雙波長催化動力學光度法測定亞硝酸根

陳倩 張振新（淮北師范大學化學與材料科學學院，安徽 淮北 235099）

雙波長催化動力學光度法測定亞硝酸根

陳倩 張振新（淮北師范大學化學與材料科學學院，安徽 淮北 235099）

本文利用磷酸作為介質，通過測量溴酸鉀氧化甲基綠及酸性鉻蘭的反應體系在540nm和635nm處的吸光度變化，探索新的雙波長催化光度法測定亞硝酸根的方法，結果表明此方法具有靈敏度高、穩(wěn)定性強的特點，其重現(xiàn)性和選擇性也很好，可用于水樣的測定。

亞硝酸根；雙波長；催化動力學光度法；甲基綠；酸性鉻蘭

1 引言

亞硝酸鹽存在生活中的土壤、水及蔬菜中，攝入它易中毒。它會使體內正常血紅蛋白形成高鐵血紅蛋白，失去攜氧功能，導致人體缺氧[1]。它還能形成強致癌物亞硝胺。因此，水環(huán)境監(jiān)測和食品檢測時準確測定NO2－的含量是一項重要的指標。

測定NO2－的方法報道很多，有近年的催化光度法[2]、分光光度法[3]、熒光分析法，也有多年的動力學分光光度法[4]、離子色譜法等。而在NO2－的測定中，動力學光度法以儀器簡單、操作方便、靈敏度高，得到廣泛的應用。本文在磷酸反應介質中，以溴酸鉀為氧化劑的反應體系，用雙波長催化動力學光度法測定痕量NO2－，基于NO2－對溴酸鉀氧化甲基綠及酸性鉻蘭有催化作用，研究反應的適宜條件及動力學參數(shù)。并用此方法來測定居民生活用水（自來水）、沱河以及澮河中的NO2－含量，取得較滿意結果。

2 實驗部分

2.1 主要的實驗試劑和儀器

HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋(國華電器有限公司)；FA2004電子天平（上海良平儀器儀表有限公司）。722S分光光度計（上海精密科3學儀器有限公司）；UV-3600型紫外可見分光光度計（日本島津公司）；

NO2－的標準溶液：1μg/mL的溶液；甲基綠：0.4g/L的溶液；酸性鉻蘭：0.4g/L的溶液；KBrO3：1.0×10-2mol/L的溶液；H3PO4：1.0×10-9mol/L的溶液。

試劑都是分析純， 所用水為蒸餾水。

2.2 實驗檢測方法

取兩支容量為25mL的帶塞比色管，分別標記為1號管和2號管，兩支管中均加入1.5mL甲基綠溶液，0.6mL磷酸，2.0mL溴酸鉀溶液，1.6mL酸性鉻蘭溶液。1號管中加定量NO2－標準溶液，為催化體系（吸光度為A635和A540）；而2號管中不加NO2－標準溶液，為非催化體系（吸光度為A635和A540）。兩管用水定容到刻度后混合均勻，同時放到80℃的水浴鍋中加熱，8min后取出，并用水沖淋冷卻4min。再分別從兩支管中提取1mL溶液到比色皿中，用蒸餾水作參比溶液，在分光光度計上540nm和635nm兩處測定其吸光度，記為A、A0。然后分 別 根 據(jù) 公 式：ΔA540= A0540-A540，ΔA635= A0635-A635，ΔA =ΔA540+ΔA635計算結果。

3 結果與討論

3.1 吸收光譜曲線

取1.0?g含NO2－的標準溶液，按上述方法，記錄實驗結果，繪制吸收光譜曲線。從圖1看出，在含有甲基綠和酸性鉻蘭的雙指示劑體系中，催化和非催化的反應都在540nm和635nm這兩處達到最大值，說明NO2－對溴酸鉀氧化酸性鉻蘭和甲基綠都具有催化作用。根據(jù)吸收曲線，實驗用540nm和635nm作測定波長。

