濁點(diǎn)萃取分光光度法測(cè)定環(huán)境水樣中的痕量鎘

摘 要:提出了濁點(diǎn)萃取分光光度法測(cè)定痕量鎘的新方法。該方法以非離子表面活性劑TritonX-114為萃取劑，以1-(4-硝基苯基)-3-(5-溴吡啶)三氮烯(NPBPDT)為顯色劑對(duì)環(huán)境水樣中痕量鎘(Ⅱ)進(jìn)行了測(cè)定。在pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖體系中，鎘與NPBPDT形成橙色絡(luò)合物，在450nm處有一最大正吸收，在540nm處有一最小負(fù)吸收。以450nm為參比波長(zhǎng)，540nm為測(cè)定波長(zhǎng)進(jìn)行雙波長(zhǎng)測(cè)量時(shí)，表觀摩爾吸光系數(shù)為3.0967×105L·mol-1·cm-1，鎘含量在0～0.25μg·mL-1服從比爾定律。該法用于水樣中痕量鎘的測(cè)定，結(jié)果較好。

關(guān)鍵詞:鎘NPBPDTTritonX-114鎘(Ⅱ)分光光度法濁點(diǎn)萃取

中圖分類(lèi)號(hào):O657文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)05(b)-0125-02

鎘是一種有毒有害的重金屬元素，通過(guò)生物鏈在人體內(nèi)富集，可引起慢性中毒，甚至致癌、致畸以及致突變[1]。同時(shí)它的半衰期長(zhǎng)，不宜生物降解，對(duì)環(huán)境和人體健康危害極大，被列入第1類(lèi)有毒污染元素[2]。另外，在環(huán)境監(jiān)測(cè)中，鎘是常規(guī)的分析項(xiàng)目之一。因此，研究環(huán)境水樣中鎘的測(cè)定具有實(shí)際意義及應(yīng)用價(jià)值。

目前，測(cè)定痕量鎘的方法很多，如分光光度法[3]，原子吸收法[4-5]，鎘試劑法[6]，固相萃取法[7]等。濁點(diǎn)萃取是一種新型的液-液萃取技術(shù)，它不使用有毒、揮發(fā)性的有機(jī)溶劑，適應(yīng)綠色分析技術(shù)發(fā)展的需要，同時(shí)萃取效率高，富集因子較大，還易于與儀器分析方法聯(lián)用[8]。本實(shí)驗(yàn)采用濁點(diǎn)萃取-分光光度法測(cè)定痕量鎘，效果較好。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器及試劑

UV-1801紫外分光光度計(jì)、722型分光光度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)、HHS型恒溫水浴鍋(上海博訊實(shí)業(yè)有限公司)、800型離心機(jī)(上海手術(shù)器械廠)、pHs-3B型復(fù)合電極酸度計(jì)(上海雷磁儀器廠)。

鎘(Ⅱ)標(biāo)準(zhǔn)液按一般方法配制，儲(chǔ)備液1.000g/L，工作液7μg·mL-1;3.735×10-6mol/L的NPBPDT無(wú)水乙醇溶液;Na2B4O7-NaOH緩沖溶液，pH值用酸度計(jì)校正;TritonX-114，體積分?jǐn)?shù)2%;其它試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

取0.5mL濃度為3.735×10-6mol/L的NPBPDT乙醇溶液，依次加pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖溶液1.0mL，0.8mL濃度為2%的TritonX-114溶液，0.3mL鎘(Ⅱ)的工作液于10mL離心管中，加超純水稀釋至10mL，搖勻。在65℃水浴中加熱25min，以3500r·min-1速度離心15min，使兩相分離，分相后的溶液在冰水混合液中冷卻30min，使表面活性劑相變成粘滯的液相，棄去水相后加乙醇水溶液(乙醇:水=3:1)定容至3mL，振蕩使表面活性劑相溶解，用1cm比色皿在450nm和540nm處，以對(duì)應(yīng)的空白試劑為參比，測(cè)定吸光度。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收曲線

取0.5mL的的NPBPDT無(wú)水乙醇溶液于10mL離心管中，依次加入pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖溶液1.0mL，TritionX-114溶液0.8mL，鎘(Ⅱ)工作液0.3mL。依實(shí)驗(yàn)方法用分光光度計(jì)于380～650nm波段掃描，所得吸收曲線見(jiàn)圖1。

結(jié)果表明，Cd(Ⅱ)與NPBPDT形成的橙色絡(luò)合物在λ=450nm處有一個(gè)最大正吸收，在540nm處有一個(gè)最小負(fù)吸收，實(shí)驗(yàn)選擇該兩個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行雙波長(zhǎng)測(cè)定。

