分光光度法测定矿泉水中的铅含量

'分光光度法测定矿泉水中的铅含量摘要本论文是应用分光光度法测定矿泉水中的铅含量。以二甲酚橙作为显色剂，柠檬酸三铵和硫脲为掩蔽剂，在pH值为6的醋酸-醋酸钠缓冲液中，铅离子与显色剂生成红色的络合物，在575nm处有最大吸收波长。在室温下，显色时间为30min，铅离子的浓度在0～4.0μg·mL-1范围内符合朗伯-比尔定律，铅离子的线性回归直线方程为：A=0.0757C+0.0017(C为铅离子浓度，单位为μg·mL-1),相关系数=0.9998，摩尔吸光系数=1.59×L·cm-1·mol-1。实验对15种离子进行干扰考察，发现在测定允许范围内有7种离子对测定结果存在较大干扰，分别是Co2+，Cu2+，Al3+，Fe3+，Cd2+，Sb3+，Ni2+。加入硫脲和柠檬酸三铵作为掩蔽剂，可以消除Co2+，Cu2+，Al3+，Fe3+，Cd2+，Sb3+，Ni2+的干扰，其他离子对矿泉水中的铅离子测定都在允许值的范围内。本实验表明用分光光度法测定矿泉水中的铅含量的操作简单，时间短，不需要萃取分离，试剂用量少，加标回收率为98.3%～100%，相对标准偏差小于5%，准确度和灵敏度较高。此方法也可以用于其他样品中的铅离子测定。关键词：分光光度法，二甲酚橙，铅，矿泉水34 AbstractAmethodfordetermininginleadcontentinmineralwaterwithspectrophotometryisproposedinthispaper.Xylenolorangeisselectedasthechromomericreagent,inaacidicsolutionofpH6,Pb(Ⅱ)reachwiththeabovementionedtoformredcomplexeswiththewavelengthofmaximumabsorptionat575nm.Intheroomtemperature,colordevelopintherangeof0～4.0μg·mL-1forlead,itconformslambertbeer’slaw.Curvelinearregressionequationis:A=0.0757C+0.0017(C：μg·mL-1),correlationcoefficientis:γ=0.9996,molarabsorptioncoefficientis：=1.59×104L·cm-1·mol-1.15kindofionsareinterferencestudiedintheexperiment.Withintheallowablerangeof7kindofionsonthedeterminationthereisabigdisturbancethatinproperorderareCo2+,Cu2+,Al3+,Fe3+,Cd2+,Sb3+,Ni2+.AddingthioureaandammoniumcitrateamaskingagenttoeliminatetheinterferenceofCo2+,Cu2+,Al3+,Fe3+,Cd2+,Sb3+,Ni2+.Theexperimentshowsthatbyspectrophotometertomeasuretheleadsimpleoperation,mineralrealreagentconsumption,recoveryrateis98.3%～100%.Satongfenrelativestandarddeviationislessthan5%,highaccuracyandsensitivity.Thismethodcanalsobeusedforothersamplesofthedeterminationofleadions.Keyword:spectrophotometry，Xylenolorange，lead，mineralwater.34 目录1前言12实验部分22.1实验原理22.2仪器的结构原理32.2.1721B分光光度计的结构32.2.2721B型分光光度计外观示意图52.2.3721B型分光光度计工作原理62.2.4721B型仪器的光学系统72.3仪器和试剂92.3.1实验仪器92.3.2试剂和标准样的配制92.4仪器的测试条件103结果和讨论103.1最佳条件的选择103.1.1测定波长的选择113.1.2显色剂用量的选择123.1.3显色时间的考察133.1.4缓冲溶液pH的考察143.2工作曲线的绘制153.3干扰离子的考察1734 3.4干扰离子的掩蔽243.5样品分析试验283.5.1样品测定及精密度考察283.5.2准确度的考察294结论31参考文献32致谢3434 1前言天然矿泉水物美价廉，使用方便，冰凉爽口，水质纯净，含有一定量的矿物盐，微量元素或二氧化碳气体，随着人们生活水平的提高,矿泉水成为了人们生活中不可缺少的用品。