張瑩琪，郭秤德，田丹丹，李 曉

（太原工業(yè)學(xué)院 化學(xué)與化工系，山西 太原 030008）

亞硝酸根廣泛存在于環(huán)境、水體和食品中，人體攝入過多時(shí)會(huì)使正常血紅蛋白被氧化成高鐵血紅蛋白，從而失去攜氧功能， 導(dǎo)致組織缺氧。另外，它能與仲胺及酰胺類化合物反應(yīng)生成具有致癌性的亞硝胺。因此，測定亞硝酸根是水質(zhì)、環(huán)境、食品檢測和監(jiān)測的重要項(xiàng)目［1］。常見的亞硝酸根測定方法有電化學(xué)法［2］、色譜法［3］和光度法。其中，光度法可分為普通分光光度法、流動(dòng)注射光度法、熒光光度法和動(dòng)力學(xué)光度法［4-6］。采用催化動(dòng)力學(xué)光度法測定亞硝酸根的研究較多［7-8］，但在微乳液介質(zhì)中亞硝酸根催化溴酸鉀氧化羅丹明B褪色反應(yīng)的研究未見報(bào)道。微乳液因具有很強(qiáng)的增溶、增穩(wěn)和增敏作用，已成為光度分析法的熱點(diǎn)之一［9-11］。

本工作基于在稀磷酸中微乳液對亞硝酸根催化溴酸鉀氧化羅丹明B褪色反應(yīng)具有增敏作用的原理，建立了新的測定痕量亞硝酸根的催化動(dòng)力學(xué)光度法，對微量亞硝酸根的測定結(jié)果令人滿意。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

羅丹明B、磷酸、溴酸鉀、亞硝酸鈉、正戊醇、正庚烷、十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）：分析純。

CTMAB微乳液：CTMAB、正戊醇、正庚烷、水的質(zhì)量比為1∶0.9∶0.1∶98。

722 型分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.2 反應(yīng)機(jī)理

在稀磷酸存在下，溴酸鉀與羅丹明B的反應(yīng)很慢；加入亞硝酸根后對反應(yīng)起到了催化作用，亞硝酸根還原溴酸鉀加速反應(yīng)進(jìn)行。亞硝酸根與反應(yīng)生成Br-，很快Br-轉(zhuǎn)化為Br2，Br2的生成促進(jìn)了羅丹明B的氧化，導(dǎo)致羅丹明B的醌式結(jié)構(gòu)被破壞，迅速褪色［12-13］。主要反應(yīng)方程式見式（1）～（3）。

CTMAB微乳液對亞硝酸根催化溴酸鉀氧化羅丹明B褪色反應(yīng)起到良好的增敏作用，主要原因?yàn)椋何⑷橐旱拇嬖诟淖兞烁魑镔|(zhì)所處的微環(huán)境，羅丹明B中的N和O原子具有高電子特性，可與CTMAB陽離子作用，有利于羅丹明B增溶富集于微乳液滴中；并且微乳液滴表面的CTMAB正電荷與存在庫侖引力，有利于反應(yīng)在微乳介質(zhì)中進(jìn)行。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

取兩只25 mL容量瓶，分別依次加入1×10-4mol/L的羅丹明B溶液、1 mol/L的稀磷酸、0.1 mol/mL的溴酸鉀溶液和0.50 mL CTMAB微乳液，其中一只加入適量的亞硝酸鈉溶液，以蒸餾水定容，放置15 min。在20 ℃時(shí)，以蒸餾水為參比，在波長560 nm分別測定催化體系的吸光度（A）和非催化體系的吸光度（A0），計(jì)算lg（A0/A）。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同褪色體系的吸收光譜

不同褪色體系的吸收光譜圖見圖1。由圖1可見：各曲線的形狀和峰位相對一致，說明在本實(shí)驗(yàn)條件下各體系中沒有新的絡(luò)合物生成；由吸收峰強(qiáng)弱可見，亞硝酸根對溴酸鉀氧化羅丹明B褪色反應(yīng)有強(qiáng)烈的催化作用，且微乳液對該反應(yīng)具有增敏作用。

