余 萍，劉施羽，申孟月

(沈陽(yáng)理工大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，沈陽(yáng) 110159)

微乳液析相光度法測(cè)定水中鈷

余 萍，劉施羽，申孟月

(沈陽(yáng)理工大學(xué) 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，沈陽(yáng) 110159)

建立了以O(shè)P乳化劑，正丁醇、正庚烷、水組成的微乳液介質(zhì)萃取測(cè)定重金屬鈷的新方法。在pH為4.6的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中，2-[(5-溴-2-吡啶)-偶氮]-5-二乙氨基苯酚(5-Br-PADAP)與鈷離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，微乳液析相后，可顯著提高靈敏度。其最大吸收波長(zhǎng)為588 nm，表觀摩爾吸收系數(shù)達(dá)3.75×105L·mol-1·cm-1。鈷離子濃度在0.008～0.4 mg/L范圍內(nèi)符合比爾定律，RSD為0.50%，檢出限為1.66×10-4mg/L。本方法選擇性好，操作簡(jiǎn)單，精密度高，常見共存成分對(duì)測(cè)定無干擾。方法用于地表水、污水中Co2+測(cè)定，加標(biāo)回收率介于98%～103%之間，結(jié)果令人滿意。

鈷；微乳液；析相分光光度法

鈷是重要的環(huán)境因素，鈷的攝入量對(duì)人體健康有重要影響，人體中如果缺鈷，則可使紅細(xì)胞的形成受到干擾，出現(xiàn)巨細(xì)胞貧血[1]。而攝入過量的鈷，又可產(chǎn)生一系列的中毒癥狀甚或死亡[2]。目前檢測(cè)鈷的方法主要有：分光光度法[3-5]、原子光譜法[6- 8]，電化學(xué)法等。常見的分光光度法測(cè)定鈷在靈敏度和選擇性方面尚待改進(jìn)。萃取分光光度法所用有機(jī)溶劑往往毒性較大。而微乳液具有增溶、增敏特點(diǎn),已有微乳液增敏分光光度法測(cè)定鈷的研究[9],微乳液析相光度法既具有增敏效果又起到富集作用[10-12]。本文以2-[(5-溴-2-吡啶)-偶氮]-5-二乙氨基苯酚(5-Br-PADAP)與鈷離子的顯色反應(yīng)為基礎(chǔ)，采用OP乳化劑，正丁醇、正庚烷、水組成的微乳液介質(zhì)進(jìn)行析相分離，以期提高分光光度法測(cè)定鈷的靈敏度,并將該方法應(yīng)用于環(huán)境水體中鈷的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

T6紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)；

鈷儲(chǔ)備液:1mg/mL；鈷標(biāo)準(zhǔn)使用液:1μg/mL；5-Br-PADAP乙醇溶液:0.3g/L；HAc-NaAc緩沖溶液:pH為4.6；OP微乳液體系：乳化劑OP-正丁醇-正庚烷比值30∶40∶1(體積比),含水率為5%。

所用試劑均為分析純，實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

取2 mL鈷標(biāo)準(zhǔn)使用液于25 mL比色管中，依次加入6 mL微乳液、4 mL緩沖溶液、1 mL顯色劑，充分混合，加蒸餾水定容至刻度，于80℃水浴加熱20 min后，用流水冷卻，用滴管吸取上層清液于1 cm比色皿中，以試劑空白為參比，測(cè)定吸光度值。

2 條件實(shí)驗(yàn)

2.1 微乳液體系及組成的影響

比較OP乳化劑和曲拉通X-100兩種不同表面活性劑組成的微乳液，按照1.2的實(shí)驗(yàn)方法，在波長(zhǎng)450-700nm范圍內(nèi)測(cè)定其吸光度，如圖1所示。

由圖1可見,在吸收波長(zhǎng)588nm處,OP乳化劑組成的微乳液其吸光度顯著大于曲拉通X-100微乳液，故選用OP微乳液作為析相光度法測(cè)定鈷的反應(yīng)介質(zhì)。

圖1 吸收光譜

由實(shí)驗(yàn)確定，微乳液組成為OP乳化劑、正丁醇、正庚烷，其體積比30∶40∶1，含水率為5%作為反應(yīng)介質(zhì)。

2.2 緩沖溶液酸度及用量的影響

實(shí)驗(yàn)考查了HAc-NaAc緩沖溶液pH值及用量的影響。實(shí)驗(yàn)表明,HAc-NaAc緩沖溶液pH在4～5范圍，加入量在2～5 mL之間，測(cè)得體系吸光度最大且基本穩(wěn)定，故選緩沖溶液的pH為4.6，最佳加入量為4 mL，如圖2所示。

圖2 緩沖溶液加入量對(duì)吸光度的影響

2.3 顯色劑加入量的影響

改變顯色劑5-Br-PADAP的用量，反應(yīng)體系的吸光度隨著顯色劑用量的增加而增加，當(dāng)顯色劑的量在1mL時(shí)，吸光度達(dá)到最大，如圖3所示。

2.4 析相溫度及時(shí)間的影響

實(shí)驗(yàn)考察了析相光度法的水浴溫度及反應(yīng)時(shí)間對(duì)吸光度的影響。結(jié)果表明：在一定范圍內(nèi)，吸光度隨水浴溫度升高而增大，達(dá)到最高點(diǎn)后開始下降。微乳液體系在80℃水浴中，析相效果最好，如圖4所示。