但是在加工、贮存、运输过程中如果使用了含铅器皿,或者使用了受铅污染的水源等,将会导致矿泉水中铅含量的增加,甚至超过我国生活饮用水标准。天然水中的铅多来自采矿、冶金、化工、电镀等废水的污染[1]。铅是一种自然界中分布广泛，能够蓄积的有毒金属，具有不可降解性，可在环境中长期存在[2]。铅是一种严重危害人类健康的重金属元素，它可影响神经、造血、消化、泌尿、生殖和发育、心血管、内分泌、免疫、骨骼等各类器官，主要的靶器官是神经系统和造血系统,铅很容易通过血液长期蓄积于人的肝、肾、脾、肺和大脑中，若铅一旦进入人的大脑组织，便紧紧粘附在脑细胞的关键部位，从而导致人的智能发育障碍和血色素制造障碍等后果,尤其对婴幼儿及学龄前儿童智力发育危害极大[3-4]。因此,铅在环境中的含量,特别是环境水样中的含量,是环境监测控制的一个重要指标。矿泉水中的铅含量的测定对人体健康有重要的意义。目前，有关铅含量的测定方法较多，1、有原子光谱法,包括火焰原子吸收法[5-10]，石墨炉原子吸收法[11-14]，原子荧光光谱法[15-17]，电感耦合等离子体—原子发射法[18]。火焰原子吸收法：是测定铅的最常用方法之一。本法快速、准确，但水中铅含量一般较低，此法的检出限一般难以满足痕量分析的要求，需进行预分离富集。石墨炉原子吸收法：石墨炉原子吸收与火焰原子吸收相比，具有较高的灵敏度，但它产生的气相干扰要比火焰法严重得多。电感耦合等离子体—原子发射法:测定水中的铅具有分析快速、准确、精密度高等优点，但由于水中的铅的含量很低（μg·L级），须预先进行分离富集。2、还有流动注射分析法[19-20]，3、分光光度法[21]：是通过测定被测物质在特定波长下或一定波长范围内光的吸收程度，对物质进行定性和定量分析。在化学分析方中经常应用。4、极谱法：34 极谱法测定铅的方法在国内有不少报道,诸如盐酸底液法、柠檬酸铵法等[22],但是对微量铅的测定,其灵敏度远远达不到要求。本课题是采用分光光度法测定矿泉水中的铅含量，在575nm波长下，用二甲酚橙作为显色剂，柠檬酸三铵和硫脲作为掩蔽剂对矿泉水中的铅进行测定。其基本内容包括：最大吸收波长的选择，显色剂用量及时间的考察，工作曲线的绘制，干扰离子的考察，掩蔽剂的用量考察以及回收率等。本课题结果表明，络合物显色时间为30min最大吸收波长为575nm,工作曲线范围为0～4.0μg·mL-1,符合朗伯-比尔定律。摩尔吸光系数=1.59×L·cm-1·mol-1，回收率在98.3～100%之间。相对标准偏差均小于5%，说明本方法可行，本课题所用的分光光度法操作简单,可以直接测定，减少了中间环节，不需要萃取分离。有利于普及和推广，是比较适于分析元素含量的方法。2实验部分2.1实验原理本实验是以醋酸-醋酸钠酸性溶液作为缓冲液，以二甲酚橙溶液作为显色剂。在pH为6的条件下，铅离子和显色剂发生显色反应生成红色的络合物，在波长为575nm处有最大吸光度，稳定显色时间为30分钟，用721B型分光光度计测定吸光度，由标准曲线得到相应的铅含量。比色原理是根据朗伯比尔定律A=εbC。上式中A：被测物质的吸光度ε：摩尔吸光系数，单位L·mol-1·cm-1b：液层厚度，单位cmC：溶液浓度，单位mol·L-134 朗伯比尔定律表明：当一束平行单色光垂直照射均匀非散射的溶液时，溶液的吸光度A与吸光物质的浓度C以及液层的厚度b的乘积成正比。2.2仪器的结构原理2.2.11721B分光光度计的结构：分光光度计的主要装置均是由光源、原子化器、单色器及检测系统四大部件所组成，其结构简图如图1，图1:分光光度计结构简图其中各部分的作用：光源：要求能提供所需波长范围的连续光谱，稳定而有足够的强度。常用的有白炽灯（钨比灯、卤钨灯等），气体放电灯（氢灯、氘灯及氙灯等），金属弧灯（各种汞灯）等多种。（1）可见光区：钨灯，碘钨 (320～2500nm) 。（2）紫外区：氢灯、氘灯(180～375nm)，氙灯紫外、可见光区均可用作光源。 单色器：光源照到棱镜(或光栅)以前,先要经过一个入射狭缝,再通过平行光镜使成为平行光束投到棱镜上。透过棱镜的光再经另一聚光镜,在此聚光镜的焦面内可得一清 楚的光谱图。如在焦线处放—出射狭缝,转动棱镜使光谱移动,就可以从出射狭缝射出所需要的单色光。整个装置称为"单色器"。依据不同波长光通过棱镜时折射率不同而分为棱镜和光栅两种。（1）34 棱镜色散力随波长不同而变化，较先进的分光光度计的狭缝宽度可随波长一起调节，玻璃对紫外线的吸收力强,故玻璃棱镜多用于可见光分光光度计。玻璃350～3200nm, 石英185～4000 nm。（2）衍射光栅: 在石英或玻璃表面上刻划许多平行线(每英寸约刻15 000～30 000条).