圖1 不同褪色體系的吸收光譜圖

2.2 稀磷酸加入量的選擇

在羅丹明B溶液加入量為0.50 mL、溴酸鉀溶液加入量為0.60 mL、反應(yīng)溫度為20 ℃、反應(yīng)時(shí)間為15 min的條件下，稀磷酸加入量對lg（A0/A）的影響見圖2。由圖2可見，當(dāng)稀磷酸的加入量為1.50 mL左右時(shí)，lg（A0/A）最大且較為穩(wěn)定。因此，選擇稀磷酸加入量為1.50 mL較適宜。

圖2 稀磷酸加入量對lg（A0/A）的影響

2.3 羅丹明B溶液加入量的選擇

稀磷酸加入量為1.50 mL、溴酸鉀溶液加入量為0.60 mL、反應(yīng)溫度為20 ℃、反應(yīng)時(shí)間為15 min的條件下，羅丹明B溶液加入量對lg（A0/A）的影響見圖3。由圖3可見，當(dāng)羅丹明B溶液的加入量為0.60 mL左右時(shí)，lg（A0/A）最大且較為穩(wěn)定。因此，選擇羅丹明B加入量為0.60 mL較適宜。

圖3 羅丹明B溶液加入量對lg（A0/A）的影響

2.4 溴酸鉀溶液加入量的選擇

稀磷酸加入量為1.50 mL、羅丹明B溶液加入量為0.60 mL、反應(yīng)溫度為20 ℃、反應(yīng)時(shí)間為15 min的條件下，溴酸鉀溶液加入量對lg（A0/A）的影響見圖4。由圖4可見，當(dāng)溴酸鉀溶液的加入量為0.50 mL左右時(shí)，反應(yīng)速率平穩(wěn)。因此，選擇溴酸鉀加入量為0.50 mL較適宜。

圖4 溴酸鉀溶液加入量對lg（A0/A）的影響

2.5 反應(yīng)溫度的選擇

稀磷酸加入量為1.50 mL、羅丹明B溶液加入量為0.60 mL、溴酸鉀溶液加入量為0.50 mL、反應(yīng)時(shí)間為15 min的條件下，反應(yīng)溫度對lg（A0/A）的影響見圖5。

圖5 反應(yīng)溫度對lg（A0/A）的影響

由圖5可見：當(dāng)反應(yīng)溫度為5～25 ℃時(shí)，隨反應(yīng)溫度的升高，lg（A0/A）逐漸增大；當(dāng)反應(yīng)溫度超過25 ℃后，繼續(xù)升高反應(yīng)溫度，非催化反應(yīng)速率加快，共存離子干擾程度增大，lg（A0/A）逐漸減小。為了操作方便，同時(shí)保證該方法具有良好的靈敏性和選擇性，選擇反應(yīng)溫度為20 ℃。

2.6 工作曲線、檢出限、靈敏度

在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，以lg（A0/A）為縱坐標(biāo)，以ρ為橫坐標(biāo)，繪制工作曲線（見圖6）。由圖6可見，在ρ= 0.048～0.800 μg/mL的范圍內(nèi)，lg（A0/A）與ρ之間存在線性關(guān)系，線性回歸方程為lg（A0/A） = 0.728ρ+ 0.002，r=0.995 0，計(jì)算得出本方法的檢出限為0.003 0 μg/mL，擬合直線的斜率為0.728。同法測定不加微乳液時(shí)，lg（A0/A）～ρ工作曲線的線性回歸方程為lg（A0/A） = 0.180ρ）+ 0.030，r= 0.994 4，擬合直線的斜率為0.180。由此可見，加入微乳液后催化反應(yīng)的靈敏度增大了3倍。

圖6 工作曲線

2.7 共存離子的影響

在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，對ρ=0.10 μg/mL的褪色體系進(jìn)行常見離子的干擾實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，共存離子對ρ的測定結(jié)果無干擾的含量上限為：1 000倍的K+，Na+，800倍的Ca2+，Ba2+，I-；500倍的Fe2+，Pb2+；100倍的Al3+，Zn2+，Mg2+，Cr（Ⅲ），Hg2+；50倍的Cu2+，Co2+，Ni2+，F(xiàn)-；20倍的2.5倍的Mn2+。

