浊点萃取—火焰原子吸收光谱法测定面粉中痕量铬

王尚芝，孟双明，关翠林，贾淑梅

（山西大同大学化学与化工学院，山西大同037009）

浊点萃取—火焰原子吸收光谱法测定面粉中痕量铬

王尚芝，孟双明，关翠林，贾淑梅

（山西大同大学化学与化工学院，山西大同037009）

以1，3-二（4-硝基苯氨基重氮）苯（BNPADB）为络合剂，利用非离子表面活性剂TritonX-114对痕量铬进行浊点萃取富集后用火焰原子吸收光谱法测定铬的含量。探究了溶液的pH、络合剂用量、表面活性剂用量、缓冲溶液、平衡温度等实验条件的影响。在优化条件下测定铬的检出限为5.9 ng/mL，富集倍数为18倍（10 mL溶液）。将该方法用于面粉中痕量铬的测定，得到了满意的结果。

铬；浊点萃取；火焰原子吸收光谱法；面粉

铬是生物体所必需的微量元素之一，铬缺乏症可引起动脉粥样硬化等多种疾病，影响糖类及脂类代谢[1-2]。面粉中铬的含量比较低，不能直接测定，在测定前需要进行富集来提高测定灵敏度。液-液萃取法是常用的分离富集方法，但传统的液—液萃取[3]有使用有毒的有机试剂、富集倍数低、操作复杂繁琐、污染环境等缺点。浊点萃取（简称CPE）是近年发展起来的一种新兴的、环保的液-液萃取方法[4-5]，它不使用挥发性有机试剂，对环境不产生污染[6-7]，与其他的仪器分析测定方法联用被成功地运用到了多种金属元素的分离富集[8]。

我们以 1，3-二（4-硝基苯氨基重氮）苯（BNPADB）为络合剂（结构见图1），非离子表面活性剂TritonX-114为萃取剂，浊点萃取面粉中的痕量铬，通过火焰原子吸收光谱法测定富集在表面活性剂相中的铬含量。

图1 BNPADB的结构

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

AA-6800型原子吸收分光光度计（日本岛津公司）；pHS-3C型pH计（上海大普仪器有限公司）；铬空心阴极灯（北京曙光明电子光源仪器有限公司）。

铬标准溶液：1 000μg/mL（国家标准物质研究中心），铬工作溶液由标准储备液稀释成5μg/mL；BNPADB（按照文献[9]合成）乙醇溶液：φ=0.02％，称取 0.016 0 g，用无水乙醇溶解并定容至100mL；TritonX-114：25 g/L，称取2.5 g TritonX-114，用高纯水稀释并定容至100mL；硝酸乙醇溶液：0.1mol/L，移取1.70mL的发烟硝酸于100mL的干燥烧杯中，用95％的乙醇将其稀释并定容至250mL；缓冲溶液：pH=4～6.5，用0.1mol/L的氢氧化钠和0.2 mol/L的邻苯二甲酸氢钾配制；pH=7～9.5，用0.1mol/L的氢氧化钠和0.2mol/ L的硼酸-氯化钾配制。上述所用试剂均为优级纯或分析纯，实验用水为高纯水（18.2 MΩ·cm）。

1.2 仪器工作条件

波长357.9 nm，灯电流4mA，光谱通带0.5 nm，燃烧器高度9mm，空气流量6.0 L/min，乙炔气流量2.8 L/min。

1.3 实验方法

移取1.00mL的5μg/mL铬工作溶液到10mL的离心管中，依次加入BNPADB溶液 1.5 mL、TritonX-114溶液0.5 mL、pH=9.0的缓冲溶液3.0mL，用高纯水定容至10mL，摇匀，在70℃恒温水浴锅中，加热10min后，趁热以2 000 r/min的转速离心15min使分相。冷却后弃去上层清液，然后将表面活性剂相用0.1mol/L的硝酸-乙醇溶液溶解并定容至2.0mL，摇匀后在火焰原子吸收分光光度计上测定铬的吸光度。

1.4 样品处理

将面粉在100℃下烘干4 h后取出，准确称量10 g，置于250mL烧杯中，加硝酸和高氯酸（3∶1）混合酸20mL，加热。如果不能消解完全，可适量添加混酸，直至白烟冒尽溶液变澄清，将余酸加热至近干，用高纯水溶解析出的晶体后定容至100mL。利用标准加入法，按上述实验方法在最优化条件下对样品进行测定。

2 结果与讨论

2.1 pH值的影响

pH值的大小主要影响金属离子与络合剂所形成的络合物的稳定性，因此pH值将影响浊点萃取的萃取率。试验 pH在 4～9.5范围内对铬与BNPADB络合物萃取率的影响，结果表明当溶液的pH在8.5～9.5范围内时其吸光度较大且保持恒定，实验选择pH=9.0。

2.2 缓冲溶液用量的影响

缓冲溶液用量的大小主要影响络合物形成的pH环境的稳定性，若缓冲液的用量太少，降低缓冲溶液的缓冲作用，进而影响到萃取效果。试验不同用量的pH=9.0的缓冲溶液对萃取率的影响，发现当缓冲溶液用量在2.5～3.0mL时吸光度保持恒定，实验选择用量为3.0mL。

2.3 络合剂BNPADB用量的影响

按照实验方法试验不同用量络合剂对萃取率的影响，发现随着络合剂用量的增大吸光度增加，对于1.00 mL的5μg/mL铬溶液当络合剂用量在1.0～2.0 mL时吸光度最大且稳定，实验选择络合剂用量为1.5 mL。

