酸性鉻蘭K與錫（Ⅱ）的光度法研究

何 珺，阮 瓊，劉 誠，盛云程，鄺鴻福

（云南師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，云南 昆明 650500）

錫是人類發(fā)現(xiàn)和使用的最早的金屬元素之一，元素符號(hào)為 Sn。錫在地殼中的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.004%，主要存在形式為氧化錫。人們到20世紀(jì)70年代才發(fā)現(xiàn)錫也是人體內(nèi)不可或缺的微量元素之一。人體內(nèi)錫含量約為17mg，適量的錫有利于人體的新陳代謝與生長發(fā)育，錫的生理功能主要是促進(jìn)核酸及蛋白質(zhì)的合成，抑制腫瘤的活性，但是過量的錫對(duì)機(jī)體卻是有害的。少數(shù)無機(jī)錫有害，但大多有機(jī)錫化合物都是較強(qiáng)的神經(jīng)毒物［1］。由此可見對(duì)錫含量測(cè)定的研究具有十分重要的意義。

經(jīng)文獻(xiàn)查閱，目前報(bào)道測(cè)定錫含量的方法有：發(fā)射光譜法［2］、EDTA滴定法［3］、過氧化氫體系苯芴酮光度法［4］、示波極譜法［5］。但尚未出現(xiàn)以酸性鉻蘭K作顯色劑測(cè)定錫含量的報(bào)道。分光光度法不僅快捷高效，而且分析結(jié)果可靠。所以本實(shí)驗(yàn)以酸性鉻蘭K作顯色劑測(cè)定錫含量的研究，通過控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)選擇出實(shí)驗(yàn)體系的最佳條件，并進(jìn)行共存離子干擾分析及回收實(shí)驗(yàn)，希望為錫含量的測(cè)定提供一定參考依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

1.1.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器

722N型可見分光光度計(jì)（上海菁華科技儀器有限公司）；

FA2004N型電子天平（上海菁海儀器有限公司）；

一套50mL比色管；

hJ-8集熱式攪拌器。

1.1.2 主要實(shí)驗(yàn)藥品

錫（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.5μg/mL）：移取 5.0mL 10μg/mL錫（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)溶液于100mL容量瓶，蒸餾水定容，搖勻貼上標(biāo)簽。

酸性鉻蘭K溶液（0.04%）：稱取0.1000g酸性鉻蘭K固體于燒杯中，加入蒸餾水溶解，轉(zhuǎn)至250mL容量瓶，蒸餾水定容，搖勻貼上標(biāo)簽。

NaOH溶液（0.02%）：pH＝9，稱取 0.1g NaOH固體于燒杯中，加入蒸餾水溶解，冷卻至室溫后轉(zhuǎn)至500mL容量瓶，蒸餾水定容，搖勻貼上標(biāo)簽。

Tween-20溶液〔V（Tween-20）∶V（H2O）＝1∶100）〕：移取 1mL Tween-20于試劑瓶中，加入100mL蒸餾水后搖勻貼上標(biāo)簽。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在50mL比色管中，分別依次加入0.04%酸性鉻蘭K溶液3.50mL，0.02%NaOH溶液1.00mL，Tween-20溶液〔V（Tween-20）∶V（H2O）＝1∶100）〕·1.00 mL，0.5μg/mL錫（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)溶液 1.00mL，用蒸餾水稀釋至刻度線，搖勻，室溫下靜置顯色10 min。以試劑空白作參比溶液，在508nm波長處測(cè)定其顯色體系的吸光度值A(chǔ)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 最大吸收波長的選擇

按照實(shí)驗(yàn)方法顯色，測(cè)定在450～700 nm范圍內(nèi)不同波長λ下的吸光度值A(chǔ)，并繪制出A-λ吸收曲線。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：最大吸收波長λmax＝508 nm。吸收光譜見圖1所示。

圖1 吸收光譜圖

試劑空白對(duì)蒸餾水λmax＝575 nm，顯色體系對(duì)蒸餾水λmax＝508 nm，但△λ＞60 nm，說明試劑空白不干擾顯色體系的測(cè)定，故本實(shí)驗(yàn)以試劑空白作參比，選擇在508 nm波長處測(cè)定吸光度值A(chǔ)。

2.2 顯色劑用量的選擇

按照實(shí)驗(yàn)方法配制顯色體系，其他條件固定不變，在最大波長下測(cè)定不同用量顯色劑的吸光度，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：0.04% 酸性鉻蘭K溶液用量在3.5mL時(shí) A最大，故本實(shí)驗(yàn)顯色劑用量選為3.5mL。

