邱小香

(1渭南師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，陜西渭南714000;2陜西省多河流濕地生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西渭南714000)

鉛是可在人體和動(dòng)植物組織中蓄積的有毒金屬.其對(duì)人類(lèi)和其他生物的主要毒性效應(yīng)是導(dǎo)致貧血、神經(jīng)機(jī)能失調(diào)和腎損傷.鉛的主要污染源是蓄電池、冶煉、五金、機(jī)械、涂料和電鍍工業(yè)等部門(mén)排放的廢水［1］.因此，監(jiān)測(cè)及分析水體中鉛含量有重大的實(shí)際意義.測(cè)定水體中鉛的方法有紫外—可見(jiàn)分光光度法、原子熒光法、原子吸收光譜法［2－3］、單波長(zhǎng)二甲酚橙分光光度法［4－5］等，應(yīng)用較多的雙硫腙分光光度法選擇性不高、靈敏度低，且使用劇毒氰化物作掩蔽劑.文章基于Pb(Ⅱ)與二甲酚橙(Xylenol Orange，XO)在溶液形成1∶1型的紫紅色配合物(Pb-XO)建立了雙峰雙波長(zhǎng)分光光度法直接測(cè)定了水樣中鉛的含量，與單波長(zhǎng)光度法相比，其靈敏度顯著增加.

1 方法原理

對(duì)某一個(gè)絡(luò)合位顯色反應(yīng)：M+nR=MRn，當(dāng)絡(luò)合物MRn和顯色劑R分別在某一波長(zhǎng)下都有最大吸收時(shí)，以絡(luò)合物的最大吸收波長(zhǎng)λ2作為測(cè)定波長(zhǎng)，而以顯色劑R的最大吸收波長(zhǎng)λ1作為參比.假設(shè)待測(cè)金屬離子的總的分析濃度為cM，在λ1和λ2處各組分的摩爾吸收系數(shù)分別為.若此絡(luò)合反應(yīng)的完全程度很高，則反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)消耗的顯色劑的總量為ncM，那么用雙峰雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)得吸光度△A為：

從以上方程得出，ΔA與待測(cè)組分M的濃度cM呈正比，據(jù)此可求出M的含量.

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 儀器與試劑

儀器：UV－2000型紫外—可見(jiàn)分光光度計(jì)，PHS－3C型酸度計(jì)，分析天平.

試劑：0.1g/L鉛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1599g Pb(NO3)2于燒杯中，并向燒杯中加入約200mL的去離子水溶解，再加入約10mL濃硝酸溶液，后定量轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中，用二次去離子水定容至刻度，搖勻.

1.0g/L二甲酚橙(XO)溶液：準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1000g XO于燒杯中，向其中加入少量去離子水溶解，然后加入少量鹽酸，定量轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，用去離子水定容至刻度.XO溶液要現(xiàn)用現(xiàn)配.醋酸—醋酸鈉緩沖溶液.

以上試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為二次去離子水.

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確移取20mL質(zhì)量濃度為5mg/L Pb2+的標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL比色管中，然后向此比色管中依次加入1.0g/L二甲酚橙溶液2.00mL，pH為5.8的HAc-NaAc緩沖溶液4.00mL，用二次去離子水稀釋至刻度，搖勻，靜置10min后，以二次去離子水為參比，用1cm的比色皿，于波長(zhǎng)λ1(435 nm)處，波長(zhǎng)λ2(575nm)處分別測(cè)定鉛標(biāo)準(zhǔn)溶液和顯色劑R(二甲酚橙)的吸光度，并計(jì)算出 ΔA.

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論

3.1 吸收光譜的繪制

按上述實(shí)驗(yàn)方法配制好溶液，以二次去離子水為參比，在波長(zhǎng)為400～800nm范圍內(nèi)對(duì)鉛—二甲酚橙絡(luò)合物和顯色劑進(jìn)行波譜掃描，得到其相應(yīng)的吸收光譜，如圖1所示.由圖1看出鉛—二甲酚橙絡(luò)合物和顯色劑兩者的最大吸收峰處于明顯不同的波長(zhǎng)段，顯色劑XO最大吸收峰在435nm處，設(shè)為λ1，Pb-XO體系的最大吸收波長(zhǎng)為575nm，設(shè)為λ2.

