葛笑蘭,沈 悅,夏友付

鐵是人體內(nèi)含量最豐富的微量元素,在人體內(nèi)的分布非常廣,幾乎所有組織都包含鐵,以肝、脾含量為最高,肺內(nèi)也含鐵.鐵是血紅蛋白的重要組成部分,是血液里輸送氧和交換氧的重要元素,鐵同時(shí)又是很多酶的組成成分與氧化還原反應(yīng)酶的活化劑.因而鐵含量的測(cè)定有重要的意義.

亳州作為全國最大的中藥材集散地,有“中華藥都”之稱,但亳州道地藥材中微量元素的研究鮮有報(bào)道.目前,痕量鐵的測(cè)定有許多方法,這些方法中催化光度法因其具有儀器簡單、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)在鐵的測(cè)定中應(yīng)用較多[1-3].但這些方法大多采用單一指示劑在單波長下測(cè)定,利用雙指示劑在雙波長條件下進(jìn)行測(cè)定[4-5],能使檢測(cè)靈敏度成倍提高,開辟了提高動(dòng)力學(xué)分析法靈敏度的新途徑.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

UV759S紫外可見分光光度計(jì)(上海精科);石英亞沸高純水蒸餾器(金壇市成輝儀器廠);HH- 6數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州國華);FA2004型電子天平(上海良平).

鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液:1μg/m L;硫酸:0.005 mol/L;甲基橙:0.4 g/L;亞甲基藍(lán):5.0×10-4mol/L;H2O2:6%(體積分?jǐn)?shù)).

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

取2支25 m L具塞玻璃比色管,依次分別加入0.4 g/L的甲基橙1.0 m L,5.0×10-4mol/L的亞甲基藍(lán)溶液1.2 m L,0.005 mol/L的硫酸3.5 m L,體積分?jǐn)?shù)為6%的雙氧水溶液4.0 m L.其中一支加入1.0μg的鐵離子標(biāo)準(zhǔn)溶液,另一支不加.蒸餾水定容至刻線,塞緊,搖勻.同時(shí)放入沸水浴中加熱12 min取出,立即用自來水冷卻5 min以終止反應(yīng).然后移入1 cm比色皿中,以蒸餾水為參比,在UV759S紫外可見分光光度計(jì)上于470 nm和664 nm波長處測(cè)定吸光度A和A0.分別計(jì)算ΔA470=A0470-A470,ΔA664=A0664-A664,ΔA=ΔA470+ΔA664.(注:A0為非催化體系吸光度;A為催化體系吸光度)

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜曲線

按實(shí)驗(yàn)方法操作配制非催化體系和催化體系溶液,在380～700 nm的波長范圍內(nèi)掃描吸收光譜曲線如圖1所示.體系在470 nm和664 nm波長處有最大吸收,且△A值最大,故選用470 nm和664 nm作為測(cè)定波長.

圖1 吸收曲線

2.2 硫酸濃度的選擇

固定其他條件不變,改變硫酸的濃度在0.001～0.1 mol/L之間進(jìn)行實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,當(dāng)硫酸濃度為0.005 mol/L時(shí)催化效果最為明顯(見圖2),故本實(shí)驗(yàn)選用硫酸濃度為0.005 mol/L.

圖2 硫酸濃度對(duì)體系的影響

2.3 硫酸用量的選擇

按實(shí)驗(yàn)方法,固定其他條件不變,間隔0.5 m L改變硫酸的用量,在2.0～5.5 m L范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)硫酸的用量取3.5 m L時(shí),ΔA值最大,催化反應(yīng)效果最為明顯(見圖3),本實(shí)驗(yàn)選擇硫酸的最佳用量為3.5 m L.

圖3 硫酸用量對(duì)體系的影響

2.4 H 2 O2用量的選擇

固定其他條件和試劑用量,在3.0～6.0 m L之間改變H2O2的用量,按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,ΔA值在3.5～5.5 m L的范圍內(nèi)基本處于一個(gè)平臺(tái)(見圖4),故本實(shí)驗(yàn)選擇平臺(tái)中間的最高值4.0 m L作為H2O2的最佳用量.

圖4 H 2 O2用量對(duì)體系的影響

2.5 甲基橙用量的選擇

按實(shí)驗(yàn)方法,固定其他條件不變,間隔0.2 m L改變甲基橙的用量進(jìn)行實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,甲基橙用量在0.2～1.6 m L的體積范圍內(nèi),ΔA值先增大后減小,當(dāng)用量為1.0 m L時(shí),ΔA值最大(見圖5),催化效果最好,故本實(shí)驗(yàn)選擇甲基橙的最佳用量為1.0 m L.