由于刻线处不透光,通过光的干涉和衍射使较长的光波偏折角度大，较短的光波偏折角度小，因而形成光谱。（3）狭缝：狭缝是指由一对隔板在光通路上形成的缝隙，用来调节入射单色光的纯度和强度，也直接影响分辩力。狭缝可在0～2mm宽度内调节，石英棱镜可在整个紫外光区传播光,故在紫外光分光光度计中广为应用。样品池：样品池也叫比争环，吸收器或比色皿，用于盛待测及参比溶液。必须与光束方向垂直。各个杯子壁厚度等规格应尽可能完全相等，否则将产生测定误差。（1）可见光区只能用玻璃比色杯，在紫外区测定时要用石英比色杯。（2）不能用手指拿比色杯的光学面，用后要及时洗涤，可用温水或稀盐酸，乙醇以至铬酸洗液（浓酸中浸泡不要超过15分钟），表面只能用柔软的绒布或拭镜头纸擦净。检测器系统：是利用光电效应，将光能转换成电流讯号。受光器有三种，一是光电池，二是光电管，三是光电倍增管。（1）光电池装在一个特制的匣子里面由3层物质组成的圆形或长方形薄片。第一层是一种导电性良好的金属,这是光电池的负极。中间极薄的一层是半导体硒,第3层是铁,这 是光电池的正极。当光电池受光照射以后,半导体硒的表面逸出电子,这些电子只向负极方向移动,而不向正极移动,因此在上下两金属片间产生一个电位差,线路 连通时即产生电流。（2）光电管是由封装在真空透明封套里的一个半圆柱型阴极和一个丝阳极组成。阴极的凹画上有一层光电发射材料,此种物质经光照射可发射电子。34 当在两极间加有电位时,发射出来的电子就流向丝阳极而产生光电流。对于相同的辐射强度,它所产生的电流约为光电池所产生电流的1/4。由于光电管具有很高的电阻,所以产生的 电流容易放大。（3）光电倍增管比普通的光电管优越，它可将第一次发射出的电子数目放大到数百万倍 。当电子打在兼性阳极上时，能引起更多的电子自表面射出.这些射出的电子又被第二个兼性阳极所吸引，同样再产生更多的电子。（4）测量装置 ：检测器产生的光电流以某种方式转变成模拟的或数字的结果，模拟输出装置包括电流表、电压表、记录器、示波器及与计算机联用等，数字输出则通过模拟／数字转换装置如数字式电压表等。现代的仪器常附有自动记录器，可自动描出吸收曲线。2.2.2721B型分光光度计外观示意图：34 2.2.3721B型分光光度计工作原理:分光光度计的原理是溶液中的物质在光的照射激发下，产生了对光吸收的效应，物质对光的吸收是具有选择性的。各种不同的物质都具有其各自的吸收光谱。因此当某单色光通过溶液时，其光能量就会被吸收而减弱。光能量减弱的程度和物质浓度之间的比例关系符合比尔定律。T=I/I0LogI0/I=KCLA=KCL其中：T—透射比；I0—入射光强度；It—透射光强度；K—为吸收系数；34 L—为被分析物质的光程；A—吸光度；c—浓度(mol·L-1)。由上式可知，当入射光强度吸收系数和溶液的光径长度不变时，透射光强度按溶液的浓度变化而改变。721B型分光光度计的基本原理时鉴于上述之物理光学现象而产生的。光是一种电磁波，具有一定的波长和频率。可见光的波长范围在400～760nm，紫外光为200～400nm，红外光为760～500000nm。可见光因波长不同呈现不同颜色，这些波长在一定范围内呈现不同颜色的光称单色光。太阳或钨丝等发出的白光是复合光，是各种单色光的混合光。利用棱镜可将白光分成按波长顺序排列的各种单色光，即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等，这就是光谱。有色物质溶液可选择性地吸收一部分可见光的能量而呈现不同颜色，而某些无色物质能特征性地选择紫外光或红外光的能量。物质吸收由光源发出的某些波长的光可形成吸收光谱，由于物质的分子结构不同，对光的吸收能力不同，因此每种物质都有特定的吸收光谱，而且在一定条件下其吸收程度与该物质的浓度成正比，分光光度法就是利用物质的这种吸收特征对不同物质进行定性或定量分析的方法。在比色分析中，有色物质溶液颜色的深度决定于入射光的强度、有色物质溶液的浓度及液层的厚度。当一束单色光照射溶液时，入射光强度愈强，溶液浓度愈大，液层厚度愈厚，溶液对光的吸收愈多，它们之间的关系，符合物质对光吸收的定量定律，即朗伯比尔定律。这就是分光光度法用于物质定量分析的理论依据。34 2.2.4721B型仪器的光学系统721B型分光光度计是一种单光束可见分光光度计，波长范围360～800nm,采用单色光束自准式光路，用钨丝白炽灯泡做光源，玻璃棱镜单色器，用光学玻璃制成吸收池，以光电管为检测器，微安表显示吸光度和透射比，其光学系统如下图所示：（1）狭缝（2）保护玻璃（3）准苴镜（4）色散棱镜（5）光源灯12V25W（6）聚光透镜(7)反射镜（8）聚光透镜（9）比色器（10）光门（11）保护玻璃（12）光电管图3：光学系统图如图所示，34 由光源发出的连续辐射光线，经滤光片和球面反射镜至单色器的入射狭缝聚焦成像，光束通过入射狭缝经平面反射镜至准直镜产生平行光射至光栅，在光栅上色散后，又经准直镜聚焦在入射狭缝上成一连续光谱，由出射狭缝射出一定波长的单色光，通过标准溶液再照射到光电管上。