光度法测定钒的进展

常世科 陈建祥

（巢湖学院化学与材料科学系，安徽 巢湖 23800）

光度法测定钒的进展

常世科 陈建祥

（巢湖学院化学与材料科学系，安徽 巢湖 23800）

对近年来光度法测定铜的某些进展进行了综述,介绍了国内经典分光光度法、催化动力学光度法、流动注射光度法及计算光度法在各种样品中微量钒测定中的应用。

钒；光度法；综述

钒是人体内必需的微量元素之一,具有类胰岛素作用,适量的钒有利于身体健康,但含量过多或过低都会引起某些器官的病变而出现不适症状，而它的营养价值和毒性仅相差一个很小的浓度范围。钒在医学、冶金、机械等领域具有重要的使用价值，因此，准确测定水、食品、药品，合金钢等样品中微量、痕量钒具有重要意义。近年来,随着新分析试剂合成，新分析体系建立和新分析测试技术的发展而使钒测定方法各具特色。文章侧重介绍近年来钒光度分析在国内的某些进展，从经典分光光度法、催化动力学分光光度法、流动注射分光光度法及计算分光光度法进行综述。

1 经典分光光度法

经典光度法测钒报道较多。随着新显色剂的不断问世，以及表面活性剂的使用，使得测定方法的选择性、灵敏度和试剂的水溶性都有所提高。经典分光光度法测定钒的研究见表1。[1-18]

对于钒含量低的样品，经常采用分离富集，然后进行测定。杨晓东等[19]采用2-（5-溴-2-吡啶偶氮）-5-二乙基氨基苯酚（5-Br-PADAP）为螯合剂，Triton X-114为非离子表面活性剂，建立了浊点萃取分离富集分光光度法测定微量钒的新方法。探讨了溶液pH值，试剂浓度和平衡温度等实验条件对浊点萃取及测定灵敏度的影响，在优化的条件下，富集50 mL样品溶液得到了良好的实验结果；检出限为0.099 μg·mL-1，富集倍率为45.6，方法用于水样中测定微量钒的测定，结果满意。李全民等[20]建立了以微晶酚酞作为吸附剂分离富集环境水样中痕量钒的新方法。研究表明，当pH值在3.7～7.0时，溶液中以V3O93-存在形式为主的钒与乙基紫阳离子（EV+）形成的离子缔合物（V3O93-）·（EV+）3能被微晶酚酞定量吸附，在钒被富集的同时并能使其与常见阳离子 Co （Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Al（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）、Pb（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）、Cr（Ⅲ）等完全分离，在 1.0 L 不同环境水样中加入 5.0 mL 1.0×10-3 mol?L-1 EV+及1.0 mL 0.10 mol·L-1HCl（调溶液pH值约为4.0）和5.0 mL 15.8%的酚酞乙醇溶液，搅拌约50 min，能够使水样中的痕量钒得到很好的富集。富集因数达100～200倍，回收率在98.0%以上，RSD为1.1%～2.3%。李慧芝等[21]研究了1,2-二羟基蒽醌-3-磺酸钠与钒（Ⅴ）的显色反应，建立了测定钒的光度分析方法，在pH 4.0的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中，在溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）存在下，1,2-二羟基蒽醌-3-磺酸钠与钒（Ⅴ）反应生成摩尔比为2:1稳定络合物，该络合物可用阳离子交换树脂固相萃取柱富集，吸附柱上富集的络合物用乙醇洗脱后用分光光度法测定，方法用于合金、矿石、粉煤灰中钒的分析，相对标准偏差小于3%，加标回收率为96%～105%。崔永春等[22]用新试剂2-（2-喹啉偶氮）-1，3-二羟基苯（QADHB）与钒的显色反应及C18固相萃取小柱对显色络合物的固相萃取，建立了一种测定环境样品中痕量钒的新方法：在pH 3.5的柠檬酸-氢氧化钠缓冲介质中，溴化十六烷基三甲基铵(CTMAB)存在下，QADHB与钒反应生成2:1稳定络合物，该络合物可用C18固相萃取小柱富集，小柱上富集的络合物用乙醇内含乙酸洗脱后用分光光度法测定。在富集后的测定液中，络合物最大吸收波长 552 nm，摩尔吸光系数 ε=8.9×104L·mol-1·cm-1，钒含量在 0～10 μg/mL内符合比尔定律。 方法用于几种环境样品中钒的分析，结果令人满意。

表1 分光光度法测定钒(Ⅴ)的应用

2 催化动力学光度法

催化动力学光度法是测定钒最常用的方法之一。催化动力学光度法具有较高的灵敏度，并且检测仪器操作简单、价格低廉，检出限低等特点而倍受人们的关注，在钒的光度分析中已被广泛应用。有关催化动力学光度法测定钒的应用见表2。[23-34]

