BCA比色法測定循環水中微量銅的優化

◎ 嚴 琳，陳 達，司有銀

（南通醋酸纖維有限公司，江蘇 南通 226008）

工業循環冷卻水中銅離子的測定一般采用原子吸收法（GB/T 14638.2-1993）[1]和二乙基二硫代氨基甲酸鈉比色法（GB/T 14418-1993）[2]，前者需要昂貴的原子吸收光譜儀，后者需要有機溶劑萃取等繁雜操作，目前南通醋酸纖維有限公司檢驗室測定循環水中的銅離子的方法為二乙基二硫代氨基甲酸鈉比色法，此方法操作過程繁瑣，容易產生誤差，且耗時過長。為了提高檢測效率，利用BCA（2，2’-聯喹啉-4,4’-二甲酸二鈉鹽）在堿性條件下能特異性的與亞銅離子形成紫色Cu（I）-BCA配合物[3]，并與銅離子濃度有良好的線性關系的原理，建立一種快捷、準確的比色測定法。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

分光光度計：SHIMADZU UV-1800型；pH計：Seven Compact型；Cu標準溶液：取分析純硫酸銅標準樣品，用蒸餾水配制濃度為10 μg·mL-1標準溶液；試劑A：采用含7.0 mmoL·L-1檸檬酸鈉的0.1 moL·L-1氨-氯化銨緩沖溶液（pH10.0）配制0.025 moL·L-1BCA溶液；試劑B：1.5 moL·L-1鹽酸羥胺溶液。

1.2 測試方法

BCA比色法：取兩支50 mL比色管，一支準確移取適量的銅標準溶液，一支不加，作為空白對照，兩支比色管中都加入試劑B、試劑A，再用去離子水稀釋至刻度，充分搖勻后靜置，待顯色完全；用5 cm比色皿于一定波長處測量溶液的吸光度A，確定最適波長、pH、試劑用量以及顯色時間，并繪制最佳實驗條件下的銅含量回歸曲線。用循環水樣品代替銅標準溶液，采用上述方法測定銅含量。

二乙基二硫代氨基甲酸鈉比色法：按照GB/T 14418-1993進行測定。

2 結果與討論

2.1 吸收光譜

按照BCA比色法在不同波長處，繪制Cu（I）-BCA配合物的吸收光譜曲線（圖1），結果表明λmax=562 nm，E562=7.68×103L·mol-1·cm-1。

圖1 BCA與亞銅離子形成的紫色配合物的吸收光譜圖

2.2 測試條件的選擇

影響吸光度的因素較多（各試劑用量、pH值、顯色時間等），本實驗采用單因素輪換法確定最佳反應條件。

2.2.1 pH的影響

表1是不同pH條件下Cu（I）-BCA配合物的吸光度，由表可知，pH為10時，溶液更穩定，測定結果更好。因此本實驗選用pH=10.0的氨-氯化銨緩沖溶液進行測定。

表1 不同pH緩沖液下的吸光度表

2.2.2 試劑用量的選擇

圖2是以鹽酸羥胺用量為變量的測定結果，圖3是以BCA試劑用量為變量的測定結果，實驗表明當鹽酸羥胺用量為2.5 mL，BCA用量5 mL時，吸光度達到最大，本實驗選用10%鹽酸羥胺2.5 mL，0.025 mol·L-1BCA 5 mL。

2.2.3 顯色時間的影響

反應在室溫下生成配合物的速度較快，圖4是反應放置時間對吸光度的影響。測定結果表明：15 min后顯色完全，A562達到最大且穩定，體系至少可以穩定30 min。

圖2 鹽酸羥胺用量對吸光度的影響圖

圖3 BCA試劑用量對吸光度的影響圖

圖4 反應放置時間對吸光度的影響圖

2.3 標準曲線

分別移取不同體積的銅標準溶液按實驗方法測定A562并繪制工作曲線（圖5），結果表明Cu離子的濃度在0～1 μg·mL-1范圍內與吸光度呈良好的線性關系，線性相關方程和相關系數分別為：y=0.612 4x-0.006 3，相關系數R2=0.999。本方法檢測限量為0.02 μg·mL-1。

圖5 銅離子標準工作曲線圖

2.4 精密度實驗

分別在標準曲線范圍內選擇0.05 μg·mL-1、0.1 μg·mL-1、0.2 μg·mL-13 種濃度的銅標準溶液，分別測定6次（表2），計算相對標準偏差。由表2可知，該測定方法的精密度在2.00%～3.00%范圍內，小于5%，符合要求，具有較高的精密度。

表2 銅標液的精密度測定表

2.5 回收率實驗

用標準加入法作回收實驗，選擇某一濃度的樣品，分別加入不同體積的銅離子標準工作溶液配成不同濃度的樣品溶液，代入標準工作曲線計算加標后樣品濃度，計算回收率（回收率=檢測到的樣品濃度/加入的樣品濃度），結果見表3。回收率在95.0%～105.0%，操作過程損失較少，方法準確可靠。

表3 加標回收率測定

2.6 與二乙基二硫代氨基甲酸鈉比色法比較

對循環水樣品分別用兩種方法進行測定，結果如表4，兩種方法差值基本控制在0.01 μg·mL-1以內。

表4 兩種測定方法的比較表

3 結論

本文探討了用BCA法測定循環水中的微量銅，該方法對樣品處理要求簡單，顯色反應直接在水溶液中完成，不需要通過萃取或者加入有機溶劑來增加溶解度，而且反應不需要加熱，在室溫下就可以完成，整個檢測過程耗時較少，精密度和準確度較好，能夠滿足實際的生產檢測需求，具有實際使用價值。