胶束增溶分光光度法测定环境水样中CrⅥ

'万方数据第38卷第5期吉林大学学报(地球科学版)V01．38No．52008年9月JournalofJilinUniversity(EarthScienceEdition)Sep．2008胶束增溶分光光度法测定环境水样中Cr(Ⅵ)肖国拾1，来雅文2，邹连春3，陈博31．吉林大学测试科学实验中心。长春1300262．吉林大学地球探测科学与技术学院。长春1300263．占林人学化学学院，长春130026摘要：采用溴化十六烷基三甲铵为表面活性荆，与水杨基萤光酮形成胶束，提高水杨基萤光酮与Cr(VI)形成的有色配合物在水溶液中的溶解度。用二乙三氨五乙酸掩蔽Fe”、Cr”等干扰离子，无需分离直接测量水样中的Cr(VI)。测试结果表明。本方法标准偏差为0．246(卵一10)。相对标准偏差为2．56％；标准加入回收率为93．00％～110．00％，能满足环境水样中Cr(VI)的检测要求。关键词：分光光度法；水杨基萤光酮；溴化十六烷基三甲铵；Cr(Ⅵ)；环境水样中图分类号：X132文献标识码：A文章编号：1671—5888(2008)05—0869—04TheDeterminationofCr(VI)inWaterSamplesbyUsingMicelleEnhancedSpectrophotometryXIA0GUO—shil，LAIYa—wen2，ZOULian—chun3，CHENB031．TestScienceExperiment(：enter，JilinUniversity．Changchun130026，China2．CollegeofGeoExplorationScienceandTechnology·JilinUniversity，Changchun130026·China3．CollegeofChemistry，JilinUniversity，Changchun130026，ChinaAbstract：AmethodofspectrophotometricdeterminationoftraceCr(VI)withsalicyl—fluoroketoneinCTMABmicellewasdescribed．ThecoexistinterferentialionssuchasFe”，Cr3+andC02+etc．weremaskedbydiethylenetriminepentaaceticacid(I)TPA)，thenCr(VI)wassuccessfullydetermined．Thestandarddeviationof0．246(报一lO)，relativestandarddeviationof2．56％，andrecoveryratioof93．00％一110．0％wereobtained．ThisresultiSsatisfactoryfordeterminationtraceCr(V1)inenvironmentwatersamples．Keywords：spectrophotometry；salicylfluoroketone；cetyhrimethylammoniumbromide；Cr(VI)；envi—ronmentwatersamples铬在自然界中通常以Cr(m)与Cr(VI)的形态存在，Cr(VI)不仅污染环境，而且严重危害人类的健康[1]。准确快速测定环境水样中的Cr(V1)，对人类生活与工农业生产都具有重要意义L2j。环境样品中Cr的测定方法虽然很多，如等离子光谱Ⅲ、等离子质谱m50和原子吸收光潜等方法⋯，但大多方法由于仪器价格昂贵难以普及使用。目前，利用分光光度法测定Cr，仍是一种常用方法。该法具有操作简便易行的优点，极具实用性。经典的二苯卡巴肼分光光度法测定Cr方法灵敏度较高，但试剂稳定性较差，给分析工作带来不便。20世纪90年代以来，人们不断研制新试剂如二安替比林甲收稿日期：2008一01一10基金项目：吉林省科技厅基金项目(2005015)作者简介：肖国拾(1959--)，男，吉林长春人，丁程师。主要从事分析测试方法和X射线荧光光谱分析研究，Tel：0431—88502472，E—mail：xiaogs(砻jlu．edu．cn。 万方数据870吉林大学学报(地球科学版)第38卷烷类Ⅲ、三苯甲烷类和苯基荧光酮类‘83等，以提高测定Cr的灵敏性和选择性。但这些显色剂与Cr(V1)形成的有色配合物在水溶液中溶解度较低，因而限制了应用范围。