表2 催化动力学光度法测定钒

3 流动注射光度法

流动注射光度法是一种以非平衡态为特征的新型分析方法，流动注射分析(FIA)摆脱了平衡理论的束缚，具有分析速度快、精密度高、节省试剂的特点，在光度分析中得到泛应用。[35]赵珍义等[36]在自行研制的一套流动注射分析装置上，实现了导数光度法测定金属矿样中钒含量。利用二安替比林基-(对二甲氨基)苯基甲烷与钒显色的适宜条件（λmax=552 nm），一次注样产生两个拐点导数光度值（△A），进样频率为110次/h，钒含量在0～0.18 μg/mL符合比尔定律。柴红梅等[37]采用流动注射与催化动力学光度法相结合，研究了在H3PO4介质中微量钒（Ⅴ）催化溴酸钾氧化吡啶偶氮变色酸试剂-2-（5-硝基-2-吡啶偶氮）-1，8-二羟基萘-3，6二磺酸（简称5-NO2-PACA）褪色反应，建立了测定微量钒的新方法。该方法线性范围为0.02～0.20 μg/mL，检出限为4.1×10-6 g/L，方法已用于水中微量钒的测定。

4 计量光度法

计算光度法同时测定多组分研究很活跃，但有关钒与其它多组分同时测定研究报道则较少。申明金[38]对铁（Ⅲ）、镍（Ⅱ）、钒（Ⅴ）、铜（Ⅱ）及钴（Ⅱ）五种金属离子分别与 2-（5-溴吡啶偶氮）-5-二乙氨基苯酚（5-Br-PADAP）在OP存在下且在pH3.5的乙酸盐缓冲溶液中的的显色反应进行了研究。结果表明，每一离子与5-Br-PADAP螯合物的吸收光谱严重重叠，使各元素的光度测定受到相互严重干扰。将模糊聚类-偏最小二乘算法应用于此反应体系的计算，使光谱重叠及光度分析计算中的校正模型的优化问题得到有效的解决。在最佳反应条件下并应用模糊聚类-PLS算法，可实现上述5种元素的同时光度测定。用5个模拟样进行回收率试验，5个元素的回收率结果在93.3%～105.5%之间。将此方法应用于原油样品中5种元素的测定，所得结果与AAS法所测得结果相符。王莉蓉等[39]在pH为3.0的氯乙酸-氯乙酸钠的缓冲溶液中，Cu（Ⅱ）、V（Ⅴ）、Ti（Ⅳ）均与氯磺酚S发生高灵敏度的显色反应，生成稳定的蓝色络合物，其最大吸收波长λmax分别为铜644 nm、钒644 nm和钛654 nm，吸收光谱严重重叠，仅用常规的分光光度法很难分别对其进行测定。申明金[40]应用主成分分析法（PCA）和偏最小二乘法（PLS）结合分光光度法计算，对钢铁中微量钒、铜、钛进行了同时测定，取得了满意的结果。石油产品样品经燃烧和灼烧除去碳氢化合物后，用稀盐酸溶解残渣，分取部分样品溶液用5-Br-PADAP作显色剂，对其中铁、镍、钒、钴的含量进行分光光度法同时测定。用试剂空白作参比溶液，在540～620 nm波长范围内每隔2 nm测定一次吸光度。所得数据用小波变换法处理以滤去分析信号中的噪声，然后用最小二乘支持向量机（LSSVM）算法解析所得分析数据。结果表明：LSSVM算法具有计算速度快，结果准确及泛化性能好等特点。用模拟样品对LSSVM算法进行预测，测得上述4元素的回收率在96.0%～103.5%之间。应用于分析实样时，所测得4元素结果与原子吸收光谱法的测得结果一致，所得结果的相对标准偏差（n=8）均小于4%。

随着科学技术的不断发展，新显色体系的建立以及新分析测试技术的应用，更多灵敏度高、选择性好以及自动化程度高的分析新方法必将问世，钒的光度分析必将达到更高的新水平。

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SOME PROGRESS OF THE PHOTOMETRIC DETERMINATION OF VANADIUM

CHANG Shi-ke CHEN Jian-xiang
（Chaohu college， Anhui Chaohu 238000）

Some progress of the photometric determination of vanadium in China during recent years was reviewed，introducing the application of classical spectrophotometry，catalytic kinetic spectrophotometiy，flow injection spectrophotometiy，chemometric spectrophotometiy to the determination of trace vanadium in some samples in China.

vanadium； spectrophotometiy； review

O657.3

A

1672-2868（2010）06-0089-05

2010-09-25

常世科（1966-），男，安徽巢湖人。研究方向：分析化学。

责任编辑：宏 彬