碱性品红共振散射法测定烟丝中羧甲基纤维素钠

2017-05-10翟好英黄成华

理化检验-化学分册 2017年2期

关键词：缓冲溶液羧甲基分光

翟好英, 蒋丽, 黄成华

(内江师范学院化学化工学院, 内江 641112)

碱性品红共振散射法测定烟丝中羧甲基纤维素钠

翟好英, 蒋丽, 黄成华

(内江师范学院化学化工学院, 内江 641112)

羧甲基纤维素钠(CMC)为纤维素羧甲基醚的钠盐,具有吸湿性,易分散在水中形成透明的胶状溶液。由于其具有黏合、助悬、增稠、乳化、缓释等作用,已被广泛应用于制药、食品、日化、纺织和造纸等工业。

根据羧甲基纤维素钠的应用不同,分析的侧重点也不同。有用黏度计测定羧甲基纤维素钠的黏度[1-2],也有研究羧甲基纤维素钠复合物的制备、性能和应用[3-5]等。对实际样品中羧甲基纤维素钠含量的测定主要用分光光度法[6-8]和共振散射法[9-10]。

本工作研究发现,在pH 8.5的三羟甲基氨基甲烷-盐酸缓冲溶液中,羧甲基纤维素钠与碱性品红在静电引力作用下结合形成离子缔合物,从而产生较强的共振散射信号。据此提出了测定羧甲基纤维素钠的共振散射方法。

1 试验部分

1．1 仪器与试剂

F-4600型荧光分光光度计;pHS-3C型酸度计。

羧甲基纤维素钠标准储备溶液:0.500 g·L-1,称取羧甲基纤维素钠(黏度为800) 0.050 0 g于烧杯中,用一定量的水溶解,并转移至100 mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。使用时稀释至100 mg·L-1。

碱性品红溶液:1.0×10-3mol·L-1,称取碱性品红0.323 8 g用水溶解,并转移至250 mL容量瓶中定容。

三羟甲基氨基甲烷-盐酸(Tris-HCl)缓冲溶液:0.20 mol·L-1三羟甲基氨基甲烷溶液与1.0 mol·L-1盐酸溶液按一定比例混合,用酸度计进行酸度校正。

除羧甲基纤维素钠外,所用试剂均为分析纯,试验用水为超纯水。

1．2 试验方法

在10 mL干燥比色管中,依次加入1.0×10-3mol·L-1碱性品红溶液0.50 mL,一定量的羧甲基纤维素钠和pH 8.5的Tris-HCl缓冲溶液0.70 mL,用水稀释至5 mL,摇匀,放置20 min。将溶液在荧光分光光度计上,以相同的发射波长(λem)和激发波长(λex)进行同步扫描,得到共振散射光谱。在323 nm处测定试样溶液的散射强度(I)和空白试剂的散射强度(I0),计算ΔI(I-I0)。

2 结果与讨论

2．1 共振散射光谱

在碱性三苯甲烷类染料中,碱性品红可与羧甲基纤维素钠产生较强的共振散射信号的共振散射光谱见图1。

1-1.0×10-3mol·L-1碱性品红溶液0.50 mL+Tris-HCl缓冲溶液0.70 mL(记为a);2- 100 mg·L-1 CMC溶液0.10 mL+a;3-100 mg·L-1 CMC溶液0.20 mL+a;4-100 mg·L-1 CMC溶液0.40 mL+a;5-100 mg·L-1 CMC溶液0.60 mL+a;6-100 mg·L-1 CMC溶液1.0 mL+a;7-100 mg·L-1 CMC溶液1.20 mL+a图1 共振散射光谱Fig. 1 Resonance scattering spectra

由图1可知:在pH 8.5的Tris-HCl缓冲溶液中,碱性品红溶液的共振散射信号较弱,碱性品红与羧甲基纤维素钠形成的离子缔合物则有较强的共振散射信号,并且体系的共振散射强度随羧甲基纤维素钠浓度的增大而增强。2个较明显的散射峰分别在323,360 nm处,其最强峰位于323 nm处。碱性品红与羧甲基纤维素钠形成的离子缔合物有较强的共振散射信号,是由于羧甲基纤维素钠分子链上存在多个羧基,带有多个负电荷,而碱性品红为盐酸盐有一定的极性,两者均不能产生较强的共振散射信号。当两者相混合时,带正电的碱性品红与带负电的羧甲基纤维素钠静电结合,形成体积较大且极性较小的复合物从而产生较强的共振散射。试验选用测定波长为323 nm。

2．2 溶液酸度的选择

试验结果表明:碱性品红与羧甲基纤维素钠的反应在Tris-HCl缓冲溶液中较其他介质如B-R、Walpole和乙酸-乙酸钠缓冲溶液及盐酸、硫酸和磷酸的灵敏度高。试验考察了Tris-HCl缓冲溶液的pH在5.0～9.5之间时对体系共振散射强度的影响。结果表明:当pH小于8.0时,共振散射强度变化不大;当pH大于8.0时,共振散射强度增加较大;当pH等于8.5时,ΔI最大。Tris-HCl缓冲溶液的用量对体系的共振散射强度也有影响,随其用量增大,ΔI增大,而后则随之减小。Tris-HCl缓冲溶液的用量为0.70 mL时,ΔI最大。试验选用pH 8.5的Tris-HCl缓冲溶液0.70 mL。

2．3 碱性品红溶液用量的选择

碱性品红的用量影响体系共振散射强度,固定羟甲基纤维素钠标准溶液的质量浓度为10.0 mg·L-1时,改变1.0×10-3mol·L-1碱性品红溶液的用量,测定其共振散射强度。结果表明:当1.0×10-3mol·L-1碱性品红溶液的用量为0.50 mL时,体系的共振散射强度最强。试验选用1.0×10-3mol·L-1碱性品红溶液的用量为0.50 mL。

2．4 体系的反应时间及其稳定性

空白试剂的共振散射强度不随时间的改变而变化,而碱性品红与羧甲基纤维素钠之间形成的离子缔合物在20 min后反应完全,且共振散射强度基本不变,该体系能稳定放置60 min。

2．5 干扰试验

按试验方法考察了一些常见的阳离子、阴离子、氨基酸、糖类等共存物质对测定10.0 mg·L-1羧甲基纤维素钠标准溶液的影响。结果表明:当相对误差(RE)在±5%以内时,常见的金属离子、非金属离子、糖类和氨基酸等不干扰测定。Pb2+、Cr3+干扰较大,但所分析的实际样品中这两种金属离子含量甚小。共存物质的干扰试验结果见表1。

表1 共存物质的干扰试验结果Tab. 1 Results of interference test of coexistence substances

2．6 标准曲线和检出限

取不同量的羧甲基纤维素钠与碱性品红反应,按试验方法测定其ΔI,以ΔI对羧甲基纤维素钠的质量浓度绘制标准曲线。结果表明:羧甲基纤维素钠的质量浓度在0.20～24 mg·L-1之间呈线性,线性回归方程为ΔI=16.84ρ+0.642 2,相关系数为0.998 5,检出限(3s/k)为3.98 μg·L-1。

2．7 样品分析

称取3种名牌烟的烟丝各1.000 0 g,并分别放入沸水中煮沸提取1 h,冷却后,将其过滤,定容至100 mL,得到3个样品溶液。分别移取上述样品溶液1.00 mL,按试验方法进行测定。同时在每个试样溶液中分别加入一定量的羧甲基纤维素钠标准溶液进行加标回收试验,结果见表2。