圖1 吸收曲線

3.2 探索酸度及其用量

按上述方法，分別采用不同種類的酸（HNO3、HCl、H3PO4和H2SO4）和不同量的酸測定其對實驗反應的影響，實驗結果表明，在不同種類的酸中，反應體系在H3PO4溶液中的靈敏度最高，ΔA最大值出現(xiàn)在磷酸溶液0.6mL用量時，故本測定體系選用0.6mL磷酸溶液。

3.3 探索酸性鉻蘭和甲基綠的最佳用量

按上述方法，保持其他變量和條件一致，探索酸性鉻蘭溶液和甲基綠溶液的最佳用量。實驗表明：催化效果最好和ΔA最大值出現(xiàn)在酸性鉻蘭用量為1.6mL和甲基綠用量為1.5mL時。故體系選用甲基綠1.5mL、酸性鉻蘭為1.6mL。

3.4 探索溴酸鉀的用量

按上述方法，溴酸鉀的量為變量，其他條件不變，探索溴酸鉀的最佳用量。結果表明：當溴酸鉀用量小于2.0mL時，ΔA隨著溴酸鉀用量增加而相應增大；當溴酸鉀用量大于2.0mL時，ΔA隨著溴酸鉀用量增加而不斷減少。因此，溴酸鉀最佳用量為2.0mL。

3.5 探索反應時間

按上述方法，以反應時間為變量，其他條件不變，探索其反應時間。結果表明：當反應時間小于8min時，ΔA隨著時間的增加而增大；當反應時間超過8min之后，ΔA隨著時間的增加而減小，催化效果也越來越弱。因此，將8min定為該測定體系的反應時間。

3.6 探索反應溫度

按上述方法，除溫度外其他條件不變，實驗發(fā)現(xiàn)：溫度低于60℃時，反應較緩慢；溫度在60～80℃之間，反應速度加快，ΔA的值逐漸增大；而溫度超過80℃后，溫度對催化反應速度的影響比對非催化反應速度的影響小，ΔA的值也逐漸減少。因此，80℃為體系最佳反應溫度。

3.7 工作曲線

在最佳條件下，提取不同量的NO2－溶液實驗，采用雙波長(540nm和635nm)繪制的工作曲線，結果表明， NO2－的濃度在0.2～2.8?g/25mL范圍時，其ΔA呈線性關系，線性回歸方程為ΔA=0.25721+0.36753CNO2－，相關系數(shù)R=0.99626，其檢出限為6.18×10-10g/mL。

圖2 540nm和635nm下的工作曲線

3.8 共存離子影響

檢測量為1μg/25mL NO2－溶液，相對誤差為±5%，對常見離子進行干擾實驗。實驗表明：1000倍的K+、Na+、NO3-、Br-、I-、Cl-，200倍 的Ca2+、Zn2+、Mg2+，50倍 的Cr3+、Co2+、Mn2+、F-、V5+，20倍的Pb2+、Ag+；以及 5倍的Al3+、Sb3+、Bi3+均不產(chǎn)生干擾。

4 樣品測定

分別采集沱河、澮河和市民生活用水（自來水）水樣，加熱煮沸、冷卻靜置過濾除去沉淀，取定量樣品，按上述方法對NO2－測定，結果見表1。

表1 樣品分析結果

5 結語

本文探索以磷酸為介質，以NO2－作為催化劑，對溴酸鉀氧化酸性鉻蘭及甲基綠褪色反應進行催化，建立新的雙波長光度法測定NO2－。實驗表明，該檢測方法具有選擇性好、靈敏度高等優(yōu)點，取得滿意效果。

[1]Bagchi, De. Free radicals and grape seed proanthocyanidin extract: importance in human health and disease prevention. Toxicology, 2000. 148(2): 187-197.

[2]朱軍,李成平.催化動力學測定痕量亞硝酸根.浙江食品工業(yè),1993.5(1):39-42.

[3]李萬海.催化分光光度法測定微量亞硝酸根.吉林化工學院學報, 2004.21(3): 26-29.

[4]王術皓,杜凌云.動力學分光光度法測定痕量亞硝酸根和硫氰酸根的研究.分析試驗室,1997.16(2):32-34.