圖3 顯色劑加入量對(duì)吸光度的影響

圖4 析相溫度對(duì)吸光度的影響

微乳液體系的吸光度隨著析相時(shí)間的增加而增加，在20 min時(shí)吸光度值最大，之后吸光度下降，如圖5所示。

圖5 析相時(shí)間對(duì)吸光度的影響

2.5 微乳液-Co-5-Br-PADAP體系的穩(wěn)定時(shí)間

實(shí)驗(yàn)表明，反應(yīng)冷卻后的微乳液測(cè)定體系在240 min內(nèi)吸光度最大，且基本穩(wěn)定，之后隨著時(shí)間的增加，吸光度急劇減小，說明微乳液體系已不穩(wěn)定，如圖6所示。故所選微乳液體系應(yīng)在4h之內(nèi)測(cè)定完成。

圖6 微乳液體系穩(wěn)定時(shí)間

2.6 工作曲線、精密度及檢出限

結(jié)果表明：鈷在0.008～0.4 μg/mL濃度范圍內(nèi)符合比爾定律；鈷標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為：y=6.0536x+0.031，x的單位為μg/mL，y為吸光度值；相關(guān)系數(shù):γ=0.9995。根據(jù)比爾定律可得，表觀摩爾吸收系數(shù)ε=3.75×105L·mol-1·cm-1。

對(duì)0.04 μg/mL 鈷溶液平行測(cè)定11次,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 RSD為0.50%;20次空白試驗(yàn),求得檢出限為1.66×10-4μg/mL。

2.7 共存離子的影響

當(dāng)Co2+為0.1 μg/mL，控制誤差在±5%之內(nèi),對(duì)常見共存離子的影響進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明:1000倍C5H7O5COO-、C4H6O62-；800倍PO43-、F-、Cl-、K+、Na+、NH4+；400倍Ca2+；200倍Mg2+；100倍Mn2+和 Cd2+；60倍AL3+、Fe2+；50倍Ni2+;25倍Pb2+;12倍Zn2+;6倍 Cu2+;3倍Fe3+共存離子不影響測(cè)定。

對(duì)于Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+等離子的干擾，可加入2g/L酒石酸鈉和檸檬酸三鈉作為掩蔽劑來消除干擾,可以使上述共存離子在100倍以上才會(huì)干擾測(cè)定，使實(shí)驗(yàn)方法的選擇性顯著提高。

3 樣品分析與測(cè)定

取經(jīng)硝酸、高氯酸處理過的水樣—學(xué)校污水處理站廢水和渾河水樣各2.0 mL,分別加入0.2 mL檸檬酸三鈉溶液和0.2 mL酒石酸鈉溶液作掩蔽劑,其他同1.2,加標(biāo)實(shí)驗(yàn)加入量均為1.2mL,所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

測(cè)定7組學(xué)校污水處理站水樣及渾河水樣中的鈷，含量分別為0.0269 mg/L和0.0381 mg/L；相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.66%和2.12%。

表1 實(shí)際樣品測(cè)定結(jié)果

由表1可見，加標(biāo)回收率在98%～103%之間，說明本方法用于實(shí)際樣品測(cè)定準(zhǔn)確可靠。

4 結(jié)論

(1) 實(shí)驗(yàn)研究了在OP乳化劑、正丁醇、正庚烷和水構(gòu)成的微乳液介質(zhì)中，鈷與5-Br-PADAP絡(luò)合顯色，經(jīng)過水浴加熱析相后，測(cè)定富集于微乳液相中絡(luò)合物的吸光度，從而確定樣品中鈷離子的新方法。

(2) 使用該體系測(cè)定鈷含量，表觀摩爾吸收系數(shù)為3.75×105L·mol-1·cm-1，與標(biāo)準(zhǔn)方法(5-Cl-PADAB分光光度法)的表觀摩爾吸收系數(shù)1.03×105L·mol-1·cm-1相比，靈敏度大大增加。

(3) 對(duì)于Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+的干擾，用酒石酸鈉和檸檬酸三鈉溶液掩蔽，提高了共存量。方法成功應(yīng)用于地表水及校園污水測(cè)定。

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DeterminationofCobaltbyMicroemulsionPhaseSpectrophotometricAnalysis

YU Ping,LIU Shiyu,SHEN Mengyue

(Shenyang Ligong University,Shenyang 110159,China)

A new method for the extraction of heavy metal cobalt by microemulsion medium composed of OP emulsifier,n-butanol,heptane and water was developed.In pH 4.6 acetic acid sodium acetate buffer solution,2-[(5-bromide-2-pyridine)-azo]-5- two aminophenol (5-Br-PADAP) react with Co2+,after microemulsion phase separation,the sensitivity could be improved significantly.At maximum absorption wavelength of 588 nm,and the apparent molar absorption coefficient was 3.75×105L·mol-1·cm-1.Beer′Cos law was obeyed at 0.008～0.4 μg/mL for Co2+,the relative standard deviation was 0.50%,and the detection limit was 1.66 ×10-4mg/L.The method has the advantages of good selectivity,simple operation and high precision,and the common coexisting components have no interference to the determination.The method was applied to the determination of Co2+in surface water and wastewater.And the standard sample recovery rate was 98.0%～103%,the result is statisfying.

Co;microemulsion;phase separation spectrophotometry

2016-01-08

余萍(1963—)，女，教授，研究方向：環(huán)境分析與監(jiān)測(cè)。

1003-1251(2017)06-0094-04

O652.6

A

王子君)