KBrO3-MR-HQ体系吸收光谱研究及其分析应用

杨 卓，朱薛轲，武林娜，李文秀

(洛阳师范学院化学化工学院，河南 洛阳 471934)

对苯二酚(Hydroquinone，简称HQ)，氢醌，是制备稳定剂、抗氧剂、抑制剂、橡胶防老剂等的原材料，属于剧毒物、致癌物、难降解物，对环境和人体的毒害非常大。已报道的测定环境中对苯二酚的方法主要有色谱法[1-2]、电化学分析法[3-5]、化学发光法[6-7]、荧光法[11-12]和分光光度法[13-15]等。色谱法定量分析的灵敏度低且仪器昂贵，电化学分析法因制备和表征化学电极较为繁琐且费用较高，化学发光法需严格控制反应条件，荧光法比分光光度法灵敏度高，但应用范围和精密度略逊。分光光度法因仪器价廉、操作简便快速、准确度高、灵敏度高等优点而应用广泛，但已报道的阻抑动力学光度法测定对苯二酚含量的文献[16-17]较少，本实验研究发现：盐酸介质中，HQ对溴酸钾氧化甲基红(Methyl Red，MR)褪色有明显的抑制作用，在最佳的实验条件下，在测定波长517 nm处，HQ在0.04～1.2 μg·mL-1浓度范围内遵守比尔定律，方法具有较高的灵敏度和精密度，标准曲线为ΔA=-0.0012+0.6139c，相关系数为0.9994，ε为6.76×104L·mol-1·cm-1；方法的选择性好，对常见共存离子具有较大的允许倍量。用于实际样品的测定，回收率为97.5%～103.7%，相对标准偏差分别为1.2%和1.3%，结果可信。据此，建立了一种测定HQ的新方法。

1 实 验

1.1 主要仪器及试剂

UH5300型紫外可见分光光度计，日立；电热恒温水浴锅，天津同化仪器厂。

0.2 mg·mL-1对苯二酚母液；1.0×10-3mol·L-1甲基红溶液；1.0 g·L-1溴酸钾溶液；4 mol·L-1HCl溶液；所用试剂均为分析纯，分析用水为蒸馏水。

1.2 实验方法

依次准确移取2 mL 4 mol·L-1HCl溶液、2.5 mL 1.0×10-3mol·L-1MR溶液、1 mL 10 μg·mL-1溴酸钾溶液及适量HQ溶液于25 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，置于60 ℃恒温水浴锅4 min后于光度计上分别以蒸馏水和试剂空白为参比溶液扫描其吸收光谱图；在测量波长517 nm处，以蒸馏水为参比溶液，分别测定KBrO3-MR-HQ体系的吸光度A和KBrO3-MR体系的吸光度A0，计算ΔA=A-A0。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

图1和图2是KBrO3-MR-HQ体系的吸收光谱图，研究发现：测定条件下，MR自身在517 nm处有一强吸收；当溴酸钾与MR共存时，溶液的颜色从红色迅速变为无色，517 nm处的吸收显著减弱，表明：溴酸钾氧化MR褪色；若在KBrO3-MR体系中加入HQ，溶液的颜色从无色迅速变为红色，表明：具有还原性和抗氧性的HQ对溴酸钾氧化MR的褪色反应有显著的阻抑作用，且在517 nm处，HQ在一定浓度范围内对体系的吸光度ΔA具有良好的线性关系，所以，本实验选择517 nm作为测定波长。

图1 吸收光谱图(溶剂空白为参比溶液)

图2 吸收光谱图(试剂空白为参比溶液)

2.2 溶液酸度的影响

用4 mol·L-1盐酸溶液为酸度介质研究溶液酸度对体系吸收情况的影响，发现：随着溶液酸度的增大，HQ对溴酸钾氧化MR褪色的阻抑作用呈先增大后略减小的趋势。当加入盐酸体积为1.7～3.0 mL时体系的阻抑作用最强。因此，选择2 mL 4 mol·L-1盐酸溶液作为本实验的缓冲介质。

2.3 MR用量的影响

研究了MR用量对体系的影响，发现：随着MR用量的增加，HQ的阻抑作用呈先增大后减小的趋势，当加入2～2.8 mL 1.0×10-3mol·L-1MR时阻抑作用最显著，故本实验选用2.5 mL 1.0×10-3mol·L-1的MR为最佳用量。

2.4 溴酸钾用量的影响

研究了10 μg·mL-1溴酸钾用量对体系的影响，发现：随着溴酸钾用量的增加，HQ的阻抑作用呈先增大后迅速减小的趋势，当加入0.5～1.2 mL 10 μg·mL-1溴酸钾溶液时，HQ有较明显的阻抑作用，故本实验选用1 mL 10 μg·mL-1的溴酸钾为最佳用量。

2.5 离子强度的影响

用1.0 mol·L-1NaCl溶液研究了离子强度对体系的影响。随着溶液中离子强度的增大，体系的吸光度变化较小，说明离子强度的变化对体系的影响较小，因此在测定时可忽略体系离子强度的变化。

2.6 体系的温度及稳定性

研究了20～80 ℃反应温度对体系吸收情况的影响及最佳反应温度下体系的稳定性，发现：随着温度的升高，KBrO3-MR体系的吸光度逐渐增大，说明溴酸钾氧化MR的能力随温度升高反而减小；KBrO3-MR-HQ体系的吸光度随温度升高呈先增大后略有减小的趋势，说明HQ的阻抑能力随温度升高先增大后减小，当温度为60 ℃时阻抑作用最为明显，此温度下，KBrO3-MR-HQ三者共存4分钟左右体系的吸收才趋于稳定，且在1小时内基本保持不变。故，本实验选择在60 ℃时反应4分钟后进行研究测定。

2.7 方法的灵敏度

在最佳的的实验条件和测定波长处测定ΔA，用ΔA对相应的HQ浓度作图绘制标准曲线，相关参数见表1。由表1可知：该方法具有较高的灵敏度，ε高达6.76×104L·mol-1·cm-1，比已报道的测定HQ含量的阻抑动力学光度法16-17]灵敏度高、线性关系好、检出限低。

表1 标准曲线及相关参数

2.8 方法的选择性

2.9 分析应用

准确称取强效美白祛斑霜(标示氢醌含量为3%)0.500 g于100 mL烧杯中，加入50 mL 60 ℃热水溶解，并充分搅拌，过滤，滤液定容至500 mL(1#样液)。分别从月明湖的5个不同位置各取湖水50 mL混合后，过滤，滤液定容至250 mL(2#样液)。分别取6次1#样液0.50 mL、2#样液10.00 mL于12个25 mL容量瓶中，按实验方法于光度计上测定水中HQ含量，结果如表2所示。加标回收率为97.5%～103.7%，相对标准偏差分别为1.3%和1.2%，由此可见，该方法用于HQ含量测定，结果可信。

表2 样品分析结果(n=6)

3 结 论

盐酸介质中，还原剂HQ对溴酸钾氧化MR的褪色反应有显著的阻抑作用，在最佳的实验条件下，在517 nm处，HQ在0.04～1.2 μg·mL-1浓度范围内遵守比尔定律，ε为6.76×104L·mol-1·cm-1，比已报道的测定HQ的阻抑动力学光度法灵敏度高，且具有较好的选择性，用于实际样品的测定，回收率为97.5%～103.7%，结果可信。据此，建立了一种测定HQ的新方法。