80体系-k矩阵分光光度法同时测定钙、镁的研究

'80体系-K矩阵分光光度法同时测定钙、镁的研究第23卷第4期2007年8月有色矿冶N0N—FERRoUSMININGANDME1.ALLURGYVo1.23.No4Augest2007文章编号:1007—967X(2007)04—0082—03CAS一吐温一80体系一K矩阵分光光度法同时测定钙,镁万连印(东北工业学校,辽宁丹东118oo8)摘要:铬天青S与钙,镁可以同时形成显色配合物,以吐温一80这一表面活性剂为增效剂,改善体系的稳定性,运用正交实验确定各试剂的用量,运用K一矩阵法,利用计算机程序计算.同时测定样品中的钙,镁的含量,结果满意.关键词:钙镁;同时测定;铬天青S;K矩阵法中图分类号:TQ132文献标识码:A1前言在生态环境监测,岩石矿物分析及水质分析中,钙,镁的测定属于常规分析项目,分光光度法同时测定钙,镁的常见的络合剂有二甲酚橙[.,,偶氮氯膦[][]等,多数都是分步完成,显色性质相近,消除干扰要求严格,限制了这些方法的推广应用,随着化学计量学的发展,计算机及数理统计在分析化学中的应用,为多组分体系物同时测定奠定了基础【5]. 本文就K矩阵法对钙,镁双组分体系的同时测定,做了初步探讨.2基本原理根据朗伯一比尔定律及吸光度的加和性,测得n个样本m种组分的浓度组成的校正集C,在P个波长下测得的吸光度构成的测量集A.,则有:An×p=Cn×mKm×p+En×p其中:K为系数矩阵;E为误差矩阵,对上式进行最小二乘法处理.可得:K=(CT?C)一CT-A预测:设有ns个样品.m个组分,测得P个波长下的吸光度构成的预测集A.,由于系数矩阵K不随组分的浓度变化而变化,则:×p=Cns×m"Km×pC=A×.?(K?K)-1K其中c,为试样的浓度矩阵.根据上述原理,在计算机中输入校正集cn,An,及预测集A的矩阵,程序对混合试样的吸光度解析,即实现钙,镁的同时测定.3试剂及仪器3.1试剂(1)钙标准溶液:使用基准物质CaC03(分子量100.6),配制浓度为100ug/mL的标准使用液.(2)镁标准溶液:用MgC12?6H20,配制浓度为0.1mg/mL的标准溶液.使用时稀至10ug/mL的标准使用液.(3)铬天青s溶液:用铬天青S(CAS)(C23Hl3OgSC12Nas分子量605.33)配制得0.I%的显色溶液. (4)吐温一80乙醇溶液:配制3%的吐温一80乙醇溶液.(5)NH3一NH4Cl缓冲溶液:用NH4C1晶体和浓氨水,配制pH值为11.31的缓冲溶液.3.2仪器(1)722型分光光度计:上海分析仪器厂;(2)计算机:IBM586微型计算机:(3)酸度计:PHS一3C型上海分析仪器厂.4实验方法于25mL比色管中加入适量的ca2,Mg2标准溶液,依次加入CAS溶液3.5mL,吐温一80溶液4.0mI缓冲溶液6.0mL,用水稀至刻度,摇匀后,以蒸馏水为参比,于分光光度计上在530～620l"lm每隔10nm的10个波长下设其吸光度,在计算机上计算钙,镁的含量.?收稿日期:2007—02—08作者简介:万连印(1971一),男,本科,高级讲师,从事有色金属分析及应用化学方面的研究.第4期万连印:CAS_吐温一80体系一K矩阵分光光度法同时测定钙,镁的研究835实验条件选择5.I波长选择移取钙标准溶液500g,镁标准溶液80g,分别按实验方法显色后,在500～650nm波段下,测其吸光度,结果见表I:表1波长选择Ca"一CAS一吐温一80体系Mg2一CAS一吐温一80体系0.1540.1550.1540.165 0.310.300.290.27Ca"一CAS一吐温一80体系Mg2一CAS一吐温一80体系0.090.070.0520.0320.0550.0440.0330.072000"0000凡(n一)图1A一曲线从表I和图I可知,在波长530～620nm之间,两体系的吸光度重叠,可以进行同时测定,故选定530540550560570580590600610620nm10个波长作为测量波长.5.2体系的选择通过正交实验,确定CAS为3.5mL;吐温一80为5.0mL;缓冲溶液为6.0mL,体系的吸光度最大,故在测定过程选择以上用量为最佳试剂用量.5.3校正集和预测集分取不同含量的钙,镁标准溶液构成标准混合试样,构成校正集浓度矩阵,如表2.