双波长双指示剂催化光度法测定痕量银的研究
赵丽
(河南焦作化工高级技工学校,河南焦作 454002)
[摘要] 目的:建立用双波长双指示剂催化动力学光度法测定痕量银的新方法。方法:在pH 4·5的HAc~NaAc缓冲介 质中,有活化剂2, 2′-联吡啶存在下,利用痕量Ag(I)催化过硫酸钾氧化次甲基绿和中性红褪色的指示反应,通过测量 440 nm和660 nm下,催化体系和非催化体系吸光度的变化,用双波长双指示剂催化动力学光度法测定痕量银。结果: 测定Ag(I)的线性范围为0·0050~0·050μg/m,l检出限为1·4×10-10g/ml。结论:该方法操作简便,灵敏度高,准确度 好,可用于废水中痕量银的测定。
[关键词] 银;催化光度法;双破长:双指示剂:次甲基绿;中性红
银在地壳中的含量甚微,分布分散。但随着工业生产的 发展,污染源不断增加,环境水源中银含量升高,尤其在摄影 洗像、制镜电镀、采矿等行业的废水中都含有较高浓度的银。 由于银具有一定毒性,人摄入银量过高,会使人皮肤、眼睛有 永久性的蓝灰色沉着,即慢性中毒。所以银的定量测定成为 冶金工业、环境监测和卫生防疫的重要内容之一。近年来,由 于催化动力学光度法因其设备简单、方法简便、灵敏度高而被 广泛应用于微痕量元素的测定。用于银的测定也有许多报 道[1~8],但目前的研究大多都是采用单一指示剂在单波长下 进行测定,要进一步提高测定的灵敏度往往比较困难。双波 长催化动力学光度法可提高测定的灵敏度[9~11],但目前用双 波长双指示剂体系测定银还未见报道。因此寻找一种新的双 波长动力学分析体系,建立新的灵敏度高、选择性好的测定痕 量银的分析方法有一定的现实意义。本研究发现,在醋酸- 醋酸钠缓冲体系中,有活化剂2, 2′-联吡啶存在下,Ag(Ⅰ)对 过硫酸钾氧化次甲基绿和中性红褪色反应具有强烈的催化作 用,据此建立了双波长、双指示剂催化动力学光度法测定痕量 银的新方法。本法灵敏度高,重现性好,用于废水中银的测 定,结果令人满意。
1 材料与方法
1·1 仪器与试剂
721型可见分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司); PHS-SC型酸度计(上海康仪仪器有限公司);数显恒温水浴 锅(国华电器有限公司)。
Ag(I)标准溶液:贮备液: 1·00 mg/m,l称取基准硝酸银 (G·R)0·1576 g溶于水,定容于100 ml容量瓶中;工作液: 0·500μg/m,l用贮备液逐级稀释;中性红溶液:质量分数为 0·020%;次甲基绿溶液:质量分数为0·020%;过硫酸钾溶液: 0·010 mol/L;HAc -NaAc缓冲溶液: pH 4·5,用0·1 mol/L HAc和0·1 mol/LNaAc配制,在pH计上校准; 2, 2′-联吡啶 溶液: 0·0010 mol/L。
所用试剂均为AR或GR,水为二次石英蒸馏水。
1·2 实验方法
在两支25 ml比色管中,向其中一支比色管中加入 1·00 ml的Ag(I)标准工作液或一定量的样品溶液,另一支作 试剂空白,再向两支比色管中分别加入4·00 mlHAc-NaAc 缓冲溶液, 1·00 ml中性红溶液, 2·50 ml次甲基绿溶液, 0·25 ml过硫酸钾溶液, 1·0 ml2, 2′-联吡啶溶液,用水稀释至 刻度,摇匀。置于70℃(±0·5℃)的恒温水浴中,加热10 min (秒表计时)后,迅速取出,流水冷却5 min,用1 cm比色皿,以 水作参比,在波长为440 nm和660 nm处,分别测量非催化体 系的吸光度(A440o和A660o)和催化体系的吸光度(A440和A660), 计算ΔA440=A440o-A440,ΔA660=A660o-A660,ΔA =ΔA440+ ΔA660。
2 结果与讨论
2·1 吸收曲线
