偶氮氯膦Ⅲ双波长分光光度法测定奶粉中的Fe(Ⅲ)

2016-10-16杨智，王芳，江虹

分析科学学报 2016年3期

杨智，王芳，江虹

(长江师范学院化学化工学院，重庆 408100)

铁是人体内含量最丰富的必需矿物质微量元素，它对机体的新陈代谢起着重要的调节作用。目前，食品中Fe(Ⅲ)的测定主要是原子吸收法[1,2]和分光光度法[3 - 6]，也有荧光法[7]、化学发光法[8]等的报道。原子吸收法所需仪器价格较贵，检测成本较高。分光光度法测Fe(Ⅲ)的研究较多，主要是直接显色光度法、催化分光光度法和氧化分光光度法。由于分光光度法所用仪器价廉、操作简便，且有较高灵敏度，一直以来受到人们的青睐而得到广泛应用。

本工作以酸性双偶氮染料偶氮氯膦Ⅲ作为显色剂，用双波长分光光度法来研究Fe(Ⅲ)的测定，建立了Fe(Ⅲ)的快速检测方法。该方法的表观摩尔吸光系数和线性范围比文献方法[6,7]更好，用于奶粉中铁含量的测定，回收率为97.6%～101%，相对标准偏差为1.7%～2.1%。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

U-3010型紫外-可见分光光度计(日本，日立公司)；pHS-3C精密酸度计(上海虹益仪器仪表有限公司)。

Fe(Ⅲ)标准溶液：准确称取0.2410 g NH4Fe(SO4)2·12H2O，置于烧杯中，加少量水和20 mL 1∶1的H2SO4，溶解后，定量转移到500 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，即得55.85 mg/L Fe(Ⅲ)标准贮备液，取此液稀释10倍，即配成5.585 mg/L Fe(Ⅲ)工作液；偶氮氯膦Ⅲ(CAPⅢ；中国医药(集团)上海化学试剂公司)溶液：1.00×10-3mol/L。Tris(三羟甲基氨基甲烷)-HCl缓冲溶液：0.10 mol/L的HCl和0.20 mol/L Tris溶液混合，用酸度计测定，配成pH=3.0～8.5的系列缓冲溶液。试剂均为分析纯，实验用水为二次蒸馏水。

1.2 实验方法

于10 mL具塞比色管中，准确加入一定量的5.585 mg/L Fe(Ⅲ)标准溶液或样品溶液，然后加入pH=3.35 的Tris-HCl缓冲溶液1.00 mL 和1.00×10-3mol/L偶氮氯膦Ⅲ溶液2.50 mL，用水稀释至刻度，摇匀，20 min后，用1 cm比色皿，以试剂空白作参比，扫描吸收曲线，然后以530 nm作为参比波长，670 nm作为测定波长，测量溶液的吸光度A。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

图1 吸收光谱Fig.1 Absorption spectra1.Fe(Ⅲ)(0.558 mg/L),against water;2.CAPⅢ(2.50×10-4 mol/L),pH=3.35,against water;3-9.Fe(Ⅲ)(0.279,0.558,0.838,1.12,1.40,1.68,1.96 mg/L)-CAPⅢ(2.50×10-4 mol/L),pH=3.35,against reagent blank.

从图1可知，单独的Fe(Ⅲ)溶液在可见光区几乎无吸收，偶氮氯膦Ⅲ溶液在可见光区产生强烈吸收，其最大吸收波长为570 nm。当在Fe(Ⅲ)的酸性溶液中加入偶氮氯膦Ⅲ溶液后，二者反应生成的螯合物出现两个明显的正吸收峰和一个明显的负吸收峰。其最大正吸收峰的波长位于670 nm，较偶氮氯膦Ⅲ溶液的吸收波长红移100 nm，次大正吸收峰波长位于612 nm，红移42 nm；其最大负吸收波长位于530 nm，紫移40 nm。表明Fe(Ⅲ)与偶氮氯膦Ⅲ反应后确实生成了新物质。但只有在670 nm 和530 nm处，一定浓度范围的Fe(Ⅲ)才与体系的吸光度呈线性关系。故以530 nm 为参比波长，670 nm为测定波长，用双波长法测定，Fe(Ⅲ)的浓度与体系的吸光度服从比尔定律，可用于Fe(Ⅲ)的定量分析。

2.2 反应条件的选择

2.2.1溶液酸度试验了不同pH值的Tris-HCl缓冲溶液对体系吸光度的影响。结果表明：pH值在3.3～6.8时，体系有较大的吸光度。实验选用pH=3.35的Tris-HCl缓冲溶液，适宜用量为1.00 mL。

2.2.2偶氮氯膦Ⅲ溶液的浓度试验了CAPⅢ溶液浓度对体系吸光度的影响。结果表明：CAPⅢ溶液的浓度在(2.20～3.00)×10-4mol/L范围内，体系的吸光度相对较大，当CAPⅢ溶液的浓度在该浓度范围外时，体系吸光度均有不同程度的下降。实验选用2.50×10-4mol/L CAPⅢ溶液。

2.2.3试剂加入顺序试验了CAPⅢ、Fe(Ⅲ)及Tris-HCl溶液在不同加入顺序时对体系吸光度的影响。结果表明：以任何顺序加入试剂，基本不影响体系的吸光度。故试剂可以任何顺序加入。

2.2.4反应时间及缔合物的稳定性试验了不同反应时间对体系吸光度的影响。结果表明：CAPⅢ与Fe(Ⅲ)溶液在20 min内即可反应完全，至少稳定1.5 h。实验选在20 min后测定。

2.3 标准曲线和相关参数

图2 标准曲线Fig.2 Standard curve

按实验方法配制标准系列溶液并扫描吸收光谱，作双波长法的A-c标准曲线(图2)。结果显示：Fe(Ⅲ)的质量浓度在0.2～2.00 mg/L范围内与体系的吸光度呈良好的线性关系。其一元线性回归方程为:A670+530=0.01219+1.0511c(c：mg/L)，相关系数r=0.9999，表观摩尔吸光系数(ε)为5.93×104L/(mol·cm)。

2.4 方法的选择性

2.5 样品测定

2.5.1样品处理分别准确称取市售高钙高铁奶粉(1#)、全脂奶粉(2#)和儿童配方奶粉(3#)各10.0000 g于瓷坩埚中，在电炉上低温加热，样品炭化后，将温度调至500～550 ℃灼烧灰化，直至残灰呈白色或浅灰色，冷却后，加入2.00 mL浓HNO3溶解(使铁以Fe(Ⅲ)形式存在)，蒸干，再加适量蒸馏水，搅匀后过滤，滤液用水定容至100 mL，即得待测液。

2.5.2样品分析取待测样液1.00 mL，按1.2的方法加入其它试剂溶液，扫描吸收光谱，用双波长法测定吸光度，各平行测定6份，并与原子吸收(AAS)法[1]对照，同时进行加标回收试验，结果见表1。