共振光散射法測定TPAB－碘化鉀－汞（II）體系中汞的應用研究

岳 明，何 芳， 蘇界殊， 龍云飛

（湖南科技大學 化學化工學院，湘潭411201）

0 引 言

汞及其化合物屬于劇毒物質，可以在人、畜體內(nèi)蓄積引起全身中毒.進入水體的無機汞化合物，通過微生物作用，轉化為毒性更大的甲基汞，危害更大.天然水中含汞極少，一般不超過0.1μg／L，而儀表廠、食鹽電解、貴金屬冶煉等廢水中可能存在汞，對人體產(chǎn)生的危害是不容忽視的.因此，汞含量的分析已成為環(huán)境痕量分析最重要的內(nèi)容之一.汞的測定方法有冷原子吸收法［1］、分光光度法［2］、原子熒光法［3］等.汞的沸點低、易揮發(fā)，消解樣品較為困難.共振光散射方法具有極高的分析靈敏度［4］，已用于痕量汞的分析測定［5－8］.本文對TPAB－碘化鉀－汞體系的共振散射（RLS）光譜及分析特性進行了探討，建立了分析痕量汞的新方法.該法具有操作簡便、快速、無需有機溶劑萃取等優(yōu)點，可以作為環(huán)境樣品分析的重要補充.

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

美國Perkin Elmer LS50B型熒光分光光度計；電子分析天平（Mettler－Toledo Instr.（shanghai）Ltd，型號：AB204－N）；Hg（II）的儲備液（1mg·mL－1）：稱取準確質量的HgCl2固體溶于二次蒸餾水中配成儲備液，實驗時稀釋成10μg·mL－1的工作液.KI標準溶液：準確稱取干燥的KI固體10g，溶于二次蒸餾水中，定容至100mL，則該標準溶液質量分數(shù)為10%，0.15mol·L－1四丙基溴化銨（TPAB）；十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）（國藥集團化學試劑有限公司）（2g·L－1）、SLS（十二烷基磺酸鈉）（天津科密歐化學試劑有限公司）（10－3mol·L－1）、十二烷基硫酸鈉（SDS）（北京賽弛生物科技有限公司）（10－3mol·L－1），所用試劑均為分析純，實驗用水為二次蒸餾水.

1.2 實驗方法

在10mL比色管中依次準確加入0.80mL KI溶液，一定量的 Hg（II）標準溶液，2.0mL TPAB標準溶液，用二次水稀釋至刻度，搖勻.將溶液于熒光分光光度計上，固定λex＝λem（即Δλ＝0nm）在200～700nm范圍內(nèi)進行同步掃描，得體系的共振散射光譜，于最大散射波長（393nm）處測定溶液的散射光強度IRLS和試劑空白的散射光強度I0RLS，△IRLS＝IRLS－I0RLS.

2 結果與討論

2.1 體系的共振光散射光譜

體系的共振光散射光譜如圖1所示.在200～700nm范圍內(nèi)，空白的共振光散射強度很弱，當Hg（II）加入到溶液以后，體系的共振光散射明顯增強.在393nm處出現(xiàn)明顯的散射峰，最強信號出現(xiàn)在393nm處，選定393nm為測定波長.在此波長下，共振光散射強度隨Hg（II）濃度的增加而增強，在一定范圍內(nèi)，ΔIRLS與Hg（II）濃度有良好的線性關系，由此建立了定量測定Hg（II）的新方法.

圖中，Hg（Ⅱ）from 1to 8：0，0.05，0.10，0.20，0.40，0.60，0.80，1.00μg· mL－1；KI：10%；TPAB：2.0mL（0.15mol·L－1）

圖1 體系TPAB－KI－Hg（II）的共振光散射光譜

2.2 反應條件的優(yōu)化

2.2.1 表面活性劑的影響

研究了表面活性劑CTMAB，SLS和SDS，對體系散射光強度的影響，結果見表1.可以看出，雖然CTMAB加入后體系的RLS強度明顯增強，但是空白值也隨之增大，而不加表面活性劑時反而效果更佳，因而本實驗采用不加表面活性劑的方法進行測定.

