陳倩 張振新（淮北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235099）

雙波長(zhǎng)催化動(dòng)力學(xué)光度法測(cè)定亞硝酸根

陳倩 張振新（淮北師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，安徽 淮北 235099）

本文利用磷酸作為介質(zhì)，通過(guò)測(cè)量溴酸鉀氧化甲基綠及酸性鉻蘭的反應(yīng)體系在540nm和635nm處的吸光度變化，探索新的雙波長(zhǎng)催化光度法測(cè)定亞硝酸根的方法，結(jié)果表明此方法具有靈敏度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，其重現(xiàn)性和選擇性也很好，可用于水樣的測(cè)定。

亞硝酸根；雙波長(zhǎng)；催化動(dòng)力學(xué)光度法；甲基綠；酸性鉻蘭

1 引言

亞硝酸鹽存在生活中的土壤、水及蔬菜中，攝入它易中毒。它會(huì)使體內(nèi)正常血紅蛋白形成高鐵血紅蛋白，失去攜氧功能，導(dǎo)致人體缺氧[1]。它還能形成強(qiáng)致癌物亞硝胺。因此，水環(huán)境監(jiān)測(cè)和食品檢測(cè)時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定NO2－的含量是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。

測(cè)定NO2－的方法報(bào)道很多，有近年的催化光度法[2]、分光光度法[3]、熒光分析法，也有多年的動(dòng)力學(xué)分光光度法[4]、離子色譜法等。而在NO2－的測(cè)定中，動(dòng)力學(xué)光度法以儀器簡(jiǎn)單、操作方便、靈敏度高，得到廣泛的應(yīng)用。本文在磷酸反應(yīng)介質(zhì)中，以溴酸鉀為氧化劑的反應(yīng)體系，用雙波長(zhǎng)催化動(dòng)力學(xué)光度法測(cè)定痕量NO2－，基于NO2－對(duì)溴酸鉀氧化甲基綠及酸性鉻蘭有催化作用，研究反應(yīng)的適宜條件及動(dòng)力學(xué)參數(shù)。并用此方法來(lái)測(cè)定居民生活用水（自來(lái)水）、沱河以及澮河中的NO2－含量，取得較滿意結(jié)果。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要的實(shí)驗(yàn)試劑和儀器

HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋(國(guó)華電器有限公司)；FA2004電子天平（上海良平儀器儀表有限公司）。722S分光光度計(jì)（上海精密科3學(xué)儀器有限公司）；UV-3600型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（日本島津公司）；

NO2－的標(biāo)準(zhǔn)溶液：1μg/mL的溶液；甲基綠：0.4g/L的溶液；酸性鉻蘭：0.4g/L的溶液；KBrO3：1.0×10-2mol/L的溶液；H3PO4：1.0×10-9mol/L的溶液。

試劑都是分析純， 所用水為蒸餾水。

2.2 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法

取兩支容量為25mL的帶塞比色管，分別標(biāo)記為1號(hào)管和2號(hào)管，兩支管中均加入1.5mL甲基綠溶液，0.6mL磷酸，2.0mL溴酸鉀溶液，1.6mL酸性鉻蘭溶液。1號(hào)管中加定量NO2－標(biāo)準(zhǔn)溶液，為催化體系（吸光度為A635和A540）；而2號(hào)管中不加NO2－標(biāo)準(zhǔn)溶液，為非催化體系（吸光度為A635和A540）。兩管用水定容到刻度后混合均勻，同時(shí)放到80℃的水浴鍋中加熱，8min后取出，并用水沖淋冷卻4min。再分別從兩支管中提取1mL溶液到比色皿中，用蒸餾水作參比溶液，在分光光度計(jì)上540nm和635nm兩處測(cè)定其吸光度，記為A、A0。然后分 別 根 據(jù) 公 式：ΔA540= A0540-A540，ΔA635= A0635-A635，ΔA =ΔA540+ΔA635計(jì)算結(jié)果。

3 結(jié)果與討論

3.1 吸收光譜曲線

取1.0?g含NO2－的標(biāo)準(zhǔn)溶液，按上述方法，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，繪制吸收光譜曲線。從圖1看出，在含有甲基綠和酸性鉻蘭的雙指示劑體系中，催化和非催化的反應(yīng)都在540nm和635nm這兩處達(dá)到最大值，說(shuō)明NO2－對(duì)溴酸鉀氧化酸性鉻蘭和甲基綠都具有催化作用。根據(jù)吸收曲線，實(shí)驗(yàn)用540nm和635nm作測(cè)定波長(zhǎng)。

