氨基黑10B退色分光光度法測(cè)定水中溴酸根離子

摘要：在鹽酸介質(zhì)中，依據(jù)溴酸根離子氧化氨基黑10B退色的原理提出了測(cè)定水中溴酸根含量的新方法，研究了測(cè)定的最佳條件。最大吸收波長(zhǎng)為690 nm，BrO3-濃度在0.5～4.5 μg/mL內(nèi)其濃度與吸光度呈良好線(xiàn)性關(guān)系，線(xiàn)性回歸方程為A=0.153 33 C+0.026 56，相關(guān)系數(shù)為0.995 3，表觀摩爾吸光系數(shù)為1.27×104 L/（cm·mol）。該法適用于水中微量溴酸根離子測(cè)定。

關(guān)鍵詞：氨基黑10B；溴酸根；退色；分光光度法

中圖分類(lèi)號(hào)：O657.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）15-3665-03

作者簡(jiǎn)介：李貴林（1973-），男，黑龍江五常人，工程師，主要從事環(huán)境保護(hù)方面的研究，（電話(huà)）13961395475（電子信箱）1539984314@qq.com。

隨著人們對(duì)飲用水水質(zhì)要求的提高，消毒效果較好的臭氧消毒技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用日益廣泛。但采用臭氧氧化處理含溴離子（Br-）水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生以BrO3-為主的臭氧化副產(chǎn)物，而溴酸鹽被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)定為2B級(jí)潛在致癌物[1]。因此，研究礦泉水中痕量BrO3-的測(cè)定方法對(duì)可飲用水的衛(wèi)生監(jiān)督和安全性評(píng)價(jià)具有重要意義。水中BrO3-的測(cè)定方法較多，主要有分光光度法、熒光猝滅法、氣相色譜法、高效液相色譜法等[2-8]。氨基黑10B是一種色譜分析試劑、氧化還原指示劑和生物染色劑，其分子中的偶氮結(jié)構(gòu)能與溴酸根發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使氨基黑10B發(fā)生退色反應(yīng)，吸光度的降低與溴酸根加入量呈正比。該法操作簡(jiǎn)單易懂，儀器成本較低，耗時(shí)短，是企業(yè)理想的測(cè)定水中BrO3-的方法。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

島津2550雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（日本島津公司）；pHS-25型pH計(jì)（上海精科雷磁公司）。

氨基黑10B（AR，上海試劑二廠(chǎng)）；鹽酸（AR，天津市福晨化學(xué)試劑公司）；溴酸鈉（AR，國(guó)藥集團(tuán)上海試劑化學(xué)公司）。

氨基黑10B溶液：準(zhǔn)確稱(chēng)取0.154 1 g的氨基黑10B固體置于100 mL燒杯中，用少量的二次蒸餾水溶解后，轉(zhuǎn)入500 mL的容量瓶中，加二次蒸餾水至刻度線(xiàn)，得到5×10-4 mol/L的氨基黑10B溶液。

溴酸根離子標(biāo)準(zhǔn)溶液：1.0 mg/mL，稱(chēng)取在130 ℃干燥過(guò)的分析純溴酸鈉1.180 0 g，用水配成1 L溶液。臨用時(shí)稀釋成10 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)工作液。

4.0 mol/L鹽酸；其他所用試劑均為分析純；試驗(yàn)用水為二次蒸餾水。

1.2 試驗(yàn)方法

取兩支10 mL比色管，準(zhǔn)確移取2.00 mL的溴酸根標(biāo)準(zhǔn)液（或?qū)嶋H水樣）于一支比色管中，再依次加入4.0 mol/L鹽酸2.00 mL、氨基黑10B溶液1.00 mL，用水定容至刻度，充分搖勻，靜置15 min，配制相應(yīng)的空白試劑，以蒸餾水為參比，在690 nm處，用1 cm比色皿分別測(cè)定試劑空白與待測(cè)溶液的吸光度A0和A1，并計(jì)算A=A0-A1。

2 結(jié)果與分析

2.1 吸收曲線(xiàn)

按測(cè)定方法配制溶液，在500～800 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，氨基黑10B與BrO3-/氨基黑10B體系進(jìn)行光譜掃描，結(jié)果如圖1所示。與試劑空白溶液相比，向氨基黑10B體系中加入BrO3-溶液后氨基黑10B產(chǎn)生明顯的退色，吸光度降低，以試劑空白為參比，測(cè)定待測(cè)液吸光度后發(fā)現(xiàn)在690 nm波長(zhǎng)處吸光度變化值最大（曲線(xiàn)3），且吸光度的減少與BrO3-的濃度呈正比，因此選擇測(cè)定波長(zhǎng)為690 nm。

2.2 酸度的影響

由于氨基黑10B與溴酸根發(fā)生氧化還原反應(yīng)需要在酸性介質(zhì)中才能進(jìn)行，因此測(cè)定了不同酸度下體系吸光度變化情況，按方法“1.2”分別測(cè)定了相同酸度下磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸對(duì)溶液退色的影響，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1和圖2。結(jié)果表明，鹽酸、硝酸、硫酸對(duì)于氨基黑10B與溴酸根氧化還原反應(yīng)的促進(jìn)程度相同，從經(jīng)濟(jì)角度考慮選擇鹽酸作為反應(yīng)介質(zhì)，進(jìn)一步的研究表明，4.0 mol/L的鹽酸用量在1.50～2.25 mL內(nèi)吸光度較大且基本穩(wěn)定。故選用4.0 mol/L的鹽酸溶液2.00 mL。

