紫外分光光度法快速测定溶液中微量碘离子

'第２７卷第２期分析科学学报２０１１年４月Ｖｏｌ．２７Ｎｏ．２ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＮＡＬＹＴＩＣＡＬＳＣＩＥＮＣＥＡｐｒ．２０１１文章编号：１００６－６１４４（２０１１）０２－０２３８－０３紫外分光光度法快速测定溶液中微量碘离子张慧芳１，２，刘海宁１，２，郭敏１，２，叶秀深１，李权１，吴志坚＊１（１．中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁８１０００８；２．中国科学院研究生院，北京１０００４９）摘要：本文建立了紫外分光光度法快速测定溶液中微量Ｉ－的分析方法，Ｉ－浓度在０．００５～０．２００ｍｍｏｌ／Ｌ范围内时，在２２６ｎｍ波长处的吸光度与浓度呈良好线性关系，相关系数Ｒ＝０．９９９１，检出限为９．９０９×１０－５ｍｍｏｌ／Ｌ，分析方法的相对标准偏差（ＲＳＤ）在０％～０．７８９％之间，加标回收率在９８．６５％～１００．０％之间。温度、溶液酸碱度以及共存的Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｂｒ－、Ｃｌ－、ＳＯ２－对测定无影响；共存的ＣＯ２－、ＨＣＯ－干扰很４３３大，可加酸除去；Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋的影响可利用相应线性关系进行校正。该方法可用于油田卤水中微量Ｉ－的测定。关键词：紫外分光光度法；碘离子；油田卤水中图分类号：Ｏ６５７．３２文献标识码：Ａ碘是人体必需的微量元素之一，可参与甲状腺激素的合成，调控人体的生长和发育。准确测定生物、环境样品及食品蔬菜中的碘含量对人体健康状况分析、食物的营养价值评价和环境评估有重要意义。另［１－２］外，在固体和液体碘矿勘察过程中，碘含量分析也是重要环节之一。目前国内外已建立了一些微量碘［３－４］的分析方法，包括光度法、电化学法、色谱法、中子活化法和原子光谱法等。目前报道的光度法都需要在待测溶液体系中加入辅助试剂和显色剂，测定步骤比较繁琐。本文建立了紫外分光光度法直接测定溶液中微量Ｉ－的分析方法，无需辅助试剂和显色剂，操作简单快速。该法用于油田卤水中微量Ｉ－的测定，结果令人满意。１实验部分１．１仪器与试剂ＴＵ－１８１０紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；ＢＴ２２４Ｓ型电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限责任公司）；ＣＵ－６００型电热恒温水箱（上海一恒科学仪器有限公司）。－标准溶液：将优级纯ＫＩ在１０５～１１０℃下烘至恒重后，于硅胶干燥器中冷却，准确称取０．４１５０ｇ，用Ｉ蒸馏水溶解并转入１０００ｍＬ容量瓶中定容、摇匀，得到浓度为２．５００ｍｍｏｌ／Ｌ的Ｉ－储备液，用时稀释到所需浓度。实验中所用的试剂均为分析纯。实验用水为蒸馏水。１．２实验方法以蒸馏水为空白，用１ｃｍ石英比色皿进行所有实验。对不同组成和不同温度的Ｉ－溶液进行光谱扫描以确定最大吸收波长。配制浓度和组成不同的Ｉ－溶液在最大吸收波长处测定吸光度，考察温度、酸度及共存离子对测定的影响，确定标准曲线、分析方法的准确度和精密度。收稿日期：２０１０－０３－１２修回日期：２０１０－０６－３０基金项目：国家自然科学基金（Ｎｏ．５０９７２１５１）；中国科学院“百人计划”（Ｎｏ．０６６００１１１０６）；青海省重大科技攻关项目（Ｎｏ．２００７－Ｇ－１５３）＊通讯作者：吴志坚，男，博士，研究员，博士研究生导师，主要从事无机分析和无机材料方面的研究．２３８ 第２期分析科学学报第２７卷２结果与讨论２．１最大吸收波长的选择－溶液的紫外吸收光谱如图１所示。由图可见，Ｉ－在波Ｉ长２２６ｎｍ和１９４ｎｍ处存在两个特征吸收峰，由于紫外可见分光光度计在靠近１９０ｎｍ处产生的紫外光不稳定，故选择２２６ｎｍ作为测定波长。２．２温度和酸碱度对测定的影响实验结果表明，溶液温度和酸度对Ｉ－的测定均无影响。因此，选择室温下直接测定溶液中Ｉ－浓度。２．３共存离子的影响－液体碘矿（油田卤水、盐湖卤水或海水）中与Ｉ－共存的离图１Ｉ溶液的紫外光谱－Ｆｉｇ．１ＴｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆＩ子主要有Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｃｌ－、Ｂｒ－、ＳＯ２－、ＣＯ２－、４３ｓｏｌｕｔｉｏｎ－［５］。其中Ｋ＋、Ｎａ＋无紫外吸收；Ｃｌ－、Ｂｒ－、ＳＯ２－在所ＨＣＯ３４选测定波长２２６ｎｍ处均无吸收；ＣＯ２－、ＨＣＯ－干扰很大，可加酸除去（图２）。３３试样中高浓度的Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋均对测定有干扰。取一定量标准Ｉ－储备液，加入不同浓度的Ｍｇ２＋或２＋，测定吸光度。结果显示，混合溶液的吸光度随Ｍｇ２＋或Ｃａ２＋浓度的增加线性增加，通过数据处理得Ｃａ到Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋对吸光度的干扰系数ｒ（即拟合直线斜率）分别为０．１５６、０．０５５（图３）。图２卤水中常见离子的紫外吸收光谱图３Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋浓度对Ｉ－吸光度的影响Ｆｉｇ．２Ｔｈｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓｐｅｃｔｒａｏｆｃｏｍｍｏｎｉｏｎｓｉｎｂｒｉｎｅ２＋２＋Ｆｉｇ．３ＥｆｆｅｃｔｏｆＭｇａｎｄＣａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅ１．ＫＩ；２．ＮａＨＣＯ－３；３．Ｎａ２ＣＯ３；４．ＭｇＣｌ２；５．ＣａＣｌ２；６．ａｂｓｏｒｂａｎｃｅｏｆＩｓｏｌｕｔｉｏｎｓＫＢｒ－；７．ＫＣｌ；８．Ｎａ２ＳＯ４．２＋、Ｃａ２＋的影响进行校正，具体校正方法为：利用图３中干扰系数ｒ（即拟合直线的斜率），可以对Ｍｇ（１）ＥＤＴＡ滴定法测定待测液中Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋浓度ｃ２＋、ｃ２＋（ｍｏｌ／Ｌ），测定待测液在２２６ｎｍ处的总吸光ＭｇＣａ２＋２＋度Ａ总；（２）根据公式ＡＭｇ２＋＝ｒｃ２＋（或ＡＣａ２＋＝ｒｃ２＋），计算出由Ｍｇ、Ｃａ引起的吸光度增量；（３）根据ＭｇＣａ２＋２＋－公式ＡＩ－＝Ａ总－ＡＭｇ２＋－ＡＣａ２＋，扣除Ｍｇ、Ｃａ的干扰，得到体系中Ｉ的吸光度，根据工作曲线计算出－含量。Ｉ２．４ＫＩ标准曲线的绘制配制０～０．２５０ｍｍｏｌ／Ｌ范围内的一系列ＫＩ溶液，测定吸光度，绘制标准曲线。实验表明：Ｉ－含量在－浓度呈良好线性关系，线性拟合方程为：Ａ＝１２．４１３ｃ＋０．００５～０．２００ｍｍｏｌ／Ｌ范围内时溶液吸光度与Ｉ４－１·ｃｍ－１。０．０３９，相关系数Ｒ＝０．９９９１，平均摩尔吸光系数ε＝１．３×１０Ｌ·ｍｏｌ为确定检出限，连续２０次测定空白溶液的吸光度，得出吸光度的标准偏差σ＝４．１０×１０－４，根据ＩＵ－－５ＰＡＣ推荐的检出限公式ＤＬ＝３σ／ｋ（ｋ为标准曲线的斜率），计算出该分析方法的检出限为９．９１×１０ｍｍｏｌ／Ｌ。２．５方法的精密度配制０．０２０、０．０４０、０．０６０、０．０８０、０．１０１ｍｍｏｌ／Ｌ的Ｉ－溶液，在２２６ｎｍ处测定吸光度，每个样品平行测定６次，相对标准偏差（ＲＳＤ）在０～０．７８９％之间。２３９ 第２期张慧芳等：紫外分光光度法快速测定溶液中微量碘离子第２７卷２．６样品分析［５］取油田卤水过滤后稀释一定倍数，在２２６ｎｍ处测定吸光度，采用ＥＤＴＡ滴定法、ＨＣｌ分步滴定法测定其中Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、ＣＯ２－、ＨＣＯ－的含量，依照２．３中方法将Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋的影响扣除，样品中不含３３２－、ＨＣＯ－，无需加酸；分别加入一定量的标准Ｉ－储备液进行加标回收率实验，回收率在９８．６５％～ＣＯ３３１００．０％范围内，测定结果如表１所示。表１样品测定结果及加标回收率Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅａｎａｌｙｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｒｅｃｏｖｅｒｉｅｓＳａｍｐｌｅＦｏｕｎｄ（ｍｍｏｌ／Ｌ）Ａｄｄｅｄ（ｍｍｏｌ／Ｌ）Ｔｏｔａｌｆｏｕｎｄ（ｍｍｏｌ／Ｌ）Ｒｅｃｏｖｅｒｙ（％）０．０２２０．０５２１００．００Ｏｉｌｆｉｅｌｄ０．０３００．０４４０．０７３９８．６５ｗａｔｅｒ０．０６６０．０９５９８．９６参考文献：［１］ＬＩＲｅｎ－ｙｕ（李人宇），ＬＩＹｏｎｇ－ｍｅｉ（李咏梅），ＺＨＯＵＪｉａ－ｈｏｎｇ（周家宏），ＷＥＩＦａｎｇ（韦芳）．ＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ（冶金分析）［Ｊ］，２００９，２９（５）：３１．［２］ＸＩＡＯＸｉｎ－ｆｅｎｇ（肖新峰），ＺＨＡＮＧＸｉｎ－ｓｈｅｎ（张新申），ＬＵＯＹａ－ｊｕｎ（罗娅君），ＣＨＥＮＧｕｏ－ｈｅ（陈国和），ＧＯＮＧＺｈｅｎｇ－ｊｕｎ（龚正君）．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈｗｅｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＩｎｓｔｉｔｕｔｅ（西南石油学院学报）［Ｊ］，２００６，２８（２）：６７．［３］ＹＡＮＴａｏ（阎涛），ＬＩＹａｎ（李燕），ＷＡＮＧＳｈｕ－ｐｉｎｇ（王淑萍），ＷＥＩＱｉｎ（魏琴）．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．）（济南大学学报（自然科学版））［Ｊ］，２００５，１９（１）：４１．［４］ＦＥＮＧＸｉａ－ｐｉｎｇ（奉夏平），ＹＥＸｉａｎｇ－ｐｉｎｇ（叶祥平），ＹＡＯＣｈｕｎ－ｙａｎ（姚春燕），ＺＥＮＧＸｉａｎ－ｙｕａｎ（曾宪远）．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎａｌｙｔｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅ（分析科学学报）［Ｊ］，２００９，２５（２）：２４１．［５］ＡｎａｌｙｓｉｓＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＱｉｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳａｌｔＬａｋｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ（中国科学院青海盐湖研究所分析室）．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＢｒｉｎｅａｎｄＳａｌｔｓ（卤水和盐的分析方法）［Ｍ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ（北京）：ＳｃｉｅｎｃｅＰｒｅｓｓ（科学出版社），１９８８：１，４７．ＲａｐｉｄＤｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＴｒａｃｅＩｏｄｉｄｅｉｎＳｏｌｕｔｉｏｎｓｂｙＵＶＳｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ１，２，ＬＩＵＨａｉ－ｎｉｎｇ１，２，ＧＵＯＭｉｎ１，２ＺＨＡＮＧＨｕｉ－ｆａｎｇ１，ＬＩＱｕａｎ１，ＷＵＺｈｉ－ｊｉａｎ＊１ＹＥＸｉｕ－ｓｈｅｎ（１．ＱｉｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳａｌｔＬａｋｅｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉｎｉｎｇ８１０００８；２．ＴｈｅＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｒａｐｉｄＵＶｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃｍｅｔｈｏｄｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｒａｃｅｉｏｄｉｄｅｃｏｎｔｅｎｔｉｎｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｌｉｎｅａｒｒａｎｇｅｏｆｉｏｄｉｄｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｔ２２６ｎｍｉｓ０．００５～０．２００ｍｍｏｌ／Ｌ．ＴｈｅｌｉｎｅａｒｆｉｔｔｉｎｇｅｑｕａｔｉｏｎｉｓＡ＝１２．４１３ｃ＋０．０３９ｗｉｔｈａｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆ０．９９９１．Ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｌｉｍｉｔｉｓ９．９０９×－５１０ｍｍｏｌ／Ｌ．ＴｈｅＲＳＤ（ｎ＝６）ｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓ０～０．７８９％．Ｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙｆｏｒｏｉｌｆｉｅｌｄｗａｔｅｒ＋，Ｎａ＋，Ｂｒ－，Ｃｌ－ｓａｍｐｌｅｉｓ９８．６５～１００．００％．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｏｌｕｔｉｏｎｐＨ，ａｎｄｔｈｅｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇＫａｎｄ２－２－－ＳＯ４ｉｏｎｓｄｏｎｏｔａｆｆｅｃｔｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｇｅｎｅｒａｌ．ＴｈｅｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇＣＯ３ａｎｄＨＣＯ３ｉｏｎｓｈａｖｅｍｕｃｈ２＋ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｂｙａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．ＴｈｅｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇＭｇａｎｄ２＋Ｃａｉｏｎｓｈａｖｅａｎｏｂｖｉｏｕｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｂｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｌｉｎｅａｒ２＋２＋－ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｂｓｏｒｂａｎｃｅａｎｄＭｇｏｒＣａｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｉｎｓｏｌｕｔｉｏｎｓｗｉｔｈａｆｉｘｅｄＩｃｏｎｔｅｎｔ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｒａｃｅｉｏｄｉｄｅｃｏｎｔｅｎｔｉｎｏｉｌｆｉｅｌｄｗａｔｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＵＶｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｙ；Ｉｏｄｉｄｅ；Ｏｉｌｆｉｅｌｄｗａｔｅｒ２４０'