甲基紫分光光度法測(cè)定羥基自由基含量

洪 滟，史春薇

（ 遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001）

甲基紫分光光度法測(cè)定羥基自由基含量

洪 滟，史春薇

（ 遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001）

羥自由基·OH 是氧化能力極強(qiáng)的自由基，其氧化能力僅次于氟，能很容易地氧化各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。在眾多測(cè)定羥自由基·OH 的方法中，本文選擇采用甲基紫分光光度法測(cè)·OH，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，試劑易得，效果良好。

甲基紫分光光度法；壬二酸；機(jī)理

羥自由基·OH 是氧化能力極強(qiáng)的自由基，其氧化能力僅次于氟，能很容易地氧化各種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。由于·OH 反應(yīng)活性大，壽命短，存在濃度低，所以在有關(guān)·OH 的研究中，選擇分析測(cè)試方法特別重要[1-4]。測(cè)定羥自由基·OH 的方法有很多種，如電子自旋共振(ESR)法[5]、高效液相色譜(HPLC)法[6]、熒光法[7,8]等，上述這些方法操作復(fù)雜，難以在本體系中使用。而甲基紫分光光度法測(cè)·OH，方法簡(jiǎn)單，試劑易得，適合本實(shí)驗(yàn)采用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

0.013 2 g/mL的磷鎢酸溶液；5%、15%、30% H2O2溶液；2 mmo1/L的甲基紫溶液；1 mol/L H2SO4溶液。見表1。

表1 儀器與試劑Table 1 Apparatus and reagents

1.2 甲基紫分光光度法測(cè)·OH的原理

甲基紫分光光度法測(cè)·OH的基本原理是：甲基紫在pH ≥3.0的酸性溶液中呈紫色?！H容易進(jìn)攻高電子云密度點(diǎn)，會(huì)與甲基紫中具有高電子云密的—C=C—基團(tuán)發(fā)生親電加成反應(yīng)，從而使甲基紫褪色。通過測(cè)定甲基紫吸光度值的變化可測(cè)定出·OH 的生成量。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 磷鎢酸與·OH生成量的關(guān)系

分別取3個(gè)燒杯，加入適量蒸餾水，再分別加入1.0 mL 2 mmo1/L的甲基紫溶液，調(diào)pH為3.5后，在攪拌的情況下，向燒杯中分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、15%、30%的H2O2，并加入適量磷鎢酸溶液，于580 nm處用分光光度計(jì)測(cè)定甲、乙、丙。根據(jù)朗伯比耳定律△A=ε×b×△C，其中△A=A0-At，可求出·OH的生成量△C，可用△A間接表示·OH的生成量，△A越大，·OH的生成量越多。見表2。由表2可知：有磷鎢酸的H2O2體系生成的·OH自由基的量比沒有磷鎢酸的H2O2體系產(chǎn)生的·OH自由基的量多2倍，可見磷鎢酸的加入有利于·OH自由基的生成。

2.2 H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與·OH生成量的關(guān)系

考察不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的H2O2+磷鎢酸體系的吸光度的情況。pH=3.5，溫度為20 ℃。見表3。

表2 不同體系處理后溶液吸光度變化值Table 2 Absorbance values of solution treated by different system

表3 ·OH生成量與H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系Table 3 The relationship between ?OH formation and H2O2 mass fraction

由表3可知：在磷鎢酸與H2O2體系中，H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，·OH自由基的量越多。

2.3 時(shí)間與·OH生成量的關(guān)系

在pH = 3.5，室溫20 ℃，每隔10 min取樣測(cè)定·OH 表觀生成量。見表4。

表4 ·OH生成量與時(shí)間的關(guān)系Table 4 The relationship between ?OH formation and time

由表4可知：·OH生成量隨時(shí)間的增加而增加，當(dāng)時(shí)間達(dá)到30 min后， ·OH生成量沒有太大的變化。

2.4 溫度對(duì)·OH自由基的生成量的影響

在pH = 3.5，時(shí)間30 min，取樣測(cè)定不同溫度下·OH 表觀生成量。見表5。

表5 ·OH生成量與溫度的關(guān)系Table 5 The relationship between ?OH formation and temperature

