對溴苯基重氮氨基偶氮苯雙波長分光光度法測定鎘

湯家華，常世科

（1.巢湖學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽巢湖238000；2.巢湖學(xué)院配位化學(xué)研究所，安徽巢湖238000）

對溴苯基重氮氨基偶氮苯雙波長分光光度法測定鎘

湯家華1，2，常世科1，2

（1.巢湖學(xué)院化學(xué)與材料工程學(xué)院，安徽巢湖238000；2.巢湖學(xué)院配位化學(xué)研究所，安徽巢湖238000）

研究了對溴苯基重氮氨基偶氮苯與鎘（Ⅱ）的顯色反應(yīng)，建立了雙波長分光光度法測定鎘的新方法。研究結(jié)果表明：在氨水介質(zhì)中，在TritonX-100存在下，鎘（Ⅱ）與對溴苯基重氮氨基偶氮苯能形成穩(wěn)定的紅色絡(luò)合物，最大吸收正峰為492nm，負峰為410nm處。選定492nm為測定波長，410nm為參比波長。鎘（Ⅱ）的量在0～0.6μg/mL范圍內(nèi)符合比爾定律。表觀摩爾吸收系數(shù)為1.8×105L·mol-1·cm-1，比單波長提高了（1.1×105L·mol-1·cm-1）64%。加入混合掩蔽劑可消除常見共存離子的干擾。該方法用于水樣中鎘含量的測定，回收率為102%～104%，RSD為2.6%～3.2%（n=5）。

雙波長；對溴苯基重氮氨基偶氮苯；鎘；分光光度法

DOI10.3969/j.issn.1672-6375.2016.10.014

0　引言

鎘不是人體的必需元素。人體內(nèi)的鎘主要通過飲食和環(huán)境進入體內(nèi)蓄積下來，蓄積過多會引起慢性中毒，過量的鎘會導(dǎo)致腎機能衰退、骨質(zhì)疏松等。金屬鎘被應(yīng)用于各行各業(yè)中，鎘主要以污水的形式排到江河水域中，被植物和土壤所吸收，因此研究水中鎘的含量具有重要意義。微量鎘的測定方法主要有原子吸收光譜法［1］、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法［2］、溶出伏安法［3-4］、質(zhì)譜法［5］、原子熒光光譜法［6］、分光光度法［7］等。雙波長在光度分析中應(yīng)用很多［8-9］，但用對溴苯基重氮氨基偶氮苯雙波長分光光度法測定鎘未見報道。本論述選用氨水和三乙醇胺為介質(zhì)，在TritonX-100作用下，鎘（Ⅱ）與對溴苯基重氮氨基偶氮反應(yīng)生成穩(wěn)定的紅色配合物，492nm處出現(xiàn)正吸收峰，410nm處出現(xiàn)負吸收峰，ΔA=A492－A410，據(jù)此建立了雙波長分光光度法測定鎘，ΔA與鎘（Ⅱ）在0～0.6μg/mL范圍內(nèi)符合比耳定律，其表觀摩爾吸光系數(shù)為1.8×105L·mol-1·cm-1，用單波長測定表觀摩爾吸光系數(shù)為1.1×105L·mol-1·cm-1。方法用于水中微量鎘的測定，結(jié)果滿意。

1　實驗部分

1.1試劑與儀器

T9CS型雙光束分光光度計；752型紫外可見分光光度計；FA1604型電子分析天平。

鎘標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：1mg/mL，準(zhǔn)確稱取2.282g硫酸鎘（3CdSO4·8H20）于燒杯中，加適量水溶解，定量地轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，用水定容至刻度，搖勻。

使用時稀釋至2μg/mL鎘標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。

對溴苯基重氮氨基偶氮苯溶液（上海長科試劑研究所提供）：0.04%，稱取0.2000g的對溴苯基重氮氨基偶氮苯于燒杯中，用適量無水乙醇溶解后，定量地轉(zhuǎn)移至500mL容量瓶中，用無水乙醇稀釋至刻度，搖勻。

