二乙酰一肟-氨基硫脲法測(cè)定游泳池水中尿素實(shí)驗(yàn)條件的研究

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北京中飛華正檢測(cè)技術(shù)服務(wù)有限公司，北京 101300

我國(guó)游泳場(chǎng)所衛(wèi)生場(chǎng)所明文規(guī)定，游泳池中尿素含量不得超過(guò)2.5 mg/L。目前測(cè)定游泳池水中尿素的方法主要有鄰苯二醛法、苯酚-次氯酸鹽光度法、OPA 法、urase-berthlot 法、二乙酰一肟法等。二乙酰肟安替比林法是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，但在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多問(wèn)題，如曲線(xiàn)線(xiàn)性濃度范圍小，曲線(xiàn)不易做成；加熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；在沸騰情況下，比色管帽極易噴濺，易損失液體；顯色時(shí)間過(guò)長(zhǎng)且顯色后要立即測(cè)定。綜合上述問(wèn)題，用氨基硫脲代替二乙酰一肟法測(cè)定尿素，從擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)范圍、最佳吸收波長(zhǎng)、溫度的條件、加熱時(shí)間等方面篩選最佳測(cè)定條件，并確定方法檢出限、準(zhǔn)確度和精密度，從而建立一種方便、實(shí)用的測(cè)定方法。本文基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法，建立二乙酰一肟-氨基硫脲測(cè)定游泳池中尿素的方法，從波長(zhǎng)的選擇、酸度的條件、試劑的加入量、溫度的條件、加熱時(shí)間來(lái)尋求最佳條件。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)的儀器和試劑

1.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)中所用的儀器見(jiàn)表1。

表1 實(shí)驗(yàn)儀器

表2 實(shí)驗(yàn)試劑

1.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

1.2.1 二乙酰一肟-氨基硫脲測(cè)定尿素的實(shí)驗(yàn)原理

二乙酰一肟法測(cè)定尿素的主要反應(yīng)原理是血清中尿素在氨基硫脲存在下與二乙酰一肟在遇熱強(qiáng)酸溶液中生成紅色復(fù)合物，該復(fù)合物與尿素含量成正比。在最大吸收波長(zhǎng)下符合朗伯-比爾定律，即溶液吸光分子在最大吸收波長(zhǎng)的吸光度A 與該吸光分子的濃度C 的關(guān)系[1]。

1.2.2 二乙酰一肟-氨基硫脲測(cè)定尿素的實(shí)驗(yàn)方法

在室溫下，在25.0 ml 比色管中加入10.0 ml 樣品，同時(shí)做標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。另取比色管，向其中加入尿素標(biāo)準(zhǔn)使用液：0.00 mL、0.50 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、7.00 mL。于上述各管中加入二乙酰一肟-氨基硫脲溶液2.00 mL，磷-硫混酸溶液5.00 mL，并用超純水稀釋至25 mL，混勻。將上述各管放在水浴鍋沸水浴中加熱20 min，取出并在流動(dòng)的自來(lái)水中冷卻大約2 min。立即以超純水為對(duì)照，在480 nm 處，用1 cm 比色皿比色，以濃度對(duì)應(yīng)吸光度，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，以水樣的吸光度從曲線(xiàn)查出尿素質(zhì)量。

1.2.3 準(zhǔn)確度的測(cè)定方法

取相同的兩個(gè)實(shí)際樣品，其中一個(gè)裝的是尿素標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，兩個(gè)實(shí)際樣品按照相同的實(shí)驗(yàn)步驟同時(shí)測(cè)量[2]。加入標(biāo)準(zhǔn)品后的結(jié)果減去加入標(biāo)準(zhǔn)品前的結(jié)果，減去值與加入標(biāo)準(zhǔn)品的準(zhǔn)確值之差的比值即為樣品的標(biāo)準(zhǔn)回收率。

1.2.4 精密度的測(cè)定方法

取3 個(gè)（低、中、高）不同濃度的自制實(shí)際樣品，每個(gè)濃度平行測(cè)定6 次，計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示精密度。

1.2.5 檢出限

取空白樣品測(cè)定空白值，平行測(cè)定11 次，用質(zhì)量或濃度單位計(jì)算檢出限[3]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 二乙酰一肟-氨基硫脲測(cè)定尿素的實(shí)驗(yàn)條件

2.1.1 最大吸收波長(zhǎng)的選擇

當(dāng)尿素的質(zhì)量濃度為5.00 mg/L 時(shí)，在可見(jiàn)分光光度計(jì)440～520 nm 波長(zhǎng)之間，二乙酰一肟-氨基硫脲測(cè)定尿素吸收曲線(xiàn)波長(zhǎng)440～500 nm 之間，最大吸收峰在480 nm 處，因此選擇480 nm 為最大吸收波長(zhǎng)。

2.1.2 二乙酰一肟-氨基硫脲濃度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

分別對(duì)2.00 mg/L 尿素溶液和5.00 mg/L 尿素溶液取不同用量，分別為0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL、3.00 mL、3.50 mL、4.00 mL、4 mL。在最大波長(zhǎng)480 nm 處測(cè)定吸光度。當(dāng)二乙酰一肟-氨基硫脲的用量到2.00 ml 時(shí)吸光度最大，說(shuō)明反應(yīng)程度完全。繼續(xù)增加二乙酰-氨基硫脲的用量，吸光度沒(méi)有什么變化，表示顯色穩(wěn)定。高低濃度的尿素溶液反應(yīng)結(jié)果一致。所以二乙酰一肟最大加入量選擇2.00 mL 最為合適。