表1 表面活性劑對體系RLS強度的影響

2.2.2 KI用量的影響

研究了KI溶液（10%）用量對體系散射光強度的影響，如表2所示.結果發(fā)現(xiàn)，當KI用量少于0.8 mL時，體系的IRLS隨KI溶液用量增大而增大，而當KI用量大于0.8mL時，IRLS略有減小，在KI用量為0.8mL時IRLS出現(xiàn)極大值，因此本實驗選用10%的KI溶液的用量為0.8mL.

表2 KI濃度對體系的強度的影響

2.2.3 試劑加入順序的影響

本實驗考察了四種試劑加入順序，結果表明以KI中加入Hg（II），再加入TPAB的順序時體系的IRLS最大，實驗效果更好，故選用KI＋ Hg（II）＋TPAB的加入順序.

圖2 試劑加入順序對體系RLS強度的影響

2.2.4 TPAB 用量的影響

研究了TPAB溶液（0.15mol·L－1）用量對體系散射光強度的影響，如表3所示.結果發(fā)現(xiàn)：TPAB溶液用量小于2.0mL時，體系的光強差值△IRLS隨TPAB溶液用量增大而增大，而當TPAB用量為2.0mL時體系的IRLS達到最大且和空白光強差值△IRLS最大，因此本實驗選用0.15mol·L－1的TPAB溶液的用量為2.0mL.

表3 TPAB用量對體系RLS強度的影響

2.2.5 共存離子的影響

按實驗方法對（CHg（II）＝ 1.0μg／mL）進行測定，常見的共存離子對體系的影響，如表4所示.從表中可以看出：在相對誤差±5%范圍內(nèi)，常見的Na＋，K＋，Cl－，NO3－等不干擾測定，說明本方法有很好的選擇性.

表4 共存離子對體系RLS強度的影響

2.2.6 離子強度的影響

研究了離子強度對體系的影響.固定TPAB、KI、Hg（II）的濃度，測定了不同NaCl濃度存在時體系的散射光強度，結果發(fā)現(xiàn)ΔIRLS隨著離子強度的增強而降低，這說明離子強度的增加減弱了TPAB和［HgI4］2－的結合力.這種現(xiàn)象可以解釋為 Cl－與［HgI4］2－競爭TPAB上同樣的結合點.因此，在實驗過程中不加入NaCl來調(diào)節(jié)離子強度.

2.3 工作曲線和靈敏度

在最佳試驗條件下，測定體系的散射光強度.以光強差值ΔIRLS對 Hg（II）的濃度繪制標準曲線.ΔIRLS與 Hg（II）的濃度 C在0.05～1.0μg·mL－1范圍內(nèi)存在良好的線性關系，其線性回歸方程為ΔIRLS＝ －2.934＋151.4C（μg·mL－1），相關系數(shù)為r＝0.9955.

2.4 樣品的測定

表5 樣品的測定 n＝5

在最佳實驗條件下，加入不同的干擾物質，測定合成水樣中Hg（II）的含量，結果見表5，并進行了加標回收實驗，回收率在96.17%～101.67%之間，結果令人滿意.

3 結 論

近年來，共振光散射光譜技術已經(jīng)引起了人們的普遍關注和研究興趣，成為一門有用的技術來測定無機離子核酸、表面活性劑、藥物、蛋白質等，也用來研究生物高聚物和他們的探針之間的相互作用.與傳統(tǒng)分析方法相比，共振光散射技術具有快速、方便、靈敏度高、精密度和準確度好，且操作簡便等顯著優(yōu)點，并且它能用一個普通的熒光分光光度計和便宜而安全的試劑來完成.本文首次探究了Hg（II）－KI－TPAB體系的共振光散射（RLS）光譜特征，研究了體系的最佳反應條件，影響因素以及共存離子的影響.用此方法成功測定了合成水樣中Hg（II）的含量，取得了令人滿意的結果.

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