氨水：1∶1；三乙醇胺：1∶1；TritonX-100：5%（V/V）。

混合掩蔽劑：1%，稱取1g硫脲、1g氟化鈉、1g檸檬酸鈉溶于100mL水中。

1.2試驗方法

移取不大于6μg鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液于10mL容量瓶中，依次加入1∶1三乙醇胺1.0mL，1∶1氨水1.0mL，5%TritonX-100乳化劑2.0mL，0.04%對溴苯基重氮氨基偶氮苯顯色劑0.8mL，用水稀釋至刻度，搖勻。用1cm比色皿，以相應(yīng)的試劑空白為參比，分別于492nm、410nm波長處測定吸光度，計算ΔA=A492-A410。

2　結(jié)果與討論

2.1吸收曲線

按試驗方法配制溶液，用T9CS型雙光束分光光度計，在波長360～600nm范圍內(nèi)掃描，得試劑空白和配合物的吸收光譜見圖1所示。從圖1可知：試劑空白的最大吸收峰在410nm（曲線1），配合物的最大吸收正峰為492nm，負峰為410nm處（曲線2）。選定492nm為測定波長，410nm為參比波長，采用雙波長光度法測定鎘。

圖1　吸收曲線

2.2介質(zhì)對體系的影響

考慮氨水對多種金屬離子有絡(luò)合作用，選用氨水為反應(yīng)介質(zhì)。當(dāng)1∶1氨水用量為0.6～1.2mL時，ΔA值最大且恒定，確定1∶1氨水用量為1.0mL。

2.3三乙醇胺用量對吸光度的影響

三乙醇胺對Al3+、Fe3+有掩蔽作用，在顯色體系中加入三乙醇胺，并討論了三乙醇胺用量對體系的影響。當(dāng)三乙醇胺用量在0.8～1.5mL范圍內(nèi)，ΔA值最大且基本不變，故確定三乙醇胺的用量為1.0mL。

2.4表面活性劑的選擇及用量

討論了相同濃度OP-10、PVA、TritonX-100、Tween-80等表面活性劑對吸光度的影響。結(jié)果表明：使用TritonX-100，ΔA值最大；當(dāng)TritonX-100的用量為1.0～3.0mL時，ΔA值最大且平穩(wěn)。故本實驗TritonX-100用量選用2.0mL。

2.5對溴苯基重氮氨基偶氮苯的影響

研究了對溴苯基重氮氨基偶氮苯用量對吸光度測定。當(dāng)對溴苯基重氮氨基偶氮苯的用量在0.6～1.0mL范圍內(nèi)，ΔA值最大且穩(wěn)定，本實驗選用0.8mL。

2.6反應(yīng)時間及配合物的穩(wěn)定性

室溫下，對溴苯基重氮氨基偶氮苯與鎘的配合反應(yīng)立刻完成，且ΔA值至少在12h內(nèi)基本不變。

2.7標(biāo)準(zhǔn)曲線

在試驗條件下，Cd（Ⅱ）在0～0.6μg/mL的范圍內(nèi)符合比耳定律見圖2所示。雙波長法線性回歸方程ΔA= 1.59C（μg/mL）-0.0254，r=0.9988，表觀摩爾吸光系數(shù)為1.8×105L·mol-1·cm-1，用單波長法，線性回歸方程為A=0.974C（μg/mL）-0.0151，相關(guān)系數(shù)r=0.9988，表觀摩爾吸光系數(shù)為1.1×105L·mol-1·cm-1，雙波長法比單波長法的靈敏度提高64%。