圖1 吸收曲線

3.2 探索酸度及其用量

按上述方法，分別采用不同種類的酸（HNO3、HCl、H3PO4和H2SO4）和不同量的酸測(cè)定其對(duì)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在不同種類的酸中，反應(yīng)體系在H3PO4溶液中的靈敏度最高，ΔA最大值出現(xiàn)在磷酸溶液0.6mL用量時(shí)，故本測(cè)定體系選用0.6mL磷酸溶液。

3.3 探索酸性鉻蘭和甲基綠的最佳用量

按上述方法，保持其他變量和條件一致，探索酸性鉻蘭溶液和甲基綠溶液的最佳用量。實(shí)驗(yàn)表明：催化效果最好和ΔA最大值出現(xiàn)在酸性鉻蘭用量為1.6mL和甲基綠用量為1.5mL時(shí)。故體系選用甲基綠1.5mL、酸性鉻蘭為1.6mL。

3.4 探索溴酸鉀的用量

按上述方法，溴酸鉀的量為變量，其他條件不變，探索溴酸鉀的最佳用量。結(jié)果表明：當(dāng)溴酸鉀用量小于2.0mL時(shí)，ΔA隨著溴酸鉀用量增加而相應(yīng)增大；當(dāng)溴酸鉀用量大于2.0mL時(shí)，ΔA隨著溴酸鉀用量增加而不斷減少。因此，溴酸鉀最佳用量為2.0mL。

3.5 探索反應(yīng)時(shí)間

按上述方法，以反應(yīng)時(shí)間為變量，其他條件不變，探索其反應(yīng)時(shí)間。結(jié)果表明：當(dāng)反應(yīng)時(shí)間小于8min時(shí)，ΔA隨著時(shí)間的增加而增大；當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)8min之后，ΔA隨著時(shí)間的增加而減小，催化效果也越來(lái)越弱。因此，將8min定為該測(cè)定體系的反應(yīng)時(shí)間。

3.6 探索反應(yīng)溫度

按上述方法，除溫度外其他條件不變，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：溫度低于60℃時(shí)，反應(yīng)較緩慢；溫度在60～80℃之間，反應(yīng)速度加快，ΔA的值逐漸增大；而溫度超過(guò)80℃后，溫度對(duì)催化反應(yīng)速度的影響比對(duì)非催化反應(yīng)速度的影響小，ΔA的值也逐漸減少。因此，80℃為體系最佳反應(yīng)溫度。

3.7 工作曲線

在最佳條件下，提取不同量的NO2－溶液實(shí)驗(yàn)，采用雙波長(zhǎng)(540nm和635nm)繪制的工作曲線，結(jié)果表明， NO2－的濃度在0.2～2.8?g/25mL范圍時(shí)，其ΔA呈線性關(guān)系，線性回歸方程為ΔA=0.25721+0.36753CNO2－，相關(guān)系數(shù)R=0.99626，其檢出限為6.18×10-10g/mL。

圖2 540nm和635nm下的工作曲線

3.8 共存離子影響

檢測(cè)量為1μg/25mL NO2－溶液，相對(duì)誤差為±5%，對(duì)常見(jiàn)離子進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明：1000倍的K+、Na+、NO3-、Br-、I-、Cl-，200倍 的Ca2+、Zn2+、Mg2+，50倍 的Cr3+、Co2+、Mn2+、F-、V5+，20倍的Pb2+、Ag+；以及 5倍的Al3+、Sb3+、Bi3+均不產(chǎn)生干擾。

4 樣品測(cè)定

分別采集沱河、澮河和市民生活用水（自來(lái)水）水樣，加熱煮沸、冷卻靜置過(guò)濾除去沉淀，取定量樣品，按上述方法對(duì)NO2－測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 樣品分析結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

本文探索以磷酸為介質(zhì)，以NO2－作為催化劑，對(duì)溴酸鉀氧化酸性鉻蘭及甲基綠褪色反應(yīng)進(jìn)行催化，建立新的雙波長(zhǎng)光度法測(cè)定NO2－。實(shí)驗(yàn)表明，該檢測(cè)方法具有選擇性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，取得滿意效果。

[1]Bagchi, De. Free radicals and grape seed proanthocyanidin extract: importance in human health and disease prevention. Toxicology, 2000. 148(2): 187-197.

[2]朱軍,李成平.催化動(dòng)力學(xué)測(cè)定痕量亞硝酸根.浙江食品工業(yè),1993.5(1):39-42.

[3]李萬(wàn)海.催化分光光度法測(cè)定微量亞硝酸根.吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào), 2004.21(3): 26-29.

[4]王術(shù)皓,杜凌云.動(dòng)力學(xué)分光光度法測(cè)定痕量亞硝酸根和硫氰酸根的研究.分析試驗(yàn)室,1997.16(2):32-34.