由表5可知：·OH生成量隨著溫度的增加變化不是特別明顯。

2.5 臭氧濃度對(duì)·OH自由基的生成量的影響

在pH = 3.5，溫度為20 ℃，時(shí)間30 min，取樣測(cè)定·OH 表觀生成量。見表6。

由表6可知：在30% H2O2+磷鎢酸體系中通入臭氧有利于·OH的生成，比原體系生成的·OH自由基的量多，且·OH生成量隨著臭氧濃度的增大而增大，臭氧發(fā)生器為自制，濃度最高可達(dá)4 000 mg/m3，因此當(dāng)臭氧濃度為4 000 mg/m3時(shí)，·OH生成量最大。

表6 ·OH生成量與臭氧的濃度的關(guān)系Table 6 The relationship between ?OH formation and ozone concentration

2.6 相轉(zhuǎn)移催化劑對(duì)·OH自由基的生成量的影響

在pH = 3.5，時(shí)間30 min，溫度20 ℃，取樣測(cè)定以芐基三乙基氯化銨為相轉(zhuǎn)移試劑下·OH 表觀生成量。見表7。

表7 ·OH生成量與相轉(zhuǎn)移試劑的關(guān)系Table7 The relationship between ?OH formation and phase transfer reagents

由表7可知：在體系中加入芐基三乙基氯化銨不有利于·OH的生成，比原體系生成的·OH自由基的量少，因此以芐基三乙基氯化銨為相轉(zhuǎn)移試劑不利于壬二酸的生成。

［1］ 任永利，王蒞. 苯直接羥基化制苯酚研究進(jìn)展[J].化學(xué)進(jìn)展,2003,1 5(5):420-426.

［2］ 于劍鋒，楊宇.Dawson結(jié)構(gòu)鉬釩磷雜多化合物及其在苯酚過氧化氫羥化中的活性[J].催化學(xué)報(bào),1997,18(5):432-435.

［3］ E. Santacesaria, M. Ambrosio et al. Double bond oxidative cleavage of monoenic fatty chains[J].Catalysis Today,2003(79): 59-65.

［4］ E. Santacesaria, A. Sorrentino et al.Oxidative Cleavage of the Double Bond of Monoenic Fatty Chains inTwo Steps: A New Promising Route to Azelaic Acid and Other Industrial Products[J]. Ind. Eng. Chem. Res.,2000, 39, 2766-2771.

［5］ R.G. Barradas, D.S.Nadezhdin et al. Some observations on the effects of temperature and illumination on the anodic passivation of lead in sulphuric acid[J].Journal of Electroanalytical Chemistry,1983, 151:165-173.

［6］ SKOKES N J , TANNER B J.Determination of Hydroxyl radical concentration in environmental chambers using electron spin resonance[J].Chemsphere ,1994 ,28 (5) :999-1008.

［7］ KAUR H , HALLIWELL B. Aromatic Hydroxylation of Phenyl nine as an assay for Hydroxyl Radicals[J].Anal Biochemist ,1994 ,220(1) : 11-15.

［8］ 徐向榮, 王文華,李華斌. 熒光法測(cè)定Fenton反應(yīng)產(chǎn)生的羥自由基[J].分析化學(xué),1998 , 26(12) :1460-1463.

Spectrophotometric Determination of Hydroxyl Radical Content With Methyl Violet

HONG Yan，SHI Chun-wei
（ Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China）

Hydroxyl radical（OH ）is a kind of free radical with extreme strong oxidizing ability, its oxidative capacity is second only to fluoride, so the hydroxyl radical can easily oxidize various organic and inorganic substances. In this paper, spectrophotometric determination of OH with methyl violet was carried out. The results show that the method is simple, inexpensive and good results.

Methyl violet spectrophotometric method; Azelaic acid; Mechanism

X 83

A

1671-0460（2012）03-0317-02

2012-01-10

洪滟（1978-），女，遼寧撫順人，中級(jí)職稱。E-m ail:hongyan0619@163.com。