新流動注射光度法檢測工業用水中的硅含量
2008-01-01 00:00:00劉世榮于合趙珍義
現代商貿工業 2008年6期
摘 要：自行研制了一組流動注射比色裝置，建立了一種新的工業水中硅含量分析方法，一次進樣同時產生兩峰一谷三個拐點（A1、A2、A3），利用兩峰加和技術即A=A1+A3實現硅含量的定量分析。方法靈敏度得到大幅度提高為普通法的1.8倍。進樣頻率高達120次/h，線性關系和精密度均好（r=0.9998，RSD%=0.96）。操作簡便易行，結果令人滿意。
關鍵詞：流動注射分析；新檢測技術；分光光度法；工業水中硅含量
中圖分類號：TQ 文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）06-0346-01
1 引言
工業用水中硅的含量的測定方法通常采用化學滴定法和常規比色法，操作繁瑣，分析速度慢，不能滿足批量樣品的快速測定的要求［1］。丹麥Ruzicka教授提出的流動注射分析（FIA）是一個動態檢測技術，具備精密度高，分析速度快，節省試劑等特點而被廣泛應用于分析測試中［2-5］。本研究利用自行研制一組流動注射比色裝置，安裝在單光束檢測器中嘗試了一種新的檢測技術。一次進樣所獲得兩個峰值之和A（A1+A3）與硅含量的關系進行定量分析。研究了測硅最佳實驗條件。所建立分析方法的準確度、精密度、靈敏度和分析速度及線性關系均好。被利用于工業用水中硅含量的測定，結果令人滿意。
2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
FIA-3110型流動注射分析儀（北京吉天儀器有限公司）；T6新銳紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限公司）；UV-3400型紫外可見光度計（日本，日立）；流動比色裝置（自行研制，已獲國家專利）［6］
硅的標準貯備液1000μg/ml:準確稱取0.5000gSiO2用Na2CO3熔融，沸水侵取，用二次去離子水定容至500ml，存貯于聚乙烯瓶中。
載流C：1.6mol/LH2SO4溶液。
試劑R1（鉬酸胺溶液）：稱取15g(NH4)6Mo7O24.4H2O與小燒杯中，加少許水，再加25mlH2SO4溶液，待溶解后轉入500ml容量瓶中以水稀至刻度。
試劑R2（抗壞血酸溶液）：稱取10g抗壞血酸于小燒杯中，少量水溶解后轉入500ml容量瓶中稀至刻度存貯于棕色瓶中。
實驗所用試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。
2.2 實驗裝置
裝置流路排布如圖1所示蠕動泵（P）三個通道分別泵取載流（C）和試劑(R1。R2)。另一通道通過進樣閥（V）抽取并注入樣品（S），
試樣先與R1混合再與R2顯色反應后進入檢測器（D）。依次注入標準系列樣品獲得工作曲線如圖1下部分所示。依據兩峰之和A與Si含量關系進行定量分析。
圖1裝置流路圖和工作曲線
3 結果與討論
3.1 吸收波長的確定
將一組流動比色裝置連接好放入檢測器中，Fig.1Schematicdiagramandrespondcurve
調節好位置并加以固定，采用停流法改變波長獲得吸收光譜表明，硅鉬藍吸光度值隨波長值的增加而增大（650~800），780nm后變化緩慢。本實驗確定波長為λmax=780nm。
3.2 取樣體積
取樣環的體積分別為50、100、150、250、320及400μL時，在300μL之前吸光度隨著樣品體積的增加而變大基本呈線性關系。320~400μL之間吸光度變化不大。實驗選用了V=200μL進行測定。
3.3 反應溫度和酸度
實驗表明，溫度的提高對硅鉬藍形成影響不大，溫度在20-50℃范圍內對吸光度影響很大，平均溫度系數達0.01A/℃，故控制為40℃。反應酸度控制在2.2ml/50ml的濃硫酸加入量，即酸度為1.58mol/L時，吸光度值最大而且恒定。
3.4 試劑濃度
鉬酸銨濃度在2.0%~4.5%范圍內，吸光度隨濃度的增加而變大，但背景吸收也增大，實驗選用3%為最佳濃度，由于還原劑抗壞血酸可存放一周，比SnCl2穩定性好，故選用2%的抗壞血酸。
3.5 流量和反應管長
提高流速樣品在管路中留存時間短，分散度小而使進樣頻率加快，流速若太快顯色反應不充分就要犧牲靈敏度。控制載流和試劑的流量比C：R1：R2=2：2：1.8。總液流量為5.8ml.min-1，反應管盤長度為R1=30cm，R2=140cm時吸光度（峰值）最大。
3.6 標準工作曲線、精密度、線性關系
取硅標準溶液適量配制成一系列濃度，對每個標準樣品注入四次獲得標準工作曲線如圖1下部分所示，利用兩峰值的加和（A）與樣品硅含量進行線性回歸，獲得方程為A=1.54C+0.0013（r=0.9998）。對1.5μg/ml硅連續注入9次，相對標準偏差RSD=0.97%。線性范圍在0.08~16μg/ml。
3.7 樣品分析
取工業用水（電廠）適量，按實驗方法進行測定，同時采用常規比色法對分析結果進行對照（見表1）。本方法分析結果與手工比色法基本吻合，進樣頻率為120次/h。
4 結論
本研究的流動注射光度法新嘗試，操作簡單對分光光度計不需要做任何改動。每次進樣品同時產生兩峰一谷三個拐點的響應曲線，信息量豐富。若分別以三個拐點進行線性回歸均可得到良好線性關系。本文采用兩峰加和A（A1+A3）分析靈敏度得到大幅度提高（近兩倍）。其他分析性能如進樣頻率、耗樣量、線性范圍與普通FIA光度一樣，為這種分析技術做了新嘗試和應用。
參考文獻
［1］BernalJ.L.LittlejohnD，Determinationo find iuminalu minium alloys by flameatomic-absorption spectrometry［J］，1982.29(12):1113-1116.
［2］Lean Hlaban gama Javier Sawrina，Flow-Injection Defferentinal Spectro photometric PH.Salletivity Systemforthe Ditermination of cyclamaty contaminats［J］Miero Chemica lActa，2005，150:115-123.
［3］Yu wu chijianping Duan，Shudan Linand Grouwn Chen，Flow Injection System Equipped with a Newly Designed Electro-chemiluminescent Detector and Its Application for Detetionof 2-Thiouracil［J］Anal.Chem.2006.78(5):1568-1573.
［4］趙珍義，沉積物中鋁含量的雙光束流動注射光度法［J］.分析化學，1996.24（4）.
注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”