加入表面活性剂，其疏水基团可与有色配合物形成胶束，而亲水基团提高在水溶液中的溶解度。本文提出用水杨基萤光酮为显色剂，加入溴化十六烷基三甲铵(cetyltrimethylammoniumbromide，CTMAB)，胶柬增溶显著提高了Cr(VI)和水杨基萤光酮有色配合物的溶解度。二乙三氨五乙酸(diethylenetriminepentaaceticacid，DTPA)为掩蔽剂，掩蔽Cr3+、Fe3+等干扰离子，用分光光度法直接测定环境水样中Cr(Ⅵ)的含量。l实验部分仪器与试剂UV一150一02分光光度仪(日本岛津生产)；铬标准溶液用重铬酸钾配制；0．5g／I。水杨基萤光酮，先用总体积1％的9mol／LHzSO；润湿后，溶于乙醇中，避光保存；2．0g／L溴化十六烷基三甲铵溶液；30．0g／LDTPA溶液；100g／L醋酸钠溶液。实验方法分取一定量Cr(VI)标准溶液于50mL容量瓶中，用0．1mol／LNaOH和0．1mol／LH。SO。调节溶液pH值为6．0左右，加入100g／L醋酸钠5．0mL，2．0g／LCTMAB5．00mL，水适量，加入0．5g／L水杨基萤光酮1．00mL，蒸馏水稀释至溶液体积约为30mI。，摇匀。在70～90℃热水中放置30min，冷却后用蒸馏水稀释到刻度，摇匀，用1．0cm比色皿，以试剂空白为参比，在565nm处测量吸光度。2结果与讨论显色剂用量固定其它显色实验条件，用0．1mol／LNaOH和0．1mol／LHzS04调节溶液pH显色荆用最／mL值为6．0左右，改变显色剂水杨基萤光酮的用量，实验结果如图1a所示。由图可知，加入0．5g／L水杨基萤光酮1．00mL后，显色反应即可达到完全。因此，实验选择显色剂用量为1．oomL。显色溶液酸度固定其它显色实验条件，用0．1mol／LNaOH和0．1mol／LH2S04调节溶液至不同pH值，溶液酸度对吸光度的影响如图1b所示。合适的显色酸度值范围pH值为5．5～7．0，故实验选用显色溶液pH值为6左右。CTMAB用量固定其它显色实验条件，仅改变表面活性剂CTMAB用量，表面活性剂对吸光度的影响如图1c所示。由图可以看出：加入表面活性剂CTMAB后，在一定程度上提高了显色体系的灵敏度，说明表面活性剂在该显色体系中形成的胶柬具有增敏和增溶双重作用。当CTMAB用量在2．00mL以上时，吸光度值达到最大值，再增加CT—MAB用量，吸光度基本保持不变。但为了增加水杨基萤光酮与Cr(V1)形成的有色配合物在水中的溶解度，达到胶束增溶的目的，在实验中加2．0g／L的CTMAB5．00mL。络合物稳定性和加热时间的关系室温下Cr(Ⅵ)与水杨基萤光酮CTMAB反应很慢，需要12h以上才能显色完全。因此，为了加速显色反应，必须加热。实验表明，在70℃以上热水中放置30min，显色络合物的吸光度即可达到最大值(图ld)。工作曲线分取0．00、0．25、0．50、1．OO、2．00、4．00、6．00、8．00、10．00mL质量浓度为1．0弘g／mL的Cr(V1)标准溶液于50mL容量瓶中。加入100g／i。醋酸钠5．omL，以下实验步骤同实验方法。绘制标准曲线如图2所示。0～200／zg／mL的Cr(Ⅵ)具有良好的线性关系，其工作曲线线性相关系数为0．9996。干扰元素及消除在实验条件下，做共存离子图1Cr(Ⅵ)的显色反应条件影响曲线Fig．1ThecurvesfortheconditionofCr(ⅥJcolourreaction 万方数据第5期肖国拾，等：胶束增溶分光光度法测定环境水样中Cr(VI)871O．50．4墨0．3餐O．2O．1O．0Cr(Ⅵ)标准用量／pg图2Cr(Ⅵ)的工作曲线Fig．2ThecalibrationcurvesofCr(Ⅵ)干扰实验，发现Cr3+、Fe3十、C02+和Ni2+离子，用30．0g／LDTPA2．00mL掩蔽后，4h内对Cr(Ⅵ)的显色体系无明显影响，而对50倍量的Cr3+、Fe”、C02+和Ni2+离子基本上可消除干扰，水样中共存的其它20余种元素无明显干扰现象。3样品分析分析步骤分取水样250．0mL于400mL烧杯中，在电热板上加热蒸发至lOmL左右(如有沉淀或悬浮物可预先过滤)。转入50mL容量瓶中加入30．0g／L的DTPA2．00mL，加100g／L醋酸钠5．0mL，下同实验方法。精密度与准确度按样品分析步骤，取南湖水样10份测定Cr(Ⅵ)含量(表1)。Cr(V1)的平均质量浓度为9．