2.2 酸度及緩沖溶液用量的影響

合適的酸度條件，有利于金屬離子與顯色劑形成螯合物，有利于獲得滿意的萃取率。實(shí)驗(yàn)考察了pH值在8～14時(shí)，在Na2B4O7-NaOH緩沖體系中NPBPDT與Cd2+的顯色反應(yīng)。結(jié)果表明，在pH值為9.5～11.0之間吸光度值較高，處于一個(gè)平臺(tái)，且在10.5時(shí)達(dá)到最大值。且最佳緩沖溶液用量為0.8～1.4mL。本實(shí)驗(yàn)選用pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖溶液1.0mL。

2.3 NPBPDT用量的影響

考察了不同用量的顯色劑對(duì)顯色反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，3.735×10-6mol/L的NPBPDT乙醇溶液的用量在0.4～0.6mL時(shí)，配合物吸光度最大且穩(wěn)定。為了確保金屬離子完全螯合，實(shí)驗(yàn)時(shí)選用NPBPDT的用量為0.5mL。

2.4 表面活性劑的選擇及用量

考察了表面活性劑對(duì)該方法靈敏度的影響。結(jié)果表明，不加表面活性劑時(shí)體系混濁，在表面活性劑存在下體系清晰，離子型表面活性劑SDBS、SLS等使顯色反應(yīng)靈敏度不如非離子型表面活性劑。非離子型表面活性劑TX-100、TX-114、Tween-80、OP-40等均可起增溶增敏作用，其中以TX-114效果最佳。

另外，表面活性劑的用量大小不僅影響萃取率，還決定富膠束相體積的大小，同時(shí)影響分相過(guò)程。為了提高萃取效率和富集能力，在保證萃取完全的前提下，要盡可能減少相比。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)TX-114的最佳用量為0.6～1.2mL。所以本實(shí)驗(yàn)選用體積百分比為2%的TX-114，用量0.8 mL。

2.5 工作曲線

在離心管中分別加入0，0.05，0.10，0.15，0.20，0.25，0.30mL鎘(Ⅱ)工作溶液，依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)定吸光度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2。

結(jié)果表明，以450nm為參比波長(zhǎng)，540nm為測(cè)定波長(zhǎng)進(jìn)行雙波長(zhǎng)測(cè)量時(shí)，鎘(Ⅱ)含量在0～0.25μg·mL-1范圍內(nèi)服從比爾定律。由工作曲線求得回歸方程為:

A=2.7551C(μg·mL-1)+0.0340，相關(guān)系數(shù)R2=0.9928，其表觀摩爾吸光系數(shù)為:ε=3.0967×105L·mol-1·cm-1。

3 水樣分析及回收率實(shí)驗(yàn)

3.1 樣品的預(yù)處理

取河水樣品過(guò)濾，除去懸浮在水中的微粒，貯于6℃的冰箱中靜置兩天。

3.2 樣品中鎘的測(cè)定

取5只離心管，依次加入5mL水樣，0.5mL濃度為3.735×10-6mol/L的NPBPDT乙醇溶液，pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖溶液1.0mL，0.8mL濃度為2%的TritonX-114溶液，加超純水稀釋至10mL，搖勻。另取5只離心管按上述方法加入相應(yīng)的試劑，但不加水樣，作為參比溶液。按照同樣的實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)其吸光度，并計(jì)算其相應(yīng)濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

3.3 回收率實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)回收率的結(jié)果見(jiàn)表2。

4 結(jié)論

濁點(diǎn)萃取是一種簡(jiǎn)單、安全、快捷的分離富集痕量金屬的方法。本實(shí)驗(yàn)鎘與NPBPDT在pH=10.5的Na2B4O7-NaOH緩沖體系中能形成穩(wěn)定的橙色絡(luò)合物，用非離子表面活性劑TitonX-114萃取Cd(Ⅱ)和NPBPDT形成的絡(luò)合物，在450nm處有一最大正吸收，在540nm處有一最小負(fù)吸收。以450nm為參比波長(zhǎng)，540nm為測(cè)定波長(zhǎng)進(jìn)行雙波長(zhǎng)測(cè)量時(shí)，其ε=3.0967×105L·mol-1·cm-1，鎘含量在0～0.25μg·mL-1范圍內(nèi)服從比爾定律。

該方法用于環(huán)境水樣中痕量鎘的測(cè)定，結(jié)果較好。

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