圖1 XO，Pb-XO體系吸收光譜

3.2 實(shí)驗(yàn)條件的選擇

3.2.1 溶液pH值及緩沖液用量的選擇

在保持Pb2+與XO濃度、顯色溫度、顯色時(shí)間等條件不變的情況下，用HAc-NaAc緩沖溶液調(diào)節(jié)體系的pH值，分別測(cè)定某pH值下對(duì)應(yīng)吸光度ΔA值.結(jié)果如圖2所示.結(jié)果表明：在HAc-NaAc緩沖溶液用量為3.2～5.0mL，反應(yīng)體系的pH為5.8時(shí)，相對(duì)吸光度ΔA達(dá)到最大且趨于穩(wěn)定.故實(shí)驗(yàn)選用pH為5.8的HAc-NaAc緩沖溶液，用量為4.00mL.

3.2.2 顯色劑用量對(duì)吸光度的影響

保持其他條件不變，按照上述實(shí)驗(yàn)方法，逐漸改變XO用量，并測(cè)定對(duì)應(yīng)的吸光度，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3.由圖3可看出，吸光度△A值隨著XO溶液用量的增加而逐漸增大，當(dāng)1.00g/L XO用量在2.00mL時(shí)，吸光度△A值最大.故實(shí)驗(yàn)選擇1.0g/L XO溶液2.00mL.

3.2.3 顯色時(shí)間對(duì)吸光度的影響

在其他條件不變的情況下，在不同顯色時(shí)間測(cè)定其對(duì)應(yīng)的吸光度△A值，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：向含有鉛離子的溶液中加入XO溶液后，溶液立即顯色，其吸光度值至10min后達(dá)到最大.故實(shí)驗(yàn)選擇顯色時(shí)間為10min.

3.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制

在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，按實(shí)驗(yàn)方法作ΔA對(duì)不同濃度的Pb2+標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn).如圖4所示.

圖4 Pb測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)

用該法做11次空白試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差Sb=0.002，本法與單波長(zhǎng)法比較結(jié)果如表1所示.

表1 兩種方法的比較

3.4 共存離子的影響

在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)10.0μg/mL的Pb2+進(jìn)行了測(cè)定，當(dāng)允許誤差小于±5%時(shí)，用1.0 mol/L硫脲2mL掩蔽Cu2+、Hg2+;用1.00mL 0.2mol/L檸檬酸三銨掩蔽Al3+和Fe3+;其他共存離子的允許量(以u(píng)g計(jì))：等不干擾鉛的測(cè)定.250 倍、350 倍 Na+、300 倍 Ba2+、150 倍Ca2+、300 倍 Mg2+、350 倍 Zn2+.

3.5 樣品分析

依次用10%的硝酸洗液、自來(lái)水、二次去離子水將聚乙烯瓶洗滌干凈后，采集沋河水樣約2000mL.吸取100mL水樣于250mL錐形瓶中，向其中加入5mL濃硝酸，加熱蒸發(fā)至近干，冷卻后用0.2%硝酸溶解殘?jiān)龤堅(jiān)耆芙夂蠖恳迫?00mL容量瓶中，再用二次去離子水定容至刻度，待測(cè)定.準(zhǔn)確移取上述水樣10.00mL于50mL比色管中進(jìn)行精密度實(shí)驗(yàn)和加標(biāo)回收試驗(yàn).并將此法與單波長(zhǎng)法結(jié)果進(jìn)行了比較，結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 樣品分析結(jié)果(n=6)

4 結(jié)語(yǔ)

本實(shí)驗(yàn)采用雙峰雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定了渭南沋河水中的痕量鉛，其含量為：3.763ug/mL.結(jié)果準(zhǔn)確可靠，方法簡(jiǎn)便易行，對(duì)于水的鉛污染檢測(cè)提供了更好的檢測(cè)方法.

［1］Toplan S，Zcelik O D，Gulysasar T，et al.Trace elements［J］.Medboil，2004，18(2)：178 －182.

［2］莊會(huì)榮，呂慶淮.雙波長(zhǎng)分光光度法的研究進(jìn)展［J］.理化檢驗(yàn)·化學(xué)分冊(cè)，2007，43(7)：607－610.

［3］郜洪文.多波長(zhǎng)分光光度法分析懸濁液［J］.分析儀器，1992，(2)：47 －52.

［4］杜恒宇，張中旗，張永寧，等.二甲酚橙與鉛(Ⅱ)配合物顯色反應(yīng)的研究及應(yīng)用［J］.寶雞文理學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，29(1)：35 －40.

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