2.3 酸度及其用量的選擇

按照實(shí)驗(yàn)方法，配制了以HCl、H2SO4、氨水、NaOH、NH3-NH4Cl緩沖溶液為介質(zhì)的顯色體系，在最大波長下測(cè)其吸光度值A(chǔ)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：顯色體系中加入0.02%NaOH溶液1.0mL的吸光度值A(chǔ)最大，故本實(shí)驗(yàn)選用0.02%NaOH溶液為1.0mL。

2.4 催化劑Mn2+用量的選擇

按照實(shí)驗(yàn)方法，配制不同用量的Mn2+溶液，在最大吸收波長下測(cè)其吸光度值A(chǔ)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：顯色體系中有Mn2+存在時(shí)，酸性鉻蘭K能與Mn2+生成玫瑰色絡(luò)合物，對(duì)測(cè)量結(jié)果具有一定的干擾效果，故本實(shí)驗(yàn)不選用Mn2+作為顯色體系催化劑。

2.5 表面活性劑的選擇及用量的確定

按照實(shí)驗(yàn)方法，體系中分別加入Tween-20、Tween-60、Tween-80、溴化十六烷吡啶、聚乙二醇辛基苯基醚（OP）等表面活性劑，在最大波長下測(cè)其吸光度值A(chǔ)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：顯色體系中加入 V（Tween-20）∶V（H2O）＝1∶100）溶液用量在1.0mL時(shí)吸光度值A(chǔ)最大，故本實(shí)驗(yàn)表面活性劑用量選為1.0 mL。

2.6 顯色溫度及時(shí)間的選擇

按照實(shí)驗(yàn)方法，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知：溫度對(duì)吸光度值得影響不大，穩(wěn)定時(shí)間在10 min體系有最大吸光度，故本實(shí)驗(yàn)選擇在室溫下顯色10 min進(jìn)行。

2.7 工作曲線的繪制及線性回歸方程

按照選定的最佳實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別在多支50mL比色管中加入不同體積的0.5μg/mL錫（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行顯色并在508 nm波長處測(cè)其吸光度值A(chǔ)。作出A-c工作曲線（標(biāo)準(zhǔn)曲線），結(jié)果如圖2所示。

圖2 工作曲線

由圖2可知，錫（Ⅱ）的含量在0～1.0μg/50mL范圍內(nèi)符合朗伯-比爾定律，線性回歸方程為A＝0.1792C（0.5μg/50mL）+0.0065，相關(guān)系數(shù) r＝0.9982，按線性回歸方程可計(jì)算出吸光系數(shù)ε＝2.131×106L·mol-1·cm-1。

2.8 共存離子干擾實(shí)驗(yàn)

在不入加掩蔽劑的情況下，用選定的最佳實(shí)驗(yàn)條件在多支50mL比色管中加入2.0mL 0.5μg/mL錫（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)溶液，再分別加入不同量的干擾離子在508nm波長處測(cè)定吸光度值A(chǔ)。在相對(duì)誤差≤5%時(shí)允許以下離子的存在量（μg）分別為：Ba2+（0.01）、Mn2+（0.08）、Ni2+（0.1）、Pb2+（0.15）、Zn2+（0.2）、Cu2+（0.2）、Ca2+（0.2）、K+（0.2）、Na+（0.25）、Mg2+（0.5）、Fe3+（0.5）。

2.9 回收實(shí)驗(yàn)

用選定的最佳實(shí)驗(yàn)條件在三支50mL比色管中分別加入0.6mL、1.0mL、2.0mL0.5μg/mL錫（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到 0.3μg、0.5μg、1.0μg的回收體系，用蒸餾水稀釋至刻度線，搖勻，室溫下靜置10min，在508nm波長處測(cè)其吸光度值A(chǔ)。按照同樣的方法重復(fù)三次進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果如表1所示。

表1 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表1結(jié)果可知，在NaOH介質(zhì)和Tween-20存在下，最大吸收波長為508 nm時(shí)，用酸性鉻蘭K作為顯色劑測(cè)定錫（Ⅱ）含量的分光光度法結(jié)果可靠，用于微量錫（Ⅱ）含量的測(cè)定是可行的。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)采用分光光度法，在0.02%NaOH溶液和表面活性劑 Tween-20〔V（Tween-20）∶V（H2O）＝1∶100）〕溶液存在下，在最大吸收波長508 nm處，用酸性鉻蘭K作為顯色劑與錫（Ⅱ）進(jìn)行顯色反應(yīng)，室溫下10min顯色完全得到玫瑰色絡(luò)合物，吸光系數(shù)ε可達(dá)到2.131×106L·ol-1·cm-1。是測(cè)定樣品中微量錫（Ⅱ）含量的一種較為快捷高效、結(jié)果可靠的分析方法。