2.1.3 酸度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

當(dāng)確定二乙酰一肟-氨基硫脲的用量為2.00 mL 時(shí)，混酸溶液的加入量為2.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、7.00 mL、9.00 mL、10.00 mL。在最大吸收波長(zhǎng)480 nm 處測(cè)定吸光度，當(dāng)尿素質(zhì)量濃度為20 μg/20 mL、混酸溶液的加入量為5.00 mL 時(shí)，吸光度變化不大，所以選擇混酸溶液為5.00 mL。

2.1.4 顯色時(shí)間對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

當(dāng)二乙酰一肟-氨基硫脲的加入量為2.00 mL、混酸溶液為5.00 mL 時(shí)，顯色時(shí)間為10 min、20 min、30 min、40 min、50 min。在最大吸收波長(zhǎng)480 nm 處測(cè)定吸光度，可以看出，顯色反應(yīng)從加熱10 min 開(kāi)始上升，每隔10 min 測(cè)定一次吸光度。加熱至20 min 后，再接著加熱，吸光度無(wú)明顯變化，表明加熱20 min 時(shí)顯色完全。繼續(xù)加熱后，雖然吸光度有所下降，但在40 min 內(nèi)吸光度相對(duì)穩(wěn)定，所以選擇20 min 為顯色時(shí)間。

2.1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)系列

在室溫下，按照二乙酰一肟-氨基硫脲測(cè)定尿素的實(shí)驗(yàn)方法，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，以水樣的吸光度從曲線(xiàn)查出尿素質(zhì)量。具體情況見(jiàn)表3。

表3 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)系列

2.1.6 結(jié)果計(jì)算

水樣中尿素的濃度[4]：

2.1.7 精密度的測(cè)定

自制質(zhì)量濃度為1.00 mg/L、5.00 mg/L、7.00 mg/L 的樣品，各平行測(cè)定6 次。按照實(shí)驗(yàn)方法，計(jì)算出相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差和標(biāo)準(zhǔn)偏差，使用公式：

可以得知，對(duì)已知質(zhì)量濃度1.00 mg/L 的樣品進(jìn)行平行測(cè)定6 次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.08%，小于5%，表明精密度好；對(duì)已知質(zhì)量濃度5.00 mg/L 的樣品進(jìn)行平行測(cè)定6 次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.57%，小于5%，表明精密度好；對(duì)已知質(zhì)量濃度7.00 mg/L 的樣品進(jìn)行平行測(cè)定6 次，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.43%，小于5%，表明精密度好。

2.1.8 準(zhǔn)確度的測(cè)定

自制質(zhì)量濃度為1.00 mg/L、3.00 mg/L、5.00 mg/L 的尿素樣品，按照實(shí)驗(yàn)方法，以質(zhì)量對(duì)應(yīng)吸光度，計(jì)算加標(biāo)回收率，使用公式：

取0.5 mL 100 mg/L 的尿素標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別加入自制樣品1、2、3 中，定容至25.0 mL，此時(shí)加標(biāo)量為2 mg/L。分別對(duì)高、中、低三個(gè)濃度的水樣計(jì)算加標(biāo)回收率，加標(biāo)回收率在95.0%～104.2%之間，準(zhǔn)確度良好。

2.1.9 方法檢出限

按照樣品分析的全部步驟，重復(fù)n 次空白實(shí)驗(yàn)，將各測(cè)定結(jié)果換算為樣品中的濃度或含量，計(jì)算n次平行測(cè)定結(jié)果對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差[5]。按公式5 計(jì)算方法檢出限。

方法檢出限測(cè)定結(jié)果得知標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.080 2，t（n-1，0.99）為2.764，取樣體積為10.0 mL，尿素檢出限為0.02 mg/L。

3 結(jié)論

室溫條件下，加入10.0 mL 水樣于上述25 mL比色管中，再依次加入二乙酰一肟-氨基硫脲溶液2.00 mL、混酸溶液5.00 mL，然后用純水分別稀釋至25.00 mL，混勻靜置。將上述各管放在沸水浴中加熱20 min，取出并在流動(dòng)的水中冷卻2 min。立即以純水為對(duì)照，在480 nm 處用1 cm 比色皿比色。用二乙酰一肟-氨基硫脲測(cè)定游泳池水中的尿素。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差值均小于5 %，檢出限為0.02 mg/L，加標(biāo)回收率范圍在95.0%～104.2%之間，均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

在最大吸收波長(zhǎng)480 nm 處測(cè)定吸光度，二乙酰一肟-氨基硫脲溶液2.00 mL，混酸溶液5.00 mL，加熱20 min 為實(shí)驗(yàn)條件，擴(kuò)大標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)范圍可以使測(cè)定效果具有加熱時(shí)間短、減少溶液消耗、顯色度好、不易褪色、靈敏度高、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。