BCA比色法测定循环水中微量铜的优化

◎ 严 琳，陈 达，司有银

（南通醋酸纤维有限公司，江苏 南通 226008）

工业循环冷却水中铜离子的测定一般采用原子吸收法（GB/T 14638.2-1993）[1]和二乙基二硫代氨基甲酸钠比色法（GB/T 14418-1993）[2]，前者需要昂贵的原子吸收光谱仪，后者需要有机溶剂萃取等繁杂操作，目前南通醋酸纤维有限公司检验室测定循环水中的铜离子的方法为二乙基二硫代氨基甲酸钠比色法，此方法操作过程繁琐，容易产生误差，且耗时过长。为了提高检测效率，利用BCA（2，2’-联喹啉-4,4’-二甲酸二钠盐）在碱性条件下能特异性的与亚铜离子形成紫色Cu（I）-BCA配合物[3]，并与铜离子浓度有良好的线性关系的原理，建立一种快捷、准确的比色测定法。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

分光光度计：SHIMADZU UV-1800型；pH计：Seven Compact型；Cu标准溶液：取分析纯硫酸铜标准样品，用蒸馏水配制浓度为10 μg·mL-1标准溶液；试剂A：采用含7.0 mmoL·L-1柠檬酸钠的0.1 moL·L-1氨-氯化铵缓冲溶液（pH10.0）配制0.025 moL·L-1BCA溶液；试剂B：1.5 moL·L-1盐酸羟胺溶液。

1.2 测试方法

BCA比色法：取两支50 mL比色管，一支准确移取适量的铜标准溶液，一支不加，作为空白对照，两支比色管中都加入试剂B、试剂A，再用去离子水稀释至刻度，充分摇匀后静置，待显色完全；用5 cm比色皿于一定波长处测量溶液的吸光度A，确定最适波长、pH、试剂用量以及显色时间，并绘制最佳实验条件下的铜含量回归曲线。用循环水样品代替铜标准溶液，采用上述方法测定铜含量。

二乙基二硫代氨基甲酸钠比色法：按照GB/T 14418-1993进行测定。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

按照BCA比色法在不同波长处，绘制Cu（I）-BCA配合物的吸收光谱曲线（图1），结果表明λmax=562 nm，E562=7.68×103L·mol-1·cm-1。

图1 BCA与亚铜离子形成的紫色配合物的吸收光谱图

2.2 测试条件的选择

影响吸光度的因素较多（各试剂用量、pH值、显色时间等），本实验采用单因素轮换法确定最佳反应条件。

2.2.1 pH的影响

表1是不同pH条件下Cu（I）-BCA配合物的吸光度，由表可知，pH为10时，溶液更稳定，测定结果更好。因此本实验选用pH=10.0的氨-氯化铵缓冲溶液进行测定。

表1 不同pH缓冲液下的吸光度表

2.2.2 试剂用量的选择

图2是以盐酸羟胺用量为变量的测定结果，图3是以BCA试剂用量为变量的测定结果，实验表明当盐酸羟胺用量为2.5 mL，BCA用量5 mL时，吸光度达到最大，本实验选用10%盐酸羟胺2.5 mL，0.025 mol·L-1BCA 5 mL。

2.2.3 显色时间的影响

反应在室温下生成配合物的速度较快，图4是反应放置时间对吸光度的影响。测定结果表明：15 min后显色完全，A562达到最大且稳定，体系至少可以稳定30 min。

图2 盐酸羟胺用量对吸光度的影响图

图3 BCA试剂用量对吸光度的影响图

图4 反应放置时间对吸光度的影响图

2.3 标准曲线

分别移取不同体积的铜标准溶液按实验方法测定A562并绘制工作曲线（图5），结果表明Cu离子的浓度在0～1 μg·mL-1范围内与吸光度呈良好的线性关系，线性相关方程和相关系数分别为：y=0.612 4x-0.006 3，相关系数R2=0.999。本方法检测限量为0.02 μg·mL-1。

图5 铜离子标准工作曲线图

2.4 精密度实验

分别在标准曲线范围内选择0.05 μg·mL-1、0.1 μg·mL-1、0.2 μg·mL-13 种浓度的铜标准溶液，分别测定6次（表2），计算相对标准偏差。由表2可知，该测定方法的精密度在2.00%～3.00%范围内，小于5%，符合要求，具有较高的精密度。

表2 铜标液的精密度测定表

2.5 回收率实验

用标准加入法作回收实验，选择某一浓度的样品，分别加入不同体积的铜离子标准工作溶液配成不同浓度的样品溶液，代入标准工作曲线计算加标后样品浓度，计算回收率（回收率=检测到的样品浓度/加入的样品浓度），结果见表3。回收率在95.0%～105.0%，操作过程损失较少，方法准确可靠。

表3 加标回收率测定

2.6 与二乙基二硫代氨基甲酸钠比色法比较

对循环水样品分别用两种方法进行测定，结果如表4，两种方法差值基本控制在0.01 μg·mL-1以内。

表4 两种测定方法的比较表

3 结论

本文探讨了用BCA法测定循环水中的微量铜，该方法对样品处理要求简单，显色反应直接在水溶液中完成，不需要通过萃取或者加入有机溶剂来增加溶解度，而且反应不需要加热，在室温下就可以完成，整个检测过程耗时较少，精密度和准确度较好，能够满足实际的生产检测需求，具有实际使用价值。