圖2　鎘的標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.8共存物質(zhì)的影響

測定4μg/10mLCd（Ⅱ），當(dāng)相對誤差不超過±5%時，共存物質(zhì)的允許量（以μg）計為：Cl-（1500），Na+（1000），Ca2+（600），Al3+（300），Mg2+（200），Mn2+（100），Si（Ⅳ）（70），硫脲（10000），氟化鈉（10000），檸檬酸鈉（10000）；當(dāng)加入1.0mL混合掩蔽劑后，可允許Cu2+（60），Ni2+、Fe3+（30），Zn2+（25），Ag+（20），Hg2+（10）存在。

2.9樣品分析

取1500mL地下水水樣，按有關(guān)文獻［10］對水樣進行濃縮消解處理，定容于25mL容量瓶中。移取處理后的地下水水樣2.0mL于10mL容量瓶中，加入1.0mL混合掩蔽劑，搖勻，按照試驗方法測定并進行加標(biāo)回收試驗，結(jié)果見表1所示。

表1　水中鎘的測定結(jié)果

3　結(jié)論

在表面活性劑TritonX-100作用下，在氨水介質(zhì)中，鎘與對溴苯基重氮氨基偶氮苯溶液形成穩(wěn)定的紅色絡(luò)合物，絡(luò)合物在492nm處有正吸收峰，在410nm處有負吸收峰，ΔA=A492－A410，鎘的含量在0～0.6μg/mL范圍內(nèi)符合朗伯-比爾定律，其表觀摩爾吸收系數(shù)為1.8×105L·mol-1·cm-1，比單波長提高了（1.1×105L·mol-1· cm-1）64%，提高了顯色反應(yīng)的靈敏度。加入混合掩蔽劑后，可直接測定地下水樣中的鎘含量。

［1］李昌明，魏祖安，李文，等石墨爐原子吸收法快速連續(xù)監(jiān)測柳江水中鎘［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2012，22（6）：1298-1300.

［2］朱振科，陳建國，金獻忠，等.可溶性濾膜分離富集電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法對水中痕量鎘銅鉛與鋅的同時測定［J］.分析測試學(xué)報，2010，29（6）:599-602.

［3］李靜，李紅波，范大和，等.微波消解-鉍膜/Nafion修飾電極溶出伏安法測定鰻魚中的鎘含量［J］.食品科學(xué)，2011，32（14）:190-192.

［4］楊玫，劉佳明，包曉天，等.雙硫腙/多壁碳納米管修飾電極差分脈沖溶出伏安法測定豬肝和豬腎中的鎘（Ⅱ）［J］.理化檢驗-化學(xué)分冊，2015，51（3）:365-368.

［5］周麗萍，李中璽.王水.提取-電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時測定地質(zhì)樣品中微量銀、鎘、鉍［J］.分析化學(xué)，2010，38（9）:1299-1304.

［6］陳明麗，付海闊，孟皓，等.離子液體雙水相萃取蒸汽發(fā)生原子熒光法測定痕量鎘［J］.分析化學(xué)，2010，38（9）:1299-1304.

［7］王貴芳，王曉瑾.2-羧基-4′-硝基苯基重氮氨基偶氮苯的合成及其與鎘（Ⅱ）的顯色反應(yīng)［J］.分析試驗室，2010，29（5）:54-57.

［8］羅道成，劉俊峰.雙波長分光光度法測定電鍍廢水中微量鋅［J］.化學(xué)試劑，2011，33（7）:637-639.

［9］常世科，湯家華，李丹丹，等.鐵（Ⅲ）-鄰苯三酚紅-十六烷基三甲基溴化銨雙波長分光光度法測定鐵［J］.理化檢驗-化學(xué)分冊，2015，51（10）:1455-1456.

［10］王貴芳，邢云.4-（4-氯苯重氮氨基）-4'-硝基偶氮苯的合成及其與鎘（Ⅱ）的顯色反應(yīng)［J］.冶金分析，2009，29（5）: 20-23.

TQ440.7

A

2016-7-19

湯家華（1963-），女，安徽巢湖人，大學(xué)本科，高級實驗師，主要從事基礎(chǔ)化學(xué)實驗教學(xué)及研究工作。