由光源5发出的连续辐射光线，照射到聚光透镜8上，汇聚后经过平面镜转角90°，射至入射狭缝1。由此射入到单色光器内，狭缝1正好位于球面准直镜3的焦面上，当人射光线经准直镜3反射后就以一束平行光射向棱镜4（该棱镜的背面镀铝），光线进人棱镜4后，就在其中发生色散，入射角在最小偏向角，入射光在铝面上发射后是依原路稍偏转一个角度反射回来，这样从棱镜色散后出来的光线再经过物镜反射后，就汇聚在出光狭缝上，出射狭缝和入射狭缝是一体的，为了减少谱线通过棱镜后呈弯曲形状，对于单色性的影响，因此把狭夹缝两个刀片作成弧形，以便近似地吻合谱线的弯曲度，保证了仪器有一定幅度的单色性。2.3仪器和试剂2.3.1实验仪器1.721B型分光光度计（上海分析仪器厂）2.分析天平3.1cm比色皿4.电炉5.移液管：0.2mL、0.5mL、1mL、2mL、5mL6.容量瓶：10mL、50mL、100mL7.烧杯8.量筒9.PHS数字型酸度计（杭州万达仪器厂）34 2.3.2试剂和标准样的配制实验所用试剂出特殊说明外，均为分析纯试剂，所用水均为去离子水。（1）缓冲溶液：用醋酸钠和冰醋酸分别各自配制一定量的溶液，通过酸度计配制pH为4、4.5、5、5.5、6、6.5、7的缓冲液。（2）二甲酚橙溶液（1.0g·L-1）：用分析天平称取0.1000g的二甲酚橙，加入烧杯中，加水溶解，转移到100mL容量瓶中，润洗烧杯3次，润洗液加入到容量瓶中，稀释到刻度。（3）铅标准储备溶液(1mg·mL-1)：称取0.3996g的硝酸铅，加入到烧杯中加水溶解，转移到100mL容量瓶中，润洗烧杯3次，润洗液加入到容量瓶中，稀释到刻度。（4）铅标准使用液(10μg·mL-1)：用1mL移液管移取1mL的1mg·mL-1的铅标准溶液到100mL的容量瓶中，稀释到刻度。（5）柠檬酸三铵溶液(0.2mol·L-1)：称取4.8644g柠檬酸三铵加入到烧杯中加水溶解，转移到100mL容量瓶中，润洗烧杯3次，润洗液加入到容量瓶中，稀释到刻度。（6）硫脲溶液(1.0mol·L-1)：称取7.6120g硫脲，加入到烧杯中加水溶解，转移到100mL容量瓶中，润洗烧杯3次，润洗液加入到容量瓶中，稀释到刻度。（7）干扰离子溶液：按照配制铅离子标准溶液的方法，配制1mg·mL-1的Na+、Co2+、Mn2+、Ca2+、Cu2+、Al3+、Fe3+、Pd2+、Cr3+、Cd3+、Sb3+、Bi2+、Ni2+、Ba2+、K+溶液。2.4仪器的测试条件34 1.光源：钨丝白炽灯（12V25W）2.光电管:GD-7型光电管3.波长：575nm4.比色皿1cm5.仪器预热20分钟6.灵敏度23结果与讨论3.1最佳实验条件选择为了得到准确的实验结果，根据实验原理，对实验过程中对铅离子显色可能造成影响结果的因素进行了下面几个方面的考察:3.1.1测定波长的选择首先移取2mL铅的标准溶液于10mL容量瓶中，加入0.5mL二甲酚橙，1mL缓冲溶液，用去离子水稀释至刻度，在545～605范围内每隔10nm测量一次吸光度，其测定结果如表1。表1最大吸收波长λ/nm545555565575585595605A0.1160.1700.2200.2350.2100.1750.10534 图1吸光度-波长曲线由图1可以看出，在波长λ=575nm处，被测物质吸光度的值最大，所以选用575nm作为实验的测定波长。3.1.2显色剂的用量选择在显色反应中，所用的显色剂的量对实验结果的影响较大，显色剂的用量太少，显色反应不能完全，吸光度的值偏小，测量结果会因此偏低；显色剂用量太大，既浪费了药品，还容易造成其他的副反应，影响测定结果。本实验的参比液是在10mL容量瓶中加1mL的pH为6的缓冲溶液和不同量的显色配成的混合液，测定的是在10mL容量瓶中加1mL缓冲液和不同量的显色剂和2mL10μg·mL-1的铅标准液组成的混合液。参比液吸光度值一律调零，测得的A就是测定液与参比液的差值。数据如表2。表2显色剂用量的考察34 显色剂量（mL）0.10.20.30.40.50.60.7A0.0750.1180.1440.1430.1650.1470.143图2显色剂用量对吸光度的影响由表2可以看出，在加入显色剂用量小于0.5mL时，随着显色剂用量的增加，吸光度也随之增加，当加入量达到0.5mL时，吸光度的值达到了最大值，而随着显色剂量的继续增大，吸光度反而减小。所以实验选用0.5mL的二甲酚橙为显色剂。3.1.3显色时间的考察所谓的显色时间就是指加入显色剂后，溶液内的显色反应达到稳定，吸光度保持不变所需要的时间。