如实验方法显色,在选定的波长下测定吸光度,构成测量集吸光度矩阵,如表3,并配制三个标准试样,测定其吸光度,构成预测集吸光度矩阵,如表4,将所得矩阵输入微机,运用K一矩阵法预测,所得结果标准相对照,结 果如表5;分析结果符合分光光度法的误差要求[6l.表2校正集表3测量集表4预测集表5标准合成样分析5.4共存离子经查阅文献和实验,与CAS生成显色的络合有色矿冶第23卷物有Fe3,A1",Pb,Ba2,Cu,Mn2等,其中Fe0在加入吐温一80乙醇溶液后,对体系吸光度无影响,加入1mL三乙醇胺(1:1)后,850gAI",600/lgpb2,600/lgBa2,30/lgCu2+,10gMn2存在下不干扰测定.6分析应用对实验样品测定,分别是取自来水,鸭绿江水和电厂地下水进行测定.分别取三水样3.00mL,用盐酸和氢氧化钠调节至中性,加入I.0mL(I:2)三乙醇胺,按实验方法显色并测得样品吸光度值,构成样品预测集,经加标回收实验,借助K一矩阵法在计算机中,计算样品中的Ca,Mg的含量,结果见表6.表6样品测定结果参考文献:[1】闰永胜,等.M"一CAS—CTMAB体系CPA矩阵计算光度法同时测定Ca.Mg.Fe的研究[J].地质实验室,1995.11(7):79～82.[2]胡启道.二甲酚橙比色法测定矿石中少量Ca和Mg[J].分析化学.1977.5(3):186～189. [3]吴斌才,等.钙,同时测定的新显色剂偶氮氯膦一MS[J].分析化学.1986.14(9):654.[4]匡军,等.二甲酚橙一溴化十六烷基三甲铵分光光度法测定钙和镁【J].分析化学,1984,12(8):736~738.[5]王镇浦,等.偏最小二乘法(PLS)及其在分析化学中的应用[J].分析化学,1989,17(7):622--669.[6]谭相成.仪器分析[M],化学工业出版社.[7]黄慧茹,等.分光光度法同时测定钙,镁[J].分析化学,1984.12(8)736～738.StudyonSimultaneousDeterminationofCalciumandMagnesiumwithChromeazurolSTween""80K—"MatrixComputerSpectrophotometryWANLian—yin(NorthrastNonfreeousMetalsIndusteySchool,Dandong118008,China)Abstract:ChromeazurolS(CAS)cancombinetocolorcompoundswithcalcium(ca)andmagnesium(Mg).SurfactantsTween——80wasusedassynergiststoimprovethestabilityofsystem.TheamountofindividualreagentwasfixedbyusingOrthogonalExperimentalDesign.ThecontentsofCaandMginsamplesareanalyzedbyK—Matrix,andcalculatedbytheprogramofcomputer.Theresultsweresatisfactory.Keywords:Ca;Mg:spectrophotometry;K—mat"x(上接第81页JStudyonWasteWaterTreatmentUsedforBoilerAdditionalWaterbyDouble—-filmTreatmentMethodZHAODian.shun.ZHANGWei.1in,CHENGYong—qiang,WUJiang(HuludaoNonferrousMetalsGroupCo.Ltd.,LiaoningHuludao125003,China)Abstract:ThestudyonthecitywastewatertreatmentusedforboilererwaterbyCMF+ROdouble—filmtreat—mentmethodwasdescribed.Thefeasibilityandeconomicresultswereanalyzed. Keywords:CMF+ROdouble—filmtreatmentmethodtreatment;Neutralizationwater;Makeupboilerwater'