敏度,且考慮到反應(yīng)后溶 液的吸光度的測(cè)量誤差,故本實(shí)驗(yàn)選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0·020%次 甲基綠溶液的用量為2·50 ml。
2·5 過(guò)硫酸鉀溶液用量的選擇
按實(shí)驗(yàn)方法,改變過(guò)硫酸鉀用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,過(guò) 硫酸鉀用量在0·25 ml時(shí),ΔA值最大。隨著其用量的加大,非 催化反應(yīng)速度加快,兩體系吸光度A和ΔA值均有所下降。故 本法選擇過(guò)硫酸鉀最佳用量為0·25 ml。
2·6 2, 2′-聯(lián)吡啶溶液用量的選擇
2, 2′-聯(lián)吡啶在反應(yīng)中起活化作用,其濃度變化對(duì)空白 反應(yīng)影響很小,對(duì)催化反應(yīng)則有很大影響。其用量小于 1·00 ml時(shí),△A值隨濃度增大遞增,繼續(xù)增大用量,△A值反 而下降。故本法選擇0·0010 mol/L 2, 2′-聯(lián)吡啶溶液最佳用 量為1·00 ml。
2·7 反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間的影響
按實(shí)驗(yàn)方法,改變不同的溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明, 30℃ 前催化反應(yīng)基本不發(fā)生。40℃后催化反應(yīng)速度隨反應(yīng)溫度的 升高而加快,超過(guò)70℃催化體系和非催化體系的差值變小,在 70℃時(shí)△A最大,故本實(shí)驗(yàn)選用反應(yīng)溫度為(70±0·5)℃。 改變恒溫加熱的時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,隨著時(shí)間的延 長(zhǎng),△A增大,在10 min時(shí),△A最大,故時(shí)間選擇10 min。 2·8 工作曲線和檢出限
在最佳實(shí)驗(yàn)條件下,改變不同Ag量進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)圖 2,圖2表明,Ag量在0·00500~0·0500μg/ml范圍內(nèi),與△A 呈線性關(guān)系,其線性回歸方程為:△A=12·74C(μg/ml) + 0·04117,r=0·9977,檢出限為1·4×10-10g/ml。
2·9 共存離子的影響
對(duì)常見(jiàn)外來(lái)離子進(jìn)行干擾試驗(yàn),按實(shí)驗(yàn)方法,在25 ml溶 液中含0·500μg Ag的測(cè)定,在±5%以內(nèi),共存離子允許量 (倍數(shù)): K+、NO-3、PO3-4、SO2-4(10000); Na+、F-(5000); Mg2+、Pb2+、Ba2+、Cl-、CO2-3、檸檬酸根、酒石酸根(1000); Ca2+、Al3+、Zn2+、Bi3+、Mo6+、C2O2-4(500); Cd2+、Hg2+、V5+、 Br-(100);Co2+、Mn2+、NO-2(50);Ni2+(10); Cu2+(5); Fe3+、 I-(1)。由此可見(jiàn),本法的選擇性較好。
2·10 樣品分析
直接取含銀廢水1·00ml按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見(jiàn)下表:
3 結(jié)論
本文成功地利用痕量Ag( I)催化過(guò)硫酸鉀氧化中性紅和 次甲基綠的褪色反應(yīng),建立了雙波長(zhǎng)雙指示劑催化動(dòng)力學(xué)光 度法測(cè)定痕量銀的新方法,并用于廢水中銀的測(cè)定。該方法 靈敏度高,選擇性好。
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來(lái)源：中國(guó)化學(xué)試劑網(wǎng)
