对溴苯基重氮氨基偶氮苯双波长分光光度法测定镉
2016-11-07汤家华常世科
汤家华，常世科
（1.巢湖学院化学与材料工程学院，安徽巢湖238000；2.巢湖学院配位化学研究所，安徽巢湖238000）
对溴苯基重氮氨基偶氮苯双波长分光光度法测定镉
汤家华1，2，常世科1，2
（1.巢湖学院化学与材料工程学院，安徽巢湖238000；2.巢湖学院配位化学研究所，安徽巢湖238000）
研究了对溴苯基重氮氨基偶氮苯与镉（Ⅱ）的显色反应，建立了双波长分光光度法测定镉的新方法。研究结果表明：在氨水介质中，在TritonX-100存在下，镉（Ⅱ）与对溴苯基重氮氨基偶氮苯能形成稳定的红色络合物，最大吸收正峰为492nm，负峰为410nm处。选定492nm为测定波长，410nm为参比波长。镉（Ⅱ）的量在0～0.6μg/mL范围内符合比尔定律。表观摩尔吸收系数为1.8×105L·mol-1·cm-1，比单波长提高了（1.1×105L·mol-1·cm-1）64%。加入混合掩蔽剂可消除常见共存离子的干扰。该方法用于水样中镉含量的测定，回收率为102%～104%，RSD为2.6%～3.2%（n=5）。
双波长；对溴苯基重氮氨基偶氮苯；镉；分光光度法
DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.10.014
0 引言
镉不是人体的必需元素。人体内的镉主要通过饮食和环境进入体内蓄积下来，蓄积过多会引起慢性中毒，过量的镉会导致肾机能衰退、骨质疏松等。金属镉被应用于各行各业中，镉主要以污水的形式排到江河水域中，被植物和土壤所吸收，因此研究水中镉的含量具有重要意义。微量镉的测定方法主要有原子吸收光谱法［1］、电感耦合等离子体发射光谱法［2］、溶出伏安法［3-4］、质谱法［5］、原子荧光光谱法［6］、分光光度法［7］等。双波长在光度分析中应用很多［8-9］，但用对溴苯基重氮氨基偶氮苯双波长分光光度法测定镉未见报道。本论述选用氨水和三乙醇胺为介质，在TritonX-100作用下，镉（Ⅱ）与对溴苯基重氮氨基偶氮反应生成稳定的红色配合物，492nm处出现正吸收峰，410nm处出现负吸收峰，ΔA=A492－A410，据此建立了双波长分光光度法测定镉，ΔA与镉（Ⅱ）在0～0.6μg/mL范围内符合比耳定律，其表观摩尔吸光系数为1.8×105L·mol-1·cm-1，用单波长测定表观摩尔吸光系数为1.1×105L·mol-1·cm-1。方法用于水中微量镉的测定，结果满意。
1 实验部分
1.1试剂与仪器
T9CS型双光束分光光度计；752型紫外可见分光光度计；FA1604型电子分析天平。
镉标准储备溶液：1mg/mL，准确称取2.282g硫酸镉（3CdSO4·8H20）于烧杯中，加适量水溶解，定量地转移至1000mL容量瓶中，用水定容至刻度，摇匀。
使用时稀释至2μg/mL镉标准工作溶液。
对溴苯基重氮氨基偶氮苯溶液（上海长科试剂研究所提供）：0.04%，称取0.2000g的对溴苯基重氮氨基偶氮苯于烧杯中，用适量无水乙醇溶解后，定量地转移至500mL容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，摇匀。
氨水：1∶1；三乙醇胺：1∶1；TritonX-100：5%（V/V）。
混合掩蔽剂：1%，称取1g硫脲、1g氟化钠、1g柠檬酸钠溶于100mL水中。
1.2试验方法
移取不大于6μg镉标准溶液于10mL容量瓶中，依次加入1∶1三乙醇胺1.0mL，1∶1氨水1.0mL，5%TritonX-100乳化剂2.0mL，0.04%对溴苯基重氮氨基偶氮苯显色剂0.8mL，用水稀释至刻度，摇匀。用1cm比色皿，以相应的试剂空白为参比，分别于492nm、410nm波长处测定吸光度，计算ΔA=A492-A410。
2 结果与讨论