62tlg／L，标准偏差不超过0．246，相对标准偏差不超过2．56％。表lCr(Ⅵ)的精密度实验结果Table1TheresultsofCr(Ⅵ)precisiontest样号吸光度pier(VI)]样号吸光度p[cr(V1)]／(pg·L—11／(且g·L一1)10．3049．3160．3049．5520．3169．8870．3049．5530．3129．7780．2929．2940．3009．4490．32010．0650．3089．66100．3089．73在该水样中进行加标回收实验，结果如表2所表2Cr(Ⅵ)标准回收实验结果Table2ResaltsofCr(Ⅵ)standardrecoverytest表2结果表明：本法测定水样中，Cr(VI)标准回收率为93．oo％～110．OO％，说明测定方法的相对误差小于10％。本文用水杨基萤光酮为显色剂，加入CTMAB，增大显色配合物溶解度，提出用DTPA掩蔽干扰元素。直接测定水样中Cr(VI)。实验结果表明，本法具有灵敏、简单、快速和准确等特点，测定地表水中Cr(Ⅵ)，测试精度与准确度满足环保要求。参考文献(References)：[13[2][3][4]Is]陈继梅，何先莉，毛剑英．水中铬测定方法的进展[J]．北京工业大学学报，2001，27(2)：208—212．CHENji—mei，HEXian-li。MAOJian—ying．Progressofmethodsformeasuringchromiuminwater[J]．Jour-nalofBeijingUniversityofTechnology，2001，27(2)：208—21Z．张泉鸿，王春华，翟庆洲．分光光度法测定水样中铬口]．环境保护科学，1996，22(4)：40—42．ZHANGQuan-hong，WANGChun-hua，ZHAIQing-zhou．Determinatingchromiuminwatersamplesbyspectrophotometer[J]．EnvironmentalProtectionSci—ence，1996，22(4)：40—42．胡春莲，程静，温宏祥．原子吸收法与等离子光谱法在水质检测中的比较[J]．山西化工，2001，21(4)：47—48．HUChun-lian，CHENGJing，WENHong-xiang．ComparisonaboutthemethodinanalysisofwaterqualitybyAASandICP[J]．ShanxiChemicalIndus—try，2001，21(4)：47—48．李韬，朱艳．ICP／MS法对实验室用水的分析[J]．环境监测管理与技术，2002，16(1)：32—33．LlTao。ZHUYan．Analysisofwaterusedforlabora—torywithICP／MS[J]．TheAdministrationandTech—niqueofEnvironmentalMonitoring，2002，16(1)：32—33．张玉玲，张兰英，王显胜，等．出芽短梗霉吸附水体中 万方数据872吉林大学学报(地球科学版)第38卷(上接863页)空气在气泵的负压吸力作用下，经过吸收管的吸收液，空气中的甲醛与吸收液反应。空气的抽气量由流量调节器调节，流量为0．5L／rain。在电子定时器的控制下，电磁泵定时自动启闭，采样时间选为5．0min。采样后将吸收管中的吸收液转移到特定比色管中显色，并放在仪器试管槽中，在光源的照射下与标准系列色阶进行比色，在仪器上可以直接读取样品颜色与标准色阶相对应的甲醛浓度值。用研制的仪器检测室内空气中甲醛含量，现场采集、测定，结果见表1所示。表1实验结果对比从表中可以看出，在5个地点取样测定的结果相对误差在士5％以内。对于室内甲醛含量0．10mg／m3的国家标准(GB／T18883—2002)，研制的仪器能够满足精度要求，实现了快速、准确、可靠的设计目标。3结论手提式甲醛现场快速检测仪优化了大气采样器、电子定时、新型光源比色系列、比色管安放装置，将其组合安装在一个操作平台上，实现采样、比色测定一体化。体现出结构简单，分析速度快，精确度高，样品和试剂用量少等优点。研制出的甲醛测定专用固体试剂1、2、3号测定甲醛标准，线性范围在0．0--．,4．50fzg，线性相关系数为0．9986，本仪器测定的相对误差在5％以内。用于室内空气中甲醛的现场测定，方法灵敏度高，结果与酚试剂国标方法的结果吻合良好。'