双峰双波长分光光度法测定沋河水中的痕量铅

邱小香

(1渭南师范学院化学与生命科学学院，陕西渭南714000;2陕西省多河流湿地生态环境重点实验室，陕西渭南714000)

铅是可在人体和动植物组织中蓄积的有毒金属.其对人类和其他生物的主要毒性效应是导致贫血、神经机能失调和肾损伤.铅的主要污染源是蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀工业等部门排放的废水［1］.因此，监测及分析水体中铅含量有重大的实际意义.测定水体中铅的方法有紫外—可见分光光度法、原子荧光法、原子吸收光谱法［2－3］、单波长二甲酚橙分光光度法［4－5］等，应用较多的双硫腙分光光度法选择性不高、灵敏度低，且使用剧毒氰化物作掩蔽剂.文章基于Pb(Ⅱ)与二甲酚橙(Xylenol Orange，XO)在溶液形成1∶1型的紫红色配合物(Pb-XO)建立了双峰双波长分光光度法直接测定了水样中铅的含量，与单波长光度法相比，其灵敏度显著增加.

1 方法原理

对某一个络合位显色反应：M+nR=MRn，当络合物MRn和显色剂R分别在某一波长下都有最大吸收时，以络合物的最大吸收波长λ2作为测定波长，而以显色剂R的最大吸收波长λ1作为参比.假设待测金属离子的总的分析浓度为cM，在λ1和λ2处各组分的摩尔吸收系数分别为.若此络合反应的完全程度很高，则反应达到平衡时消耗的显色剂的总量为ncM，那么用双峰双波长分光光度法测得吸光度△A为：

从以上方程得出，ΔA与待测组分M的浓度cM呈正比，据此可求出M的含量.

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

仪器：UV－2000型紫外—可见分光光度计，PHS－3C型酸度计，分析天平.

试剂：0.1g/L铅标准储备液：准确称取0.1599g Pb(NO3)2于烧杯中，并向烧杯中加入约200mL的去离子水溶解，再加入约10mL浓硝酸溶液，后定量转移至1000mL容量瓶中，用二次去离子水定容至刻度，摇匀.

1.0g/L二甲酚橙(XO)溶液：准确称取0.1000g XO于烧杯中，向其中加入少量去离子水溶解，然后加入少量盐酸，定量转移至100mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度.XO溶液要现用现配.醋酸—醋酸钠缓冲溶液.

以上试剂均为分析纯，实验用水为二次去离子水.

2.2 实验方法

准确移取20mL质量浓度为5mg/L Pb2+的标准溶液于50mL比色管中，然后向此比色管中依次加入1.0g/L二甲酚橙溶液2.00mL，pH为5.8的HAc-NaAc缓冲溶液4.00mL，用二次去离子水稀释至刻度，摇匀，静置10min后，以二次去离子水为参比，用1cm的比色皿，于波长λ1(435 nm)处，波长λ2(575nm)处分别测定铅标准溶液和显色剂R(二甲酚橙)的吸光度，并计算出 ΔA.

3 实验结果讨论

3.1 吸收光谱的绘制

按上述实验方法配制好溶液，以二次去离子水为参比，在波长为400～800nm范围内对铅—二甲酚橙络合物和显色剂进行波谱扫描，得到其相应的吸收光谱，如图1所示.由图1看出铅—二甲酚橙络合物和显色剂两者的最大吸收峰处于明显不同的波长段，显色剂XO最大吸收峰在435nm处，设为λ1，Pb-XO体系的最大吸收波长为575nm，设为λ2.

图1 XO，Pb-XO体系吸收光谱

3.2 实验条件的选择

3.2.1 溶液pH值及缓冲液用量的选择

在保持Pb2+与XO浓度、显色温度、显色时间等条件不变的情况下，用HAc-NaAc缓冲溶液调节体系的pH值，分别测定某pH值下对应吸光度ΔA值.结果如图2所示.结果表明：在HAc-NaAc缓冲溶液用量为3.2～5.0mL，反应体系的pH为5.8时，相对吸光度ΔA达到最大且趋于稳定.故实验选用pH为5.8的HAc-NaAc缓冲溶液，用量为4.00mL.

3.2.2 显色剂用量对吸光度的影响

保持其他条件不变，按照上述实验方法，逐渐改变XO用量，并测定对应的吸光度，其实验结果见图3.由图3可看出，吸光度△A值随着XO溶液用量的增加而逐渐增大，当1.00g/L XO用量在2.00mL时，吸光度△A值最大.故实验选择1.0g/L XO溶液2.00mL.

3.2.3 显色时间对吸光度的影响

在其他条件不变的情况下，在不同显色时间测定其对应的吸光度△A值，实验结果表明：向含有铅离子的溶液中加入XO溶液后，溶液立即显色，其吸光度值至10min后达到最大.故实验选择显色时间为10min.

3.3 标准曲线绘制

在优化实验条件下，按实验方法作ΔA对不同浓度的Pb2+标准溶液的标准曲线.如图4所示.

图4 Pb测定的标准曲线

用该法做11次空白试验的标准偏差Sb=0.002，本法与单波长法比较结果如表1所示.

表1 两种方法的比较

3.4 共存离子的影响

在优化实验条件下，对10.0μg/mL的Pb2+进行了测定，当允许误差小于±5%时，用1.0 mol/L硫脲2mL掩蔽Cu2+、Hg2+;用1.00mL 0.2mol/L柠檬酸三铵掩蔽Al3+和Fe3+;其他共存离子的允许量(以ug计)：等不干扰铅的测定.250 倍、350 倍 Na+、300 倍 Ba2+、150 倍Ca2+、300 倍 Mg2+、350 倍 Zn2+.

3.5 样品分析

依次用10%的硝酸洗液、自来水、二次去离子水将聚乙烯瓶洗涤干净后，采集沋河水样约2000mL.吸取100mL水样于250mL锥形瓶中，向其中加入5mL浓硝酸，加热蒸发至近干，冷却后用0.2%硝酸溶解残渣，待残渣完全溶解后定量移入100mL容量瓶中，再用二次去离子水定容至刻度，待测定.准确移取上述水样10.00mL于50mL比色管中进行精密度实验和加标回收试验.并将此法与单波长法结果进行了比较，结果见表2.

表2 样品分析结果(n=6)

4 结语

本实验采用双峰双波长分光光度法测定了渭南沋河水中的痕量铅，其含量为：3.763ug/mL.结果准确可靠，方法简便易行，对于水的铅污染检测提供了更好的检测方法.

［1］Toplan S，Zcelik O D，Gulysasar T，et al.Trace elements［J］.Medboil，2004，18(2)：178 －182.

［2］庄会荣，吕庆淮.双波长分光光度法的研究进展［J］.理化检验·化学分册，2007，43(7)：607－610.

［3］郜洪文.多波长分光光度法分析悬浊液［J］.分析仪器，1992，(2)：47 －52.

［4］杜恒宇，张中旗，张永宁，等.二甲酚橙与铅(Ⅱ)配合物显色反应的研究及应用［J］.宝鸡文理学院学报(自然科学版)，2009，29(1)：35 －40.

［5］杨志洁，郭洁，杜建华，等.用二甲酚橙显色快速测定植物叶上的铅含量［J］.理化检验·化学分册，2000，36(9)：412－414.