34 显色时间考察是非常重要的，时间过短，尚未反应完全，所测定吸光度的值就不能反应出被测物质的吸光度，测得的吸光度值偏小，显色时间过长，所需要的分析时间会长，还常常会发生副反应，溶液发生变化，对结果产生偏差，所以需要对显色时间进行考察，找出最佳显色时间。在室温下，取10μg·mL-1的铅标准溶液2mL，pH=6的缓冲液1mL，1mg·mL-1的二甲酚橙溶液0.5mL,配成测定液，测定结果如表3。表3室温下显色时间对吸光度的影响T05101520253035A0.2460.2470.2490.2500.2520.2530.2550.255T40455055606570100A0.2550.2550.2550.2550.2550.2540.2540.25234 图3显色时间对吸光度的影响从图3可以看出在室温下，显色时间30min后，络合物的吸光度达到最大值并且相对稳定，所以在实验中显色时间为30min。3.1.4缓冲溶液pH的考察缓冲液的pH对于吸光度是有影响的，因为不同pH下的显色络合反应的进行程度会有所不同，从而影响到吸光度的测定。为此要选出最佳的反应pH值。参比液的配制：1mL不同pH的缓冲液和0.5mL的1mg·mL-1的二甲酚橙溶液稀释到10mL的容量瓶中。测定液的配制：1mL不同pH的缓冲液和0.5mL的1mg·mL-1的二甲酚橙溶和2mL的10μg·mL-1的铅标准液稀释到10mL的容量瓶中。测得数据如下表4。表4缓冲液pH对吸光度的影响pH4.04.55.05.56.06.57.0A0.0500.0740.1050.1380.1500.0810.02334 图4pH对吸光度的影响从表4可以看出，在缓冲液的pH=6.0时，A出现最大值，所以在实验中我们选用的缓冲液的pH为6.0。3.2工作曲线的绘制参比液的配制：在10mL容量瓶中加入pH=6的缓冲液1mL和1mg·mL-1的二甲酚橙溶液0.5mL，稀释到刻度。测定液的配制：在10mL容量瓶中加入1mL缓冲液和0.5mL二甲酚橙溶液，再加入不同体积的10μg·mL-1的铅标准溶液，稀释到刻度。由于铅标准液浓度为10μg·mL-1，所以得到的测定液铅离子浓度数值上等于加入的铅标准液体积值。以参比液吸光度为零测得数据如表5。表5铅离子含量和吸光度值铅离子含量（μg·mL-1）0.51.01.52.02.5A0.0390.0770.1160.1530.190铅离子含量（μg·mL-1）3.03.54.04.55.0A0.2280.2660.3050.3240.348由上述数据作图如下：34 图5标准工作曲线由图可知，0～4μg·mL-1符合朗伯比尔定律，对以上数据进行如下计算，可以得到线性方程。设标准曲线的回归方程为A=bC+a。铅离子含量平均值=/8，带入表4数据可得到=2.25μg·mL-1。吸光度平均值=/8，带入表4数据得到=0.172。b=/，将上述数据带入式中，可得到b=0.0757。a=,数据带入得到a=0.0017。所以可以得到标准曲线的线性回归方程为A=0.0757C+0.0017。在实际工作中，对于曲线的回归直线是否有意义，可用相关系数来检验。/，带入数据可得到=0.9998。34 当置信度为95%时，我们视作可信。当置信度为95%时，=0.997，0.9996＞0.997,所以工作曲线良好可信。摩尔吸光系数=，A：吸光度的值；b：液层厚度，本实验为1cm；C：溶液的铅离子浓度。带入数据得到=1.59×L·cm-1·mol-1。一般来说，当摩尔吸光系数的值在～时，可认为此显色反应的灵敏度较高，而本实验的值在此范围内，所以本实验测定方法的灵敏度是令人满意的。3.3干扰离子的考察由于在分光光度法测定土壤中的铅离子时，用二甲酚橙溶液做显色剂，在离子与其反应的同时，矿泉水中的其他离子可能与显色剂反应，对实验结果产生干扰，所以我们要对实验进行干扰离子的考察。实验考察干扰离子时，参比液为0.5ml的1mg·mL-1的二甲酚橙溶液和1ml的pH=6的缓冲液稀释到10mL。铅标准测定液是2mL的10μg·mL-1的铅标准液和0.5mL的1mg·mL-1的二甲酚橙溶液和1mL的pH=6的缓冲液稀释到10mL。干扰离子考察液是2mL的10μg·mL-1的铅标准液和0.5mL的1mg·mL-1的二甲酚橙溶液和1mL的pH=6的缓冲液和不同浓度干扰离子稀释到10mL。以参比液吸光度为零。干扰离子考察时，当干扰离子浓度是铅离子浓度的25倍时，而吸光度的差距在±5%范围内，可认为干扰离子对铅离子的测定没有影响。铅标准测定液铅离子浓度为2μg·mL-1。(1)钡离子的干扰考察测定结果如表6，34 表6Ba2+的考察Ba2+浓度（μg·mL-1）050A0.1720.178由表6可知，当钡离子浓度是铅离子浓度的25倍时，吸光度的误差在5%之内，所以钡离子对于铅离子的干扰可以忽略，不需要对其进行掩蔽。