2.3 氨基黑10B用量的影響

固定4.0 mol/L的鹽酸用量為2.00 mL，分析了5×10-4 mol/L氨基黑10B溶液用量對(duì)體系吸光度的影響，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3。結(jié)果表明，氨基黑10B用量0.75～2.00 mL內(nèi)體系的吸光度最大且穩(wěn)定。故選用5×10-4 mol/L的氨基黑10B溶液1.00 mL。

2.4 反應(yīng)時(shí)間與溫度的影響

固定4.0 mol/L的鹽酸用量2.00 mL，5×10-4 mol/L的氨基黑10B溶液1.00 mL，分析了反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)溫度對(duì)體系的影響，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖4。結(jié)果表明，室溫時(shí)溶液定容10 min后，退色趨于穩(wěn)定，35 min內(nèi)吸光度保持穩(wěn)定；同時(shí)升高反應(yīng)溫度對(duì)吸光度基本無(wú)影響，本試驗(yàn)選擇室溫下反應(yīng)15 min。

2.5 共存離子的影響

在10 mL比色管中加入20 μg溴酸鈉，分析了共存物質(zhì)的干擾。結(jié)果表明，控制相對(duì)誤差在±5.0%范圍內(nèi)，可共存離子允許量（以倍數(shù)計(jì)）：K+、Na+、Ca2+、Cd2+、Pb2+（200）；Mg2+、Cl-、SO42-、NO3-、CO32-、CH3COO-（500）；氧化性陰離子如MnO4-、Cr2O72-等干擾測(cè)定。由于在實(shí)際樣品中，上述陰離子存在的可能性極小，可忽略不計(jì)，直接進(jìn)行測(cè)定。

2.6 工作曲線(xiàn)

準(zhǔn)確移取0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.00、4.00、4.50 mL含溴酸根10 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液分別于10 mL的比色管中，加入4.0 mol/L鹽酸溶液2.00 mL、5×10-4 mol/L氨基黑10B溶液1.00 mL，用水定容，搖勻，靜置15 min。在690 nm波長(zhǎng)處，用1 cm玻璃比色皿，以試劑空白為參比，測(cè)定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。BrO3-在0.5～4.5 μg/mL濃度范圍內(nèi)，其濃度與吸光度呈良好線(xiàn)性關(guān)系，線(xiàn)性回歸方程為A=0.153 33 C + 0.026 56，相關(guān)系數(shù)為0.995 29，表觀摩爾吸光系數(shù)為1.27×104 L/（cm·mol）。

2.7 精密度和檢出限

按“1.2”方法進(jìn)行測(cè)定，其中溴酸根離子濃度為1.0、3.0 μg/mL，重復(fù)測(cè)定11次，平均相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為1.56%、2.67%。計(jì)算得到方法檢出限為0.13 μg/mL。

2.8 樣品分析

隨機(jī)購(gòu)買(mǎi)兩份市售礦泉水樣各500 mL，分別加熱蒸發(fā)濃縮至5 mL（濃縮100倍），按“1.2”方法進(jìn)行操作，每份樣品測(cè)定6次，計(jì)算樣品含量及加標(biāo)回收率，結(jié)果如表2所示。

3 小結(jié)與討論

用氨基黑10B退色分光光度法測(cè)定溴酸根離子，具有穩(wěn)定性好、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于礦泉水中溴酸根離子的測(cè)定，取得了較滿(mǎn)意的結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉 俊.礦泉水新國(guó)標(biāo)限定溴酸鹽濃度[J].農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)周刊，2008，28（1）：20-21.

[2] 劉文明，馬衛(wèi)興.二甲酚橙褪色光度法測(cè)定微量溴酸根離子的研究[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)，1997（12）：539-540.

[3] 于慶水. 粟智亞甲藍(lán)褪色光度法測(cè)定痕量溴酸根[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2004，21（5）：974-976.

[4] 羅道成，劉俊峰，宋和付.酸性品紅退色光度法測(cè)定微量溴酸根離子的研究[J].化學(xué)試劑，2005，27（5）：299-300.

[5] 楊勝園，楊慧仙，于軍暉，等.吖啶橙熒光猝滅法測(cè)定飲用水中痕量溴酸根[J].理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)，2012（8）：917-919.

[6] 陳 璞，顧書(shū)生，呂永鵬，等.氣相色譜法測(cè)定飲用水中痕量溴酸鹽[J].品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2010（2）：63.

[7] 史亞利，蔡亞岐，劉京生.大體積直接進(jìn)樣離子色譜法測(cè)定飲用水中痕量溴酸鹽[J].分析化學(xué)，2005，33（8）：1077-1080.

[8] 齊竹華，屈 峰. 離子色譜法測(cè)定飲用水和面包中的溴酸根[J]. 環(huán)境化學(xué)，1998，17（6）：601-605.