改進(jìn)的催化動(dòng)力分光光度法測(cè)多礦中碘的含量

■袁燕平 姚亞軍

(長(zhǎng)沙興嘉生物工程股份有限公司技術(shù)中心，湖南長(zhǎng)沙 410011)

碘是飼料多礦中一種非常重要的微量元素，它的含量的高低直接影響到多礦的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和成本，然而它的檢測(cè)問題一直困擾著整個(gè)飼料行業(yè)，目前還沒有一個(gè)較好的辦法能檢測(cè)多礦中碘的含量，這是因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)上的絕大多數(shù)多礦中添加的是碘酸鈣，GB/T 13882-2010方法針對(duì)的是碘化鉀而非碘酸鈣，另外多礦中富含二價(jià)銅和四價(jià)硒等氧化性成分，加上碘酸鈣在多礦中的量并不大，使得它也難以通過常規(guī)容量法檢測(cè)出來(lái)。

開發(fā)建立特異性強(qiáng)的碘的檢測(cè)方法是關(guān)鍵，最近，長(zhǎng)沙興嘉生物在這方面做出了顯著成果。他們?cè)贕B/T 13882-2010的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，開發(fā)出一種新的催化動(dòng)力分光光度法檢測(cè)多礦中碘酸鈣的含量，效果較好。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

恒溫水浴鍋（THX-05，寧波天恒），漩渦振蕩器（SZ-1，國(guó)義），秒表，分光光度計(jì)（UV-9600，北京瑞利），超聲波清洗器（SB-25-12DT，寧波新芝）。

硝酸（優(yōu)級(jí)純，株洲星空化玻），碘酸鈣（AR、國(guó)藥），硫氰酸鉀（AR，國(guó)藥），碳酸鉀（AR，天津光復(fù)），硫酸鐵銨（AR，國(guó)藥），硫酸（AR，邵陽(yáng)方華），氯化鈉（AR，天津恒興），鹽酸羥胺（AR，湖南高純），氯化亞錫（AR，西隴化工）。重蒸水（實(shí)驗(yàn)室自制）

（1+1）硝酸溶液：50 ml重蒸水緩慢加入50 ml優(yōu)級(jí)純硝酸，攪拌均勻。

1 mg/ml碘酸鈣標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液：稱取0.196 2 g分析純六水合碘酸鈣，加入4 ml（1+1）硝酸，超聲30 min使其溶解，轉(zhuǎn)移至100 ml容量瓶定容，移入棕色試劑瓶，置于冰箱保存，2個(gè)月內(nèi)有效。

1～4μg/ml碘酸鈣標(biāo)準(zhǔn)工作溶液：準(zhǔn)確移取 0.1～0.4 ml標(biāo)準(zhǔn)碘酸鈣儲(chǔ)備溶液入100 ml容量瓶，加入2 ml（1+1）硝酸，加水定容，轉(zhuǎn)移至棕色試劑瓶，置于冰箱保存，15 d內(nèi)有效。

0.1 mol/l硫氰酸鉀溶液：稱取0.97 g硫氰酸鉀，溶于適量水，移入100 ml容量瓶，稀釋至刻度。

硫氰酸鉀-碳酸鉀溶液：稱取4.8 g碳酸鉀，溶于適量水，加入5 ml 0.1mol/l硫氰酸鉀溶液，轉(zhuǎn)移至100 ml容量瓶，稀釋至刻度。

硫酸鐵銨-硝酸溶液：稱取6.0 g十二水合硫酸鐵銨溶于水，慢慢加入優(yōu)級(jí)純濃硝酸47 ml，移入100 ml容量瓶中，稀釋至刻度，置于冰箱保存，15 d內(nèi)有效。

顏色固定劑：在300 ml水中，依次加入硫酸50 ml、氯化鈉25 g、鹽酸羥胺5 g、氯化亞錫10 g，溶解后用水稀釋至500 ml。

1.2 樣品處理

準(zhǔn)確稱取0.2～0.5 g多礦樣品，加入2 ml（1+1）硝酸，超聲30 min溶解其中碘酸鈣，轉(zhuǎn)移至100 ml容量瓶，加水定容，搖勻后過濾，此步配得的樣品溶液中含碘約2 μg/ml。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線制備及樣品檢測(cè)

移取碘酸鈣標(biāo)準(zhǔn)工作液0.0、0.2、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 ml于10 ml容量瓶，各加硫氰酸鉀-碳酸鉀溶液0.5 ml，以及重蒸水3 ml，在漩渦振蕩器上充分混勻，調(diào)好秒表，每間隔40 s的時(shí)間向每份標(biāo)液分別加硫酸鐵銨-硝酸溶液1 ml，利用漩渦振蕩器充分混勻，30℃恒溫水浴反應(yīng)20 min后，再每隔40 s的時(shí)間向每份標(biāo)液分別加顏色固定液0.5 ml，加水定容并搖勻，用1 cm比色皿，在460 nm處，以重蒸水為參比測(cè)各標(biāo)液的吸光度，繪制吸光度-碘含量標(biāo)準(zhǔn)工作曲線并求得回歸方程。