2.1吸收曲线
按试验方法配制溶液，用T9CS型双光束分光光度计，在波长360～600nm范围内扫描，得试剂空白和配合物的吸收光谱见图1所示。从图1可知：试剂空白的最大吸收峰在410nm（曲线1），配合物的最大吸收正峰为492nm，负峰为410nm处（曲线2）。选定492nm为测定波长，410nm为参比波长，采用双波长光度法测定镉。
图1 吸收曲线
2.2介质对体系的影响
考虑氨水对多种金属离子有络合作用，选用氨水为反应介质。当1∶1氨水用量为0.6～1.2mL时，ΔA值最大且恒定，确定1∶1氨水用量为1.0mL。
2.3三乙醇胺用量对吸光度的影响
三乙醇胺对Al3+、Fe3+有掩蔽作用，在显色体系中加入三乙醇胺，并讨论了三乙醇胺用量对体系的影响。当三乙醇胺用量在0.8～1.5mL范围内，ΔA值最大且基本不变，故确定三乙醇胺的用量为1.0mL。
2.4表面活性剂的选择及用量
讨论了相同浓度OP-10、PVA、TritonX-100、Tween-80等表面活性剂对吸光度的影响。结果表明：使用TritonX-100，ΔA值最大；当TritonX-100的用量为1.0～3.0mL时，ΔA值最大且平稳。故本实验TritonX-100用量选用2.0mL。
2.5对溴苯基重氮氨基偶氮苯的影响
研究了对溴苯基重氮氨基偶氮苯用量对吸光度测定。当对溴苯基重氮氨基偶氮苯的用量在0.6～1.0mL范围内，ΔA值最大且稳定，本实验选用0.8mL。
2.6反应时间及配合物的稳定性
室温下，对溴苯基重氮氨基偶氮苯与镉的配合反应立刻完成，且ΔA值至少在12h内基本不变。
2.7标准曲线
在试验条件下，Cd（Ⅱ）在0～0.6μg/mL的范围内符合比耳定律见图2所示。双波长法线性回归方程ΔA= 1.59C（μg/mL）-0.0254，r=0.9988，表观摩尔吸光系数为1.8×105L·mol-1·cm-1，用单波长法，线性回归方程为A=0.974C（μg/mL）-0.0151，相关系数r=0.9988，表观摩尔吸光系数为1.1×105L·mol-1·cm-1，双波长法比单波长法的灵敏度提高64%。
图2 镉的标准曲线
2.8共存物质的影响
测定4μg/10mLCd（Ⅱ），当相对误差不超过±5%时，共存物质的允许量（以μg）计为：Cl-（1500），Na+（1000），Ca2+（600），Al3+（300），Mg2+（200），Mn2+（100），Si（Ⅳ）（70），硫脲（10000），氟化钠（10000），柠檬酸钠（10000）；当加入1.0mL混合掩蔽剂后，可允许Cu2+（60），Ni2+、Fe3+（30），Zn2+（25），Ag+（20），Hg2+（10）存在。
2.9样品分析
取1500mL地下水水样，按有关文献［10］对水样进行浓缩消解处理，定容于25mL容量瓶中。移取处理后的地下水水样2.0mL于10mL容量瓶中，加入1.0mL混合掩蔽剂，摇匀，按照试验方法测定并进行加标回收试验，结果见表1所示。
表1 水中镉的测定结果
3 结论
在表面活性剂TritonX-100作用下，在氨水介质中，镉与对溴苯基重氮氨基偶氮苯溶液形成稳定的红色络合物，络合物在492nm处有正吸收峰，在410nm处有负吸收峰，ΔA=A492－A410，镉的含量在0～0.6μg/mL范围内符合朗伯-比尔定律，其表观摩尔吸收系数为1.8×105L·mol-1·cm-1，比单波长提高了（1.1×105L·mol-1· cm-1）64%，提高了显色反应的灵敏度。加入混合掩蔽剂后，可直接测定地下水样中的镉含量。
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TQ440.7
A
2016-7-19
汤家华（1963-），女，安徽巢湖人，大学本科，高级实验师，主要从事基础化学实验教学及研究工作。
