那 迪,蔡汝月,劉 誠,龐 然,阮 瓊
(云南師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院,云南 昆明 650500)
釩可用于制作釩電池,具有壽命長、環(huán)境友好等特點[1],但人體吸收過量的釩會影響脂代謝過程及心血管、肺等器官的功能[2]。因此,對于釩含量的測定很有必要。在測定釩的眾多方法中,光度法以靈敏、快速、操作簡單等特點受到廣泛關(guān)注。在我們之前的工作中,二安替比林對甲氧基苯基甲烷(DApMM)被首次合成,并用于Mn(Ⅵ)及Cr(VI)的檢測,也取得不錯的結(jié)果[3-4]。然而,在眾多安替比林類衍生物中,測定釩的靈敏度卻不盡如人意[6]。常規(guī)體系中,安替比林類衍生物用于檢測釩的靈敏度低,限制了該顯色劑的實際應(yīng)用范圍[3, 7-9]。本工作中,首次將DApMM應(yīng)用于釩的檢測,并采用HAc體系,通過優(yōu)化反應(yīng)條件,使其靈敏度達到10-5級,在擴大DApMM應(yīng)用范圍的同時,也為檢測微量釩提供一些參考價值。
光度計:722 N 可見分光光度計(上海菁華科技儀器有限公司);天平:FA2004型電子天平(上海菁華科技儀器有限公司)。
10.00 μg/mL 釩標(biāo)準(zhǔn)溶液; 60.00 mg/mL MnSO4溶液;1.00 mol/L HAc溶液;0.5%DApMM溶液;1%吐溫。
取 1.00 mol/L 醋酸 2.00 mL、60.00mg/L MnSO42.00 mL、0.5%DApMM 3.00 mL、10.00 μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)釩溶液 1.00 mL、1%吐溫80(Tween-80-H2O體積比1∶100)1.00 mL 于 50 mL 比色管中,加入蒸餾水稀釋至 25 mL 的刻度線,搖勻。將其置于沸水浴中加熱 10 min,再將比色管用流水冷卻至室溫。在波長為 440 nm 處,使用 1 cm 比色皿,以試劑空白為參比,測其吸光度A。
根據(jù)實驗方法對釩進行了顯色反應(yīng),測定360~520 nm 范圍內(nèi)不同波長下的吸光度,并繪制出吸光度-波長吸收曲線,確定最大吸收波長,結(jié)果如圖1所示。顯色體系λmax=440 nm,空白對顯色體系有一定的干擾,因此以下實驗以試劑空白作為參比液。
圖1 吸收波長對測定結(jié)果的影響
依據(jù)實驗方法,分別在H3PO4、HCl、HAc、NaAc-HAc緩沖溶液條件下進行實驗。在λmax=440 nm 處,測釩的吸光度A值,發(fā)現(xiàn)HAc溶液中顯色效果較好。在其它條件不變的情況下,加入不同體積的HAc溶液顯色,并測釩的最大吸光度值。該顯色體系加入 2.00 mL HAc溶液顯色效果最佳,以下實驗選用 2.00 mL HAc溶液進行。
依據(jù)實驗方法,顯色劑用量為 3.00 mL 時,有最大的吸光度,故以下實驗均以 3.00 mL 為最佳顯色劑用量進行實驗。
依據(jù)實驗方法,該顯色體系增敏劑MnSO4溶液用量為 2.00 mL 時,有最大的吸光度值,故以下實驗均以 2.00 mL 為最佳增敏劑用量進行實驗。
依據(jù)實驗方法,該顯色體系添加表面活性劑吐溫80用量為 1.00 mL 時,有最大的吸光度值,故以下實驗均以 1.00 mL 為最佳表面活性劑用量進行實驗。
依據(jù)實驗方法,將顯色體系分別置于沸水浴中加熱進行顯色反應(yīng),在不同時間下進行取樣測試。當(dāng)顯色體系在沸水浴中加熱至 10 min 時,具有最大的吸光度A值,故顯色體系最佳加熱時間為 10 min,流水冷卻后測定吸光度值。
按照實驗方法,顯色體系在 10 h 之內(nèi)能夠保持較好的穩(wěn)定性,直至 10 h 后才出現(xiàn)下降的趨勢。故該顯色體系的穩(wěn)定時間為 10 h,顯色穩(wěn)定,能夠用于釩的檢測。
根據(jù)實驗方法,選取最佳顯色條件進行顯色實驗。在比色管中分別加入 10 μg/mL 不同體積的釩的標(biāo)準(zhǔn)溶液,在λmax=440nm處測吸光度A值,結(jié)果圖2所示。釩的質(zhì)量濃度在0.04~0.48 μg/mL 范圍內(nèi)符合朗伯-比爾定律,線性回歸方程為A=1.0651ρ+0.1157,相關(guān)系數(shù)為0.9998,摩爾吸收系數(shù)ε為1.19×105L·cm-1·mol-1。該方法具有較高的靈敏度。
圖2 工作曲線
在體系的線性范圍內(nèi)進行回收實驗分析。按照實驗方法均加入 10 μg/mL 的釩標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.50 mL,配成顯色體系,再分別加入 10 μg/mL 釩標(biāo)準(zhǔn)溶液 0.10、0.30、0.40 mL,用蒸餾水稀釋至刻度值,進行顯色反應(yīng),測定吸光度值。重復(fù)3次實驗,結(jié)果如表1所示。
表1 加標(biāo)回收實驗結(jié)果
如表1所示,顯色劑DApMM在HAc、Mn(Ⅱ)和吐溫80介質(zhì)存在的條件下,與釩進行顯色反應(yīng),在最大吸收波長為 440 nm 處測定釩含量的方法可行,結(jié)果滿意。該方法可以用來測定環(huán)境樣品中微量釩的含量。
本論文研究顯色劑DApMM與釩顯色反應(yīng)的最佳條件。研究發(fā)現(xiàn),在 1.00 mol/L HAc溶液,60.00 mg/mL MnSO4和1%表面活性劑吐溫80存在的條件下,在MnSO4及醋酸體系中,以DApMM為顯色劑,與釩進行顯色反應(yīng),可以得到橙紅色配合物;以分光光度法測定該配合物的λmax=440 nm,ε=1.19×105L·cm-1·mol-1,靈敏度高,操作簡便。與其他安替比林衍生物類顯色劑測釩相比,既提高了靈敏度,又加快了反應(yīng)時間,一定程度上節(jié)約了能源。本實驗提供了一個高效的分析方法來檢測微量釩離子。