圖5 甲基橙用量對(duì)體系的影響

2.6 亞甲基藍(lán)用量的選擇

固定其他條件和試劑用量不變,間隔0.2 m L改變甲基橙的用量,在0.2～1.6 m L范圍的之間按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,當(dāng)亞甲基藍(lán)的用量為1.2 m L時(shí),ΔA值最大(見圖6),催化效果最為明顯,故本文中選擇1.2 m L作為亞甲基藍(lán)的最佳用量.

圖6 亞甲基藍(lán)用量對(duì)體系的影響

2.7 反應(yīng)時(shí)間的選擇

固定其他條件不變,改變反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間按實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn).結(jié)果表明,在6～18 min內(nèi),ΔA隨時(shí)間的增加而增大,但在12 min之后基本處于不變(見圖7),為節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間,本實(shí)驗(yàn)選擇12 min作為最佳反應(yīng)時(shí)間.

圖7 時(shí)間對(duì)體系的影響

2.8 反應(yīng)溫度的選擇

按實(shí)驗(yàn)方法,固定其他條件不變,改變反應(yīng)溫度進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨溫度的升高,非催化體系和催化體系的速度都在加快.當(dāng)反應(yīng)溫度低于80℃時(shí),鐵離子對(duì)反應(yīng)體系幾乎沒有催化作用.當(dāng)反應(yīng)溫度高于80℃時(shí),ΔA值隨溫度升高急劇增大(見圖8),催化效果大幅提升.為方便控制反應(yīng)條件,故本實(shí)驗(yàn)選擇水浴的最高溫度,即100℃作為整個(gè)體系的最佳反應(yīng)溫度.

圖8 溫度對(duì)體系的影響

2.9 工作曲線

按實(shí)驗(yàn)方法,改變不同量的三價(jià)鐵離子標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),繪制工作曲線.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在470 nm處,Fe3+含量在0.02～0.1μg/25 m L和0.1～2.0μg/25 m L范圍內(nèi)與△A呈線性關(guān)系,線性方程△A4701=0.062 7+1.425 CFe,相關(guān)系數(shù)R=0.996 8,△A4702=0.157 3+0.440 2 CFe,相關(guān)系數(shù)R=0.996 1(見圖9).

圖9 470 nm下的工作曲線

圖10 664 nm下的工作曲線

Fe3+含量在0.02～0.5μg/25 m L和0.5～2.0 μg/25 m L范圍內(nèi)與 △A呈線性關(guān)系,線性方程△A6641=0.472 6+0.996 6 CFe,相關(guān)系數(shù)R=0.994 8,△A6642=0.803 3+0.304 9 CFe,相關(guān)系數(shù)R=0.995 4(見圖10).

圖11為雙波長下的工作曲線(470 nm和664 nm).在雙波長下,Fe3+含量在0.02～0.1μg/25 m L和0.1～2.0μg/25 m L范圍內(nèi)與△A呈線性關(guān)系,線性方程△A1=0.496 3+3.025 CFe,相關(guān)系數(shù)R=0.999 7,△A2=0.839 6+0.843 4 CFe,相關(guān)系數(shù)R=0.990 5,檢出限為4.52×10-11g/m L.

圖11 470 nm和664 nm下的工作曲線

2.10 共存離子的影響

對(duì)常見共存離子進(jìn)行干擾實(shí)驗(yàn)測(cè)定.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)鐵離子含量為0.04μg/m L,相對(duì)誤差控制在±5%以內(nèi)時(shí),共存離子的最大允許量(倍數(shù))為:2 000倍量的Cl-,NO-2,NO-3,Al3+,Zn2+,K+,Na+,NH+4;1500倍量的SO2-3,Ca2+,SO2-4,Cd2+,Pb2+;1000倍量的Mg2+,Mo(VI);500倍量的Mn2+,Bi3+;200倍量的I-,Cr3+,K+;100倍量的F-,Ba2+;50倍量的Hg2+,V5+;10倍量的Cr6+,Ag+;Cu2+嚴(yán)重干擾測(cè)定.當(dāng)加入1.5 m L,1.0 g/L硫脲作掩蔽劑時(shí),Cu2+的允許量可增加到40倍,而不影響測(cè)定.由此可見常見離子均不干擾,本方法的選擇性較好.

3 樣品測(cè)定

洗凈中藥材樣品,晾干.準(zhǔn)確稱取2.000 0 g樣品于坩堝中,置于馬弗爐中,250℃低溫炭化,冷卻至室溫,加入少許亞沸水潤濕,稍加熱至干,再放入馬弗爐中高溫灼燒至完全灰化為止,取出冷卻,加入1∶1 HNO3溶液5 m L,溶解后,轉(zhuǎn)入100 m L容量瓶中,蒸餾水定容至刻線.按實(shí)驗(yàn)方法取適量試樣溶液進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果見表1.

表1 樣品分析結(jié)果

參考文獻(xiàn):

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