聚丙烯酰胺增敏催化过氧化氢氧化维多利亚蓝褪色光度法测量痕量铬

Posted 2023-01-13 检出

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1 引　言适量的Cr 是人与生物体必需的营养元素，是正常糖脂代谢不可缺少的，缺Cr 会引起动脉硬化等多种疾病。测定痕量Cr有偶氮氯膦PA褪色光度法(检出限0.04mg/L)、便携式电动流动分析系统富集法(检出限9.0μg/L)、碘化物吖啶红聚乙烯醇体系分光光度法(检出限4.4×10-6g/L)、催化荧光光度法(检出限3.32μg/L)、增效导数火焰原子吸收光谱法(检出限7.6μg/L)和罗丹明B I3 离子缔合物共振散射法(检出限2.2μg/L)等。未见聚丙烯酰胺增敏催化过氧化氢氧化维多利亚蓝褪色光度法测量痕量Cr 的文献报道。实验观察到，在聚丙烯酰胺存在下，基于Cr 对过氧化氢氧化维多利亚蓝褪色有显著的催化作用及聚丙烯酰胺有较强的增敏效应，据此提出了聚丙烯酰胺增敏催化过氧化氢氧化维多利亚蓝褪色光度测量痕量Cr 的新方法。该方法的灵敏度高(检出限2.0μg/L)，重现性好，简便、快速，用于水样中Cr 含量的测定，结果满意。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂722S分光光度计(上海科学仪器有限公司分析仪器总厂)；501型超级恒温槽(±0.2℃)(重庆试验设备厂)；723可见分光光度计(上海分析仪器总厂)；pHS-3B精密pH计(上海雷磁仪器厂)。Cr 标准溶液：用优级纯CrCl3按常法配制成含Cr 1.00g/L的水溶液，使用时再以水逐级稀释至1.00mg/L作为工作溶液；0.005%(W/V)维多利亚蓝(R)；4.0%(V/V)H2O2；3.0%(W/V)聚丙烯酰胺(PAM)。除了Cr 为优级纯试剂外，其余试剂均为分析纯。水为二次亚沸重蒸馏水。
2.2 实验方法往25mL具塞比色管中加入适量Cr 工作溶液，3.50mLR，2.00mLH2O2，0.25mLPAM，摇匀，水定容。95±0.2℃维持35min，流水冷却3min，取1cm比色皿，以水为空白，于617nm处测定试剂空白的吸光度A0和试液的吸光度A，计算ΔA(A0-A)值。
3 结果与讨论
3.1 吸收光谱按实验方法扫描体系的吸收光谱于图1。由图1可见：R在617nm处有最大吸收峰(曲线1)，H2O2可氧化R褪色(曲线2)，PAM能抑制H2O2氧化R褪色反应(曲线3)，Cr 能催化H2O2氧化R褪色反应(曲线5)，PAM可增敏Cr 催化H2O2氧化R褪色反应(曲线4)故选择λmax=617nm作为测量Cr 的工作波长。
3.2 最佳测定条件
3.2.1 试剂浓度与用量对120μg/LCr，按实验方法单因素改变试剂浓度与用量，实验表明：当0.005%R3.50mL，4.0%H2O22.00mL，3.0%PAM0.25mL时，体系的ΔA最大。
3.2.2 反应酸度当催化与非催化褪色反应的pH值为4.5～5.5范围内ΔA最大，体系的本征pH值为4.94时ΔA最大且稳定。
3.2.3 表面活性剂分别考察了PAM、CTMAB、DBS、PVA对反应体系的影响，其ΔA值依次为0.222、0.163、0.152、0.132、-0.103，故选择PAM为增敏剂。3.2.4 反应温度与时间实验表明：温度在75～100℃范围内与-lg(lgA0/A)值呈线性关系，线性回归方程-lg(lgA0/A)=-15.44+5.842×103/T(℃)，r=0.9939，T=95℃时ΔA值恒定，此时表观反应活化能E=131.99kJ/mol；当T=95℃时，反应时间t在20～40min内与lg(A0/A)值呈正相关，线性回归方程lg(A0/A)=-0.02968+0.01229t(min)，r=0.9950；当t=35min时ΔA值最大，此时速率常数K=4.51×10-4s-1。
3.2.5 体系稳定性以前述条件进行实验，自流水冷却3min始计40min内，体系ΔA值最大且恒定。
3.3 工作曲线、线性范围和检出限在最佳测定条件下，Cr 在40～240μg/L范围内与ΔA值成线性关系，其工作曲线的回归方程ΔA=0.1049+0.001130CCr (μg/L)，r=0.9989，按3Sb/斜率(Sb指11份试剂空白溶液的标准偏差)的计算方法，求得检出限为2.0μg/L。
3.4 共存离子影响测定80μg/LCr，当相对误差为±5%时下列离子允许的倍数为：Ba2+(2000)，Br-(1200)，Na+(1100)，K+、Ni2+、SO2-4、Cl-、SCN-(1000)，Mg2+、NO-3、NH+4、Sr2+(800)，SO2-3(600)，Ca2+(500)，Cd2+(400)，C2O2-4(200)，Zn2+、S2O2-3(50)，Co2+、Ag+、Cr (20)。Mn2+、Al3+、Cu2+、Sn4+、Sb3+、Fe2+和Fe3+等离子严重干扰，加1.00mLEDTA(5%，W/V)时，允许倍数为：Mn2+(500)，Al3+(450)，Cu2+(250)，Fe2+、Fe3+(100)，Sn4+(70)、Sb3+(20)。
3.5 样品分析取自来水、江水和井水各500mL于烧杯中，在电热板上慢慢浓缩至50mL；取水样试液按文献方法，加入聚酰胺树脂0.2～0.5g。在振荡器上振荡30min，静置后倾出全部清液(此时，清液中含有Cr，Cr 被吸附于树脂中)，吸取部分清液，调节pH值，加入EDTA除去干扰离子，再按实验方法测定Cr 的含量，同时做加标回收率实验，并与二苯卡巴腙肼光度法相比较，其测定结果用回收率如表1所示。