（2）钠离子的干扰考察测定结果表7，表7Na+的考察Na+浓度（μg·mL-1）050A0.1720.167由表6可知，当钠离子浓度是铅离子浓度的25倍时，吸光度的误差在-5%之内，所以钠离子对于铅离子的干扰可以忽略，不需要对其进行掩蔽。（3）钾离子的干扰考察测定数据如表，,表8K+的考察K+浓度（μg·mL-1）050A0.1720.165由表7可知，当钾离子浓度是铅离子浓度的25倍时，吸光度的误差在-5%之内，所以钾离子对于铅离子的干扰可以忽略，不需要对其进行掩蔽。（4）钙离子的干扰考察34 测定结果如表9，表9Ca+的考察Ca+浓度（μg·mL-1）050吸光度0.1720.178由表9可知，当钙离子浓度是铅离子浓度的25倍时，吸光度的误差在5%之内，所以钙离子对于铅离子的干扰可以忽略，不需要对其进行掩蔽。（5）钯离子的干扰考察测定结果如表10，表10Pd2+的考察Pd2+浓度（μg·mL-1）050A0.1740.180由表10知，当钯离子浓度是铅离子浓度的25倍时，吸光度的误差在5%之内，所以钯离子对于铅离子的干扰可以忽略，不需要对其进行掩蔽。（6）铬离子的干扰考察测定结果如表11，表11Cr3+的考察Cr3+浓度（μg·mL-1）050A0.1740.17634 由表11可知，当铬离子浓度是铅离子浓度的25倍时，吸光度的误差在5%之内，所以铬离子对于铅离子的干扰可以忽略，不需要对其进行掩蔽。（7）铋离子的干扰考察测定数据如表12，表12Bi2+的考察Bi2+浓度（μg·mL-1）050A0.1710.175由表12可知，当铋离子浓度是铅离子浓度的25倍时，吸光度的误差在5%之内，所以铋离子对于铅离子的干扰可以忽略，不需要对其进行掩蔽。(8)钴离子的干扰考察在钴离子的干扰测定时，当加入铅离子浓度25倍的钴离子，吸光度发生很大变化，实验时，加入钴离子浓度为0～0.3μg·mL-1。实验数据如表13，表13Co2+的考察Co2+浓度（μg·mL-1）00.050.10.150.20.250.3A0.1720.1760.1800.1850.1910.2010.213由表13可知，当钴离子的浓度为0.15μg·mL-1（铅离子浓度的3/40倍），对于铅离子吸光度的影响就超过了5%，所以对于钴离子的干扰效应很大，必须对钴离子进行掩蔽。（9）锰离子的干扰考察在锰离子的干扰测定时，当加入铅离子浓度2534 倍的锰离子，吸光度发生很大变化，实验时，加入锰离子浓度为2～12μg·mL-1。实验数据如表14，表14Mn2+的考察Mn2+浓度（μg·mL-1）024681012A0.1720.1740.1750.1780.1800.1850.189由表14可知，当锰离子的浓度为10μg·mL-1（铅离子浓度的5倍），对于铅离子吸光度的影响才超过了5%，由于土壤中的锰与铅的等重金属元素的含量都极少，可以看作锰离子对其没有影响。（10）铜离子的干扰考察在铜离子的干扰测定时，当加入铅离子浓度25倍的铜离子，吸光度发生很大变化，实验时，加入铜离子浓度为0.05～0.30μg·mL-1。实验数据如表15，表15Cu2+的考察Cu2+浓度（μg·mL-1）00.050.100.150.200.250.30A0.1720.1730.1750.1780.1810.1860.190由表15可知，当铜离子的浓度为0.20μg·mL-1（铅离子浓度的1/10倍），对于铅离子吸光度的影响就超过了5%，所以对于铜离子的干扰效应很大，必须对铜离子进行掩蔽。（11）铝离子的干扰考察在铝离子的干扰测定时，当加入铅离子浓度25倍的铝离子，吸光度发生很大变化，实验时，加入铝离子浓度为0.1～0.6μg·mL-11。实验数据如表16，34 表16Al3+的考察Al3+浓度（μg·mL-1）00.10.20.30.40.50.6A0.1720.1760.1760.1770.1790.1830.186由表16可知，当铝离子的浓度为0.5μg·mL-1（铅离子浓度的1/4倍），对于铅离子吸光度的影响就超过了5%，所以对于铝离子的干扰效应很大，必须对铝离子进行掩蔽。（12）铁离子的干扰考察在铁离子的干扰测定时，当加入铅离子浓度25倍的铁离子，吸光度发生很大变化，实验时，加入铁离子浓度为0.1～0.6μg·mL-1。实验数据如表17，表17Fe3+的考察Fe3+浓度（μg·mL-1）00.10.20.30.40.50.6A0.1720.1670.1720.1760.1800.1850.192由表17可知，当铁离子的浓度为0.5μg·mL-1（铅离子浓度的1/4倍），对于铅离子吸光度的影响就超过了5%，所以对于铁离子的干扰效应很大，必须对铁离子进行掩蔽。（13）镉离子的干扰考察在镉离子的干扰测定时，当加入铅离子浓度25倍的镉离子，吸光度发生很大变化，实验时，加入镉离子浓度为0.05～0.30μg·mL-1。