按实验方法,在380~700 nm范围内测定催化反应体系和 非催化反应体系的吸收光谱,绘制吸收光谱曲线见图1,由图1 可知,对非催化反应体系,吸收曲线出现两个吸收峰,最大吸 收波长分别位于440 nm和660 nm处。在非催化体系中加入 痕量Ag(I)后,吸收光谱曲线形状发生了变化, 440 nm的吸收 峰消失。在440 nm和660 nm处非催化体系和催化体系的吸 光度差值最大,故本体系选择测定Ag( I)的第一波长为 440 nm,第二波长为660 nm。
2·2 反应介质的选择和酸度的影响
该催化反应是在酸性介质中进行,本文以HAc-NaAc和 H2SO4溶液按实验方法进行试验,试验结果表明,在相同的酸 度条件下,以HAc-NaAc为介质时,灵敏度最高,故选用HAc -NaAc为介质,当HAc-NaAc溶液的pH为4·5,用量在 4·0 ml时,△A最大,故选择pH 4·5的HAc-NaAc缓冲溶液 4·0 ml控制体系的酸度。 2·3 中性红溶液用量的选择
按实验方法,改变中性红用量进行实验,结果表明,当中 性红量为1·00 ml时,△A最大,故本实验选用质量分数为 0·020%中性红溶液的用量为1·00 ml。
2·4 次甲基绿溶液用量的选择
按实验方法,改变次甲基绿用量进行实验,结果表明,随 着次甲基绿用量的增大, 440 nm和660 nm处吸光度增大, △A值也增大。为使方法有较高的灵敏度,且考虑到反应后溶 液的吸光度的测量误差,故本实验选用质量分数为0·020%次 甲基绿溶液的用量为2·50 ml。
2·5 过硫酸钾溶液用量的选择
按实验方法,改变过硫酸钾用量进行实验,结果表明,过 硫酸钾用量在0·25 ml时,ΔA值最大。随着其用量的加大,非 催化反应速度加快,两体系吸光度A和ΔA值均有所下降。故 本法选择过硫酸钾最佳用量为0·25 ml。
2·6 2, 2′-联吡啶溶液用量的选择
2, 2′-联吡啶在反应中起活化作用,其浓度变化对空白 反应影响很小,对催化反应则有很大影响。其用量小于 1·00 ml时,△A值随浓度增大递增,继续增大用量,△A值反 而下降。故本法选择0·0010 mol/L 2, 2′-联吡啶溶液最佳用 量为1·00 ml。
2·7 反应温度和反应时间的影响
按实验方法,改变不同的温度进行实验。结果表明, 30℃ 前催化反应基本不发生。40℃后催化反应速度随反应温度的 升高而加快,超过70℃催化体系和非催化体系的差值变小,在 70℃时△A最大,故本实验选用反应温度为(70±0·5)℃。 改变恒温加热的时间进行实验,结果表明,随着时间的延 长,△A增大,在10 min时,△A最大,故时间选择10 min。 2·8 工作曲线和检出限
在最佳实验条件下,改变不同Ag量进行实验,结果见图 2,图2表明,Ag量在0·00500~0·0500μg/ml范围内,与△A 呈线性关系,其线性回归方程为:△A=12·74C(μg/ml) + 0·04117,r=0·9977,检出限为1·4×10-10g/ml。
2·9 共存离子的影响
对常见外来离子进行干扰试验,按实验方法,在25 ml溶 液中含0·500μg Ag的测定,在±5%以内,共存离子允许量 (倍数): K+、NO-3、PO3-4、SO2-4(10000); Na+、F-(5000); Mg2+、Pb2+、Ba2+、Cl-、CO2-3、柠檬酸根、酒石酸根(1000); Ca2+、Al3+、Zn2+、Bi3+、Mo6+、C2O2-4(500); Cd2+、Hg2+、V5+、 Br-(100);Co2+、Mn2+、NO-2(50);Ni2+(10); Cu2+(5); Fe3+、 I-(1)。由此可见,本法的选择性较好。
2·10 样品分析
直接取含银废水1·00ml按实验方法进行测定,结果见下表:
3 结论
本文成功地利用痕量Ag( I)催化过硫酸钾氧化中性红和 次甲基绿的褪色反应,建立了双波长双指示剂催化动力学光 度法测定痕量银的新方法,并用于废水中银的测定。该方法 灵敏度高,选择性好。
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来源：中国化学试剂网
