催化动力学光度法测定微量元素铜（Ⅱ）

2016-10-10韩友

赤峰学院学报·自然科学版 2016年7期

关键词：缓冲溶液光度法动力学

韩友

（延安大学　化学与化工学院，陕西　延安　716000）

催化动力学光度法测定微量元素铜（Ⅱ）

韩友

（延安大学化学与化工学院，陕西延安716000）

基于在pH=11.0的NH3-NH4Cl缓冲溶液中，在邻菲啰啉存在下，铜（Ⅱ）对双氧水氧化紫脲酸铵的褪色反应具有催化作用，建立了催化动力学光度法测定微量元素铜（Ⅱ）的新方法.该方法的线性范围为0.01～0.15μg/mL，检出限为1.4×10-3μg/mL.对0.1μg/mL的铜（Ⅱ）进行11次测定，测得相对标准偏差为1.3%，用于样品（海带、延河水）中微量铜的测定，结果满意.

催化动力学光度法；铜；紫脲酸铵；双氧水

铜是生活中最常见的金属元素之一，且在人体内具有非常重要的作用［1-2］.目前测定铜离子的方法主要有电位滴定法［3］、分光光度法［4］、原子吸收法［5］、化学发光法［6］、极谱法［7］、电化学法［8］、差分脉冲极谱法［9］等.但由于催化动力学光度法具有设备低廉、成本低、操作简单、灵敏度高等优点，因而备受关注.本实验研究发现在pH=11.0的NH3-NH4Cl缓冲溶液中，在邻菲啰啉存在下，铜（Ⅱ）对双氧水（H2O2）氧化紫脲酸铵的褪色反应具有良好的催化作用，并由实验建立了催化动力学光度法测定微量铜的新方法，用于试样（海带、延河水）中所含微量铜的测定，结果满意.

1　实验部分

1.1主要实验仪器和试剂

722型分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；

铜（Ⅱ）标准储备溶液（1.0mg/mL）：准确称取0.629g CuSO4溶于水中后，加几滴H2SO4（1：1）酸化，待完全溶解后转入250mL的容量瓶中定容，摇匀，使用时稀释为1.0ug/mL的标准溶液.所用试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水.

1.2实验方法

取两支10mL比色管，分别加入1g/L紫脲酸铵2.50mL，pH=11.0的缓冲溶液1.00mL，3%的H2O21.00mL，邻菲啰啉1.50mL.向其中一支比色管中加入适量的Cu2+标准溶液（吸光度为A），另一支比色管中不加Cu2+标准溶液（吸光度为A0），分别定容、摇匀.同时置于50℃恒温水浴锅加热3min，取出后迅速用流水冷却至反应终止.本实验以蒸馏水为参比，用1cm的比色皿，于波长520nm处分别测定吸光度A 和A0，并计算ΔA=A0-A值.

2　实验结果与讨论

2.1吸收曲线

由实验方法分别配制催化与非催化体系，以蒸馏水为参比，于不同波长处，分别测定两体系的吸光度，绘制吸收曲线（见图1），结果表明：曲线2高于曲线1许多，可知Cu2+对H2O2氧化紫脲酸铵的反应具有很好的催化作用；两吸收曲线的最大值均在520nm处，且此处的ΔA值最大，说明在该波长处催化作用最为明显.因此选用520nm为测量波长.

图1　吸收曲线

2.2反应条件的选择

2.2.1酸度的影响

实验结果表明，选用NH3-NH4Cl缓冲溶液pH=11.0时，ΔA值最大，故本实验选用pH=11.0的缓冲溶液.

2.2.2缓冲溶液用量的影响

实验结果表明，NH3-NH4Cl缓冲溶液的用量在0.50mL～2.00mL时，ΔA值先增大后减小，当缓冲溶液用量为1.00mL时，ΔA值达到最大，故本实验选用1.00mL pH=11.0的缓冲液.

2.2.3紫脲酸铵用量的影响

由实验知，随着紫脲酸铵用量的增大，ΔA值也呈现增大的趋势，当增大到2.50mL时，ΔA值达到最大，当再增加紫脲酸铵的用量时，ΔA值就会下降，故本实验选用紫脲酸铵溶液的体积为2.50mL.

2.2.4过氧化氢用量的影响

实验结果表明，当H2O2的用量在0.50mL时，其ΔA值最大，故本实验选用0.50mL3%的H2O2溶液.

2.2.5表面活性剂及其用量的影响

按照实验方法，分别加入三已醇胺、十二烷基硫酸钠、溴化十二烷基吡啶、氨三乙酸、邻菲啰啉等不同种类的表面活性剂.结果表明，当加入邻菲啰啉时，所测的ΔA值较大，进一步实验发现，当邻菲啰啉的用量为1.50mL时，所测ΔA达到最大值，故本实验选择1.50mL的邻菲啰啉做表面活性剂.

2.2.6反应温度及其时间的影响

按照实验方法考察反应温度和时间对ΔA值影响.由实验知，当反应温度由30℃逐渐升至70℃时，反应速率先加快后减慢，当温度控制在50℃时，速率最快，ΔA值也最大；改变反应时间后发现，体系反应1min就开始慢慢褪色，到达3min时，ΔA值达最大值，3min后，ΔA值开始下降，故本实验选在50℃水浴中、反应时间为3min的条件下进行，并用流水冷却法终止反应，最终体系可稳定15分钟左右.

2.2.7工作曲线

实验结果表明，当Cu2+的浓度在0.01～0.15μg/mL时与ΔA值符合朗伯-比耳定律，线性回归方程：ΔA＝0.5762 CCu2++0.0442.式中Cu2+的单位是μg/10mL相关系数R=0.9984.对0.1μg/mL的Cu2+平行进行11次测定，所得相对标准偏差为1.3%，进行同等次数的空白试验，测得A0值的标准偏差Seb=0.00268，由空白试验标准偏差的3倍除以工作曲线斜率可得出检出限为 CL=3×Seb/K=1.4× 10-3μg/mL.

2.2.8实验中干扰离子的影响

按实验方法，对0.1μg/mL Cu2+进行测定，相对误差可控制在≤±5%内，下述共存离子不干扰测定（倍数）：K+，Na+，F-，NO3-，Ba2+，S2O32-，I-（1000）；Ag+（500）；Ca2+，Mg2+（200）；Ni2+（20）；Bi+（15）；Pb2+，Co2+，Al3+（10）；Zn2+，Cr（Ⅵ）（5）；Mn2+，Fe3+（＜1），加入F-后可消除干扰.