于秀蘭，郝登越

(沈陽(yáng)化工大學(xué) 應(yīng)用化學(xué)學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110142)

表面活性劑在分光光度法分析中主要起增敏、增穩(wěn)、催化和抗干擾等作用。阿拉伯樹膠(AG)是來源于豆科各種金合歡樹種的黏稠滲出物，其天然產(chǎn)物特性使其多應(yīng)用于食品科學(xué)領(lǐng)域，同時(shí)在農(nóng)用領(lǐng)域亦可作為乳化劑、增稠劑、成膜劑等[1-3]。AG因表面活性良好，具有增溶、增敏作用，在分光光度法測(cè)定各種金屬離子過程中也得到廣泛關(guān)注[4-7]。水楊基熒光酮是一種三苯甲烷類染料，在表面活性劑作用下，其增敏作用提高幅度較大，被廣泛應(yīng)用于鋁、錫、鈮、銅、鉬、鉭、鋅等金屬離子的測(cè)定中[8-11]。試驗(yàn)研究了多種表面活性劑及多種混合表面活性劑存在條件下的酸性介質(zhì)中水楊基熒光酮與鈮的顯色反應(yīng)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要試劑及儀器

鈮(Ⅴ)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：0.5 mg/mL，按常規(guī)方法配制，使用時(shí)稀釋為5 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液；水楊基熒光酮乙醇溶液，0.336 4 g/L；十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)水溶液，0.02 mol/L；AG水溶液，10 g/L；鹽酸溶液，5 mol/L。

722S型可見分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)。

1.2 試驗(yàn)方法

于25 mL容量瓶中加入一定量鈮標(biāo)準(zhǔn)溶液，1 mL濃度為0.02 mol/L的CTMAB溶液，0.5 mL質(zhì)量濃度為10 g/L的AG溶液，2.5 mL濃度為5 mol/L的鹽酸溶液，2.5 mL質(zhì)量濃度為0.336 4 g/L的水楊基熒光酮溶液，以水稀釋至刻度，搖勻。放置10 min，用1 cm比色皿在不同波長(zhǎng)下，以試劑空白作參比測(cè)定吸光度。

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜

按試驗(yàn)方法，在不同波長(zhǎng)下，測(cè)定鈮和水楊基熒光酮形成的配合物的吸收光譜曲線(以相應(yīng)試劑空白為參比)，結(jié)果如圖1所示。

圖1 吸收光譜曲線

由圖1看出：在5 mol/L鹽酸溶液中，配合物在520 nm處吸光度最大；試劑空白在460 nm處吸光度最大，二者對(duì)比度為60 nm。

2.2 顯色介質(zhì)及酸度的影響

按試驗(yàn)方法，考察鹽酸介質(zhì)對(duì)測(cè)定體系的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2 鹽酸用量對(duì)顯色反應(yīng)的影響

由圖2看出：在5 mol/L鹽酸介質(zhì)中，配合物顯色效果最好；鹽酸用量在2.0～3.0 mL范圍內(nèi)，配合物吸光度最大且恒定。因此，試驗(yàn)確定用2.5 mL濃度為5 mol/L的鹽酸溶液作為顯色反應(yīng)介質(zhì)。

2.3 顯色劑用量與顯色時(shí)間的影響

按試驗(yàn)方法，考察顯色劑水楊基熒光酮用量對(duì)測(cè)定體系的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 水楊基熒光酮用量對(duì)顯色反應(yīng)的影響

由圖3看出，配合物顯色時(shí)，顯色劑水楊基熒光酮用量在2.0～3.0 mL范圍內(nèi)，體系吸光度最大且恒定。試驗(yàn)確定水楊基熒光酮用量為2.5 mL。室溫條件下，有色配合物10 min顯色完全，且至少能穩(wěn)定7 h。

2.4 表面活性劑的影響

試驗(yàn)考察了單一表面活性劑CTMAB及CTMAB分別與十二烷基三甲基氯化銨(DTAC)、十六烷基三溴化吡啶(CPB)、AG、吐溫-80(Tween-80)、聚乙烯醇(PVA)、十二烷基磺酸鈉(SDBS)等混合復(fù)配體系對(duì)顯色反應(yīng)的影響，結(jié)果見表1。

表1 表面活性劑對(duì)配合物吸光度的影響

由表1看出：在CTMAB中加入Tween-80時(shí)，混合復(fù)配體系沒有對(duì)顯色體系起到協(xié)同增敏作用，配合物吸光度減小；加入CPB、SDBS時(shí)，配合物吸光度略有增大但不明顯；DTAC、PVA的增敏作用較大，但DTAC的加入使體系穩(wěn)定性降低；AG的加入對(duì)顯色體系的增敏作用最大，配合物吸光度最大，且體系最穩(wěn)定。因此，試驗(yàn)確定將陽(yáng)離子表面活性劑CTMAB與非離子表面活性劑AG按一定體積比混合，形成混合型表面活性劑來增敏。

表面活性劑用量對(duì)顯色體系的影響試驗(yàn)結(jié)果表明：CTMAB和AG用量分別在0.8～1.5 mL和0.3～1.5 mL范圍內(nèi)，生成的配合物吸光度較大，且較穩(wěn)定。因此，試驗(yàn)確定在1 mL濃度為0.02 mol/L的CTMAB與0.5 mL質(zhì)量濃度為10 g/L的AG混合溶液中進(jìn)行顯色。

2.5 工作曲線

取不同體積Nb5+標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，按試驗(yàn)方法測(cè)定配合物吸光度并繪制工作曲線，結(jié)果如圖4所示。

圖4 工作曲線

由圖4看出，水楊基熒光酮與Nb5+顯色時(shí)，Nb5+質(zhì)量濃度在0～0.48 μg/mL范圍內(nèi)符合比爾定律，回歸方程為

A=0.018 22+1.487 42ρ，

相關(guān)系數(shù)r=0.999 53，表觀摩爾吸光系數(shù)ε=1.38×105L·mol-1·cm-1。

2.6 共存離子的影響

控制相對(duì)誤差在±5%以內(nèi)，按試驗(yàn)方法對(duì)質(zhì)量濃度為0.2 μg/mL的Nb5+溶液進(jìn)行測(cè)定，常見離子允許量見表2。

表2 測(cè)定溶液中的Nb5+時(shí)共存離子的允許量

2.7 方法的精密度

按試驗(yàn)方法，用5 μg Nb5+標(biāo)準(zhǔn)溶液平行測(cè)定10次，方法的精密度測(cè)定結(jié)果見表3。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以計(jì)算出RSD=0.72%，測(cè)定方法的精密度較高，符合測(cè)定要求。

表3 方法的精密度測(cè)定(n=10)

3 結(jié)論

采用Ni5+-十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB)-阿拉伯樹膠(AG)-水楊基熒光酮(SAF)顯色體系，以分光光度法測(cè)定微量Ni5+，方法靈敏度高，準(zhǔn)確度高，體系穩(wěn)定性好，測(cè)定結(jié)果符合要求。

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