实验数据如表18，,表18Cd2+的考察34 Cd2+浓度（μg·mL-1）00.050.100.150.200.250.30A0.1730.1740.1780.1800.1840.1890.195由表18可知，当镉离子的浓度为0.20μg·mL-1（铅离子浓度的1/10倍），对于铅离子吸光度的影响就超过了5%，所以对于镉离子的干扰效应很大，必须对镉离子进行掩蔽。（14）锑离子的干扰考察在锑离子的干扰测定时，当加入铅离子浓度25倍的锑离子，吸光度发生很大变化，实验时，加入锑离子浓度为0.1～0.6μg·mL-1。实验数据如表19，表19Sb3+的考察Sb3+浓度（μg·mL-1）00.10.20.30.40.50.6A0.1720.1750.1790.1840.1900.1970.205由表19可知，当锑离子的浓度为0.3μg·mL-1（铅离子浓度的3/20倍），对于铅离子吸光度的影响就超过了5%，所以对于锑离子的干扰效应很大，必须对锑离子进行掩蔽。（15）镍离子的干扰考察在镍离子的干扰测定时，当加入铅离子浓度25倍的镍离子，吸光度发生很大变化，实验时，加入镍离子浓度为0.1～0.6μg·mL-1。实验数据如表20，表20Ni2+的考察Ni2+浓度00.10.20.30.40.50.634 （μg·mL-1）A0.1710.1720.1750.1790.1830.1880.194由表20可知，当镍离子的浓度为0.4μg·mL-1（铅离子浓度的1/5倍），对于铅离子吸光度的影响就超过了5%，所以对于镍离子的干扰效应很大，必须对镍离子进行掩蔽。3.4对干扰离子的掩蔽由于这些干扰离子对于铅的测定产生很大的干扰，所以在我们进行样品测定前一定要想到去除这些离子干扰的方法，所以我们选择一些有机物对干扰离子进行掩蔽，从而找出去除干扰离子的方法，在样品测定时，可以能更好的测出样品中的铅含量。（1）钴离子的掩蔽对钴离子进行掩蔽时，经实验发现，柠檬酸三铵可以对钴离子有很好的掩蔽作用。实验的结果如表21，表21Co2+的掩蔽掩蔽剂体积（mL）0.10.20.30.40.50.6A0.1480.1520.1550.1580.1610.165由表21可知，当掩蔽剂柠檬酸三铵的用量为0.6mL时，吸光度的值为0.165，在铅标准测定液吸光度值的-5%范围内，可看作消除了钴离子的干扰作用。所以对钴离子的干扰消除可加入0.6mL的柠檬酸三铵做掩蔽。（2）铜离子的掩蔽34 对铜离子进行掩蔽时，经实验发现，硫脲可以对钴离子有很好的掩蔽作用。实验的结果如表22，表22Cu2+的掩蔽掩蔽剂体积（mL）0.10.20.30.4A0.1860.1840.1810.178由表22可知，当掩蔽剂硫脲的用量为0.4mL时，吸光度的值为0.178，在铅标准测定液吸光度值的5%范围内，可看作消除了铜离子的干扰作用。所以对铜离子的干扰消除可加入0.4mL的硫脲做掩蔽。（3）铝离子的掩蔽对铝离子进行掩蔽时，经实验发现，柠檬酸三铵可以对铝离子有很好的掩蔽作用。实验的结果如表23，表23Al3+的掩蔽掩蔽剂体积（mL）0.10.20.30.4A0.1810.1780.1760.175由表23可知，当掩蔽剂柠檬酸三铵的用量为0.2mL时，吸光度的值为0.178，在铅标准测定液吸光度值的5%范围内，可看作消除了铝离子的干扰作用。所以对铝离子的干扰消除可加入0.2mL的柠檬酸三铵做掩蔽。（4）铁离子的掩蔽34 对铁离子进行掩蔽时，经实验发现，柠檬酸三铵可以对铁离子有很好的掩蔽作用。实验的结果如表24，表24Fe3+的掩蔽掩蔽剂体积（mL）0.10.20.30.4A0.1840.1820.1800.175由表24可知，当掩蔽剂柠檬酸三铵的用量为0.3mL时，吸光度的值为0.180，在铅标准测定液吸光度值的5%范围内，可看作消除了铁离子的干扰作用。所以对铁离子的干扰消除可加入0.3mL的柠檬酸三铵做掩蔽。（5）镉离子的掩蔽对镉离子进行掩蔽时，经实验发现，硫脲可以对镉离子有很好的掩蔽作用。实验的结果如表25，表25Cd2+的掩蔽掩蔽剂体积（mL）0.10.20.30.4A0.1860.1840.1800.178由表25可知，当掩蔽剂硫脲的用量为0.3mL时，吸光度的值为0.180，在铅标准测定液吸光度值的5%范围内，可看作消除了镉离子的干扰作用。所以对镉离子的干扰消除可加入0.3mL的硫脲做掩蔽。（6）锑离子的掩蔽对锑离子进行掩蔽时，经实验发现，硫脲可以对锑离子有很好的掩蔽作用。实验的结果如表26，34 表26Sb3+的掩蔽掩蔽剂体积（mL）0.10.20.30.4A0.1570.1600.1620.165由表26可知，当掩蔽剂硫脲的用量为0.4mL时，吸光度的值为0.165，在铅标准测定液吸光度值的-5%范围内，可看作消除了锑离子的干扰作用。