2.8 水樣的測定結(jié)果

對水樣進(jìn)行了加標(biāo)回收測定（n=5），測定結(jié)果見表1。由表1可見，回收率為98.5%～101.2%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于3.18%。

表1 水樣的測定結(jié)果

3 結(jié)論

a）基于微乳液對亞硝酸根催化溴酸鉀氧化羅丹明B褪色反應(yīng)具有增敏作用的原理，建立了新的測定痕量亞硝酸根的催化動(dòng)力學(xué)光度法。

b）該方法的最佳反應(yīng)條件為：1×10-4mol/L的羅丹明B溶液加入量0.60 mL，1 mol/L的稀磷酸加入量1.50 mL，0.1 mol/mL的溴酸鉀溶液0.50 mL，反應(yīng)溫度20 ℃，反應(yīng)時(shí)間15 min。

c）對亞硝酸根測定的線性范圍為ρ（NO2-）=0.048～0.800 μg/mL， 檢出限為0.003 0 μg/mL。加入微乳液后催化反應(yīng)的靈敏度增大了3倍。

［1］ 邱罡，陳宜菲. 國內(nèi)光度法測定亞硝酸根進(jìn)展［J］. 光譜實(shí)驗(yàn)室，2010，27（3）：900-905.

［2］ 劉趙榮， 王玉春， 弓巧娟. 電化學(xué)摻銅（Ⅱ）類普魯士藍(lán)膜修飾電極的制備及其對亞硝酸根的測定［J］.分析化學(xué)，2010，38（7）：1040-1043.

［3］ 鐘鶯鶯，陳平，俞雪鈞，等. 改進(jìn)的離子色譜法測定乳制品中亞硝酸鹽和硝酸鹽［J］. 色譜，2012，30（6）：635-640.

［4］ 石杰，馬海鳴，王瑞勇，等. 流動(dòng)注射化學(xué)發(fā)光法測定過氧亞硝酸根的研究［J］. 光譜實(shí)驗(yàn)室，2011，28（1）：192-195.

［5］ 劉奇， 魏靜娟，王愛軍. β-環(huán)糊精增敏中性紅熒光猝滅法測定痕量亞硝酸根［J］. 分析試驗(yàn)室，2011，30（7）：6-9.

［6］ 吳婉娥，杜勇，王天生，等. 化學(xué)發(fā)光法檢測空氣中NO2研究［J］. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2009，32（10）：133 -136.

［7］ 劉長增，劉慶利，徐文軍. 溴酸鉀氧化考馬斯亮藍(lán)G250反應(yīng)的催化動(dòng)力學(xué)光度法測定痕量釩和亞硝酸根［J］. 冶金分析，2009，29（5）：45-49.

［8］ 崔英， 謝國紅. 催化動(dòng)力學(xué)光度法測定水中痕量亞硝酸根［J］.化工環(huán)保，2010，30（3）：270-273.

［9］ 姜蓉蓉，朱霞石. 微乳液/離子液體協(xié)同增敏分光光度法測定水中苯酚［J］.分析化學(xué)， 2011， 6：945 -947.

［10］ Zhu Xiashi，Jiang Rrongrong. Determination of iron(Ⅲ)by room temperature ionic liquids/surfactant sensitized fluorescence quenching method ［J］. J Fluoresc，2011，21：385-386

［11］ Zhu Xiashi，Hu Xiaoya，Yusuhua. Spectroscopic probealuminum(Ⅲ) -chrome azure S enhanced determination of serum albumin in microemulsion medium ［J］. Anal Lett，2007，40（1）：103-112.

［12］ 張振輝，饒輝，郭玉華. 羅丹明B-溴酸鉀體系測定亞硝酸根［J］. 江西大學(xué)學(xué)報(bào)，1991，15（4）：45-48.

［13］ 趙霞，李祖碧，李崇寧，等. 丁基羅丹明B-溴酸鉀催化動(dòng)力學(xué)體系光度法測定痕量鉻［J］. 分析科學(xué)學(xué)報(bào)，2001，17（6）：464-466.