2.4 TritonX-114用量的影响

TritonX-114用量太大时，溶液黏度大，在火焰原子吸收分光光度计上测定时溶液提升量降低，吸光度减小，且易堵塞仪器的进样管，测定的精密度降低；用量太小时，萃取率下降。实验表明用量在0.4～0.7 mL时吸光度保持恒定，实验选择表面活性剂的用量为0.5mL。

2.5 平衡温度的影响

在保证萃取完全的前提下，应该采取较低的水浴温度，实验考察了不同的平衡温度对萃取率的影响，结果表明平衡温度在70℃，平衡时间为10min时吸光度达到最大。

2.6 干扰及其消除

在1.00 mL 5μg/mL的铬溶液中加入不同的离子进行干扰实验，在上述优化条件下以相对误差不超过±5％为限，1 000倍的Na+，K+，Cl-，，，5倍的Cu2+，20倍的 Fe2+不干扰测定。Mg2+，Ca2+的存在对铬的测定干扰较大。可能是由于Mg2+，Ca2+在火焰中会生成固体的碳酸盐颗粒，这些固体碳酸盐颗粒会散射来自其光源的入射辐射，从而使吸收信号产生一个较明显的增值，所以可使用氘灯校正背景来消除干扰。

2.7 分析特性

在优化实验条件下，按照上述实验过程对空白溶液平行测定11次，根据3倍标准偏差除以工作线的斜率计算出方法的检出限为5.9 ng/mL。

对0.5μg/mL的铬工作液按上述实验过程平行测定6次，测得其相对标准偏差（RSD）为2.5％。

将10 mL 0.5μg/mL的铬工作液按上述实验方法测定吸光度，和直接测定得到的吸光度值比较，得富集倍数为18倍。

2.8 标准加入法测样品中铬的含量

移取5.00mL的样品溶液5份于10mL的离心管中，然后分别加入0.00，0.10，0.20，0.40，0.80mL的5μg/mL铬工作溶液，按照上述实验方法在最优化条件下对面粉中铬进行测定，以吸光度A为纵坐标，铬标液的浓度c为横坐标绘制标准曲线，标准加入法的线性回归方程为A=0.815 c+0.024 8，相关系数为r=0.999 2，计算出面粉样品中铬的含量为9.17μg/g。

3 结论

浊点萃取是对痕量金属离子分离富集的一种简单、安全且行之有效的方法。溶剂用量少，不使用污染大的有机试剂，符合绿色环保要求。表面活性剂TritonX-114具有较低的浊点温度、密度高有利于离心分离等优点。该方法用于面粉中痕量铬的测定，检出限低，精密度高。

[1]王夔.生命科学中的微量元素[M].2版.北京：中国计量出版社，1996.

[2]朱建华，王莉莉.不同价态铬的毒性及其对人体的影响[J].环境与开发，1997，12（3）：46-48.

[3]陈景文，曹淑红，钱晓荣.含铬电镀废水的萃取分离研究[J].化工环保，2001，21（6）：311-315.

[4]Fathi S A M，Yaftian M R.Cloud point extraction and flame atomic absorption spectrometry determination of trace amounts of copper（II）ions in water samples[J].Colloid and Interface Science，2009，334：167-170.

[5]Nuray S，Arpa C.Cloud point extraction for the determination of trace copper in water samples by flame atomic absorption spectrometry[J].Microchim Acta，2008，162（1-2）：107-112.

[6]Xiao S M，Chen J K，Wu X H，et al.Determination of cadmium in water samples by graphite furnace atomic absorption spectrometry after cloud pointextraction[J].Analytical Chemistry，2007，62（1）：42-45.

[7]Shokrollahia A，Ghaedia M，Hossainia O，et al.Cloud point extraction and flame atomic absorption spectrometry combination for copper（II）ion in environmental and biological samples[J].HazardousMaterials，2008，160：435-440.

[8]GhaediM，Shokrollahi A，Niknam K，etal.Cloud point and flame atomic absorption spectrometric determination of cadmium（II），lead（II），palladium（II）and silver（I）in environmental samples[J].Hazardous Materials，2009，168：1022-1027.

[9]孟双明，王斌，樊月琴，等.1，3-二（4-硝基苯氨基重氮）苯的合成及其与镍II的显色反应[J].冶金分析，2008，28（8）：16-18.

〔责任编辑 杨德兵〕

Determ ination of Trace Amouts of Chrom ium in Flour Sam p les by Flame Atom ic Absorption Spectrometry after Cloud Point Extraction

W ANG Shang-zhi，M ENG Shuang-ming，G UAN Cui-li，J IA Shu-mei
（School of Chemistry and Chemical Engineering，ShanxiDatong University，Datong Shanxi，037009）

A new cloud point extraction-flame atomic absorption spectrometric（CPE-FAAS）method has been developed for the determination of trace Chromium.1，3-bis（4-nitrophenylamino-diazo）benzene（BNPADB）was selected as the complexing agent and TritonX-114 as the surfactant.The effect of experimental conditions such as pH，the concentration of complexing agent，the concentration of surfactant，pH concentration，equilibration temperature on the extraction recovery were discussed，and these conditions were optimized gradually.The test for the interferential ions that probably exist was conducted，under the optimal conditions，the detection limit of Chromium was 5.9 ng/mL，the enrichment factor was 18 for Chromium（10 mL）.Themethod was used for determination of trace amounts chromium in flour samples，and satisfactory resultswere obtained.

chromium；cloud pointextraction；flame atomic absorption spectrometry；flour

O657.31；K897.22

A

1674-0874（2012）03-0032-03

2012-03-15

山西大同大学校级科研项目[2011K2]

王尚芝（1968-），女，副教授，山西广灵人，研究方向：原子光谱分析。