所以对锑离子的干扰消除可加入0.4mL的硫脲做掩蔽。（7）镍离子的掩蔽对镍离子进行掩蔽时，经实验发现，硫脲可以对镍离子有很好的掩蔽作用。实验的结果如表27，表27Ni2+的掩蔽掩蔽剂体积（mL）0.10.20.30.4A0.1840.1820.1810.178由表27可知，当掩蔽剂硫脲的用量为0.4mL时，吸光度的值为0.178，在铅标准测定液吸光度值的5%范围内，可看作消除了镍离子的干扰作用。所以对镍离子的干扰消除可加入0.4mL的硫脲做掩蔽。所以在进行样品实验时，要加入柠檬酸三铵和硫脲对样品中的其他离子进行掩蔽。3.5样品分析实验3.5.1样品测定及精密度的考察34 称取4种矿泉水样品：1#农夫山泉矿泉水，2#哇哈哈矿泉水，3#冰露康师傅矿泉水，4#康师傅矿泉水。水样无需处理可直接取样测定。用移液管移取2mL样品加入10mL容量瓶中，再加入1mLpH=6的缓冲液、0.5mL的二甲酚橙溶液、1.1mL柠檬酸三铵溶液、1.5mL硫脲稀释到刻度，每种样配6个待测样。空白液为1mL缓冲液和0.5mL二甲酚橙稀释到10mL。进行测定.将测得的吸光度的值带入标准曲线的回归方程A=0.0757C+0.0017，可得到每个测定样中的铅浓度，结果如表28。表28测定样中铅离子浓度样品铅浓度C（μg·mL-1）10.01090.01090.01090.01090.01000.010920.01000.00960.01000.01000.01000.010030.01000.01090.01000.01000.01000.010040.00960.01000.01000.00960.00960.0100将表28的数据带入平均值，标准偏差，相对标准偏差，得到数据如表29。表29相关计算结果样品平均值（μg·mL-1）标准准偏差（10-2）相对标准偏差（%）10.01080.03713.4320.00990.01671.6930.01020.03713.6440.00980.02192.2334 3.5.2准确度的考察用加回标的实验来检验方法的准确度。在10mL的容量瓶中加入2mL样品溶液、0.1mL的10μg·mL-1的铅标准溶液、1mL缓冲液、0.5mL二甲酚橙溶液、1.1mL柠檬酸三铵溶液和1.5mL硫脲稀释到刻度。得到结果整理得到数据如表30。表30加标回收实验数据样品试样的铅离子（μg·mL-1）加入的铅离子（μg·mL-1）测得铅离子值（μg·mL-1）铅的回收量值（μg·mL-1）回收率（%）10.1081.001.1040.99699.620.9901.001.9730.98398.330.1021.001.1021.00010040.9801.001.9700.99099.0公式：回收量=试样中加入标量后测得的含量－试样中的含量回收率=(回收量/加入量)×100%34 4结论本课题考察了用分光光度法测定矿泉水中的铅含量，确定了试验的最佳条件：最大吸收波长为575nm，显色剂二甲酚橙用量为1ml，缓冲液的用量在1ml时，最佳pH为6，室温下显色时间为30分钟。在实验过程中对15种离子进行了干扰实验，经加回标实验和精密度的考察得到的回收率、标准偏差和相对标准偏差在允许范围内，因此该方法对于矿泉水的铅含量的测定是可行的。实验操作简单、准确、可靠，仪器要求条件低，也可以用于其他样品中铅的测定。34 参考文献[1]陈秋生,孟兆芳.水中铅的测定方法研究进展[J].微量元素与健康研究，2008,25（3）:66-68.[2]何家洪，徐强，宋仲容.分光光度法测定铅的研究进展[J].冶金分析，2010,30（3）:34-44.[3]沈健,黄杉生,金丽霞,等.Y2O3:Eu纳米颗粒荧光猝灭法测定水中的Pb2+[J].上海师范大学学报(自然科学版)(JournalofShanghaiNormalUniversity:NaturalSciences),2007,36(4):2623-2627.[4]匡少平，徐仲，等.水稻对土壤中环境重金属激素铅的吸收效应及污染防治[J]．环境科学与技术，2002,26(2)：32-34．[5]周庆祥,白画画,代文华,等.浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定环境水中痕量铅[J].河南师范大学学报(自然科学版)(JournalofHenanNormalUniversity:NaturalScience)2007,35(2):115-118.[6]程永华,李青彬.AmberliteXAD-2000树脂固相萃取富集2火焰原子吸收法测定水中痕量铅[J].分析试验室,2008,32(10):111.34 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