同時(shí)，移取樣品溶液0.5 ml于10 ml容量瓶，后面步驟同標(biāo)準(zhǔn)曲線制備，測(cè)得樣品溶液吸光度值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線方程計(jì)算其中碘含量。

在條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中，將改變各試劑的加入量以摸索最優(yōu)條件。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同濃度標(biāo)液制備的標(biāo)準(zhǔn)曲線

GB/T 13882-2010中使用碘化鉀做標(biāo)液，此處使用碘酸鈣作為標(biāo)液，與多礦中實(shí)際所使用的碘源一致，更加科學(xué)合理。由于此方法與國(guó)標(biāo)體系不一樣，需摸索碘酸鈣標(biāo)液的最佳濃度，不同濃度碘酸鈣標(biāo)液所制備的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比所得結(jié)果如表1和圖1。從圖1、表1中均可看出，濃度太低，底物褪色慢，吸光值太集中，梯度太小，導(dǎo)致誤差較大，故不適合，而濃度較高時(shí)，褪色較快，導(dǎo)致曲線后段有些彎曲，誤差較大，所以，適中的濃度2μg/ml比較好。

表1 不同濃度碘酸鈣制備的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比

圖1 不同濃度碘酸鈣制備的標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比

2.2 不同酸度

酸度是影響反應(yīng)的一個(gè)至關(guān)重要的因素，酸度不同，反應(yīng)的快慢程度不一樣，也就是褪色快慢不一樣，故需摸索出一個(gè)較適宜的酸度。本實(shí)驗(yàn)中，通過改變加水量來(lái)改變酸度，不同加水量的對(duì)比結(jié)果如表2和圖2所示。從結(jié)果可看出，水量減少，褪色太快，水量增多，褪色較慢，混勻時(shí)不好操作，給結(jié)果帶來(lái)影響，所以水量是確定為3 ml較適宜，另外需控制標(biāo)液和樣品溶液中酸度一致，本方法中確定標(biāo)液和樣品中均加入2%的（1+1）硝酸。

表2 不同加水量的對(duì)比

2.3 平行性

對(duì)于多礦樣品的檢測(cè)，本實(shí)驗(yàn)考察了同一個(gè)樣品的平行性，結(jié)果列于表3。從表3可以看出，4個(gè)樣品3平行的相對(duì)誤差的絕對(duì)值最小可以達(dá)到0.18%，而最大也沒超過30%，在GB/T 13882-2010中規(guī)定，當(dāng)試樣中碘含量大于3 mg/kg時(shí)，允許相對(duì)偏差為30%，顯然，此方法能達(dá)到基本要求，并且整體而言，準(zhǔn)確性和平行性都較好。

圖2 不同加水量的對(duì)比

表3 平行性實(shí)驗(yàn)

2.4 回收率

在4個(gè)多礦樣品中添加100μg碘酸鈣，考察回收率，結(jié)果列于表4。從表4可看出，除個(gè)別情況回收率較高外，回收率基本可以控制在90%～110%之間，屬于較好的結(jié)果，說明此方法可靠，能滿足多礦中碘的檢測(cè)需求。

表4 回收率實(shí)驗(yàn)

2.5 碘酸鈣標(biāo)液用于GB/T 13882-2010

國(guó)標(biāo)GB/T 13882-2010中所用的標(biāo)液為碘化鉀，其原理是在酸性條件下碘化鉀催化亞硝酸鈉氧化硫氰酸鐵，使硫氰酸鐵褪色，相同反應(yīng)時(shí)間里，硫氰酸鉀的褪色程度能反映碘化鉀的多少。而在本方法中，考慮到碘酸鈣本身是氧化劑，在酸性條件下表現(xiàn)出較強(qiáng)的氧化性，能自催化氧化硫氰酸鐵，故此方法中去掉了亞硝酸鈉，這一改進(jìn)收到了較好的效果。

本實(shí)驗(yàn)也嘗試將碘酸鈣標(biāo)液用于GB/T 13882-2010方法，即反應(yīng)體系中不去除亞硝酸鈉，所得結(jié)果如表5和圖3。從結(jié)果上來(lái)看，碘酸鈣用于GB/T 13882-2010方法，所得標(biāo)準(zhǔn)曲線線性較差，這是因?yàn)轶w系中碘酸鈣和亞硝酸鈉都是強(qiáng)氧化劑，都能使硫氰酸鐵褪色，相當(dāng)于有兩個(gè)反應(yīng)同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行，則硫氰酸鉀褪色的快慢與碘酸鈣含量的高低很難控制呈必然線性關(guān)系。

表5 碘酸鈣標(biāo)液用于國(guó)標(biāo)方法所得標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 碘酸鈣標(biāo)液用于國(guó)標(biāo)方法制備標(biāo)準(zhǔn)曲線

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)中所建立的碘酸鈣氧化硫氰酸鉀褪色分光光度法，在適宜的碘的濃度與酸度條件下，碘酸鈣濃度與溶液吸光度之間呈現(xiàn)較好的線性，硫氰酸鉀褪色的程度能較好地反映碘酸鈣的含量。此方法應(yīng)用于多礦的檢測(cè)，平行性和回收率較好。此方法相較于GB/T 13882-2010方法更穩(wěn)定、更科學(xué)合理。