淮海工學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院 李詠梅 施鵬飛

連云港師范高等?？茖W(xué)校 李人宇＊

鐵是動物的必需微量元素之一。日糧中鐵含量不足會引起動物生長受阻，血紅蛋白合成不良，從而出現(xiàn)貧血癥（張元躍，2002），而動物攝入過量鐵則會發(fā)生鐵中毒（楊順江，1989）。因此，準(zhǔn)確測定飼料中鐵含量具有重要意義。二元絡(luò)合物體系鄰菲啰啉光度法是測定鐵的傳統(tǒng)方法，此法靈敏度較低，反應(yīng)2 h后才能穩(wěn)定可測，且選擇性較差（王書華和董士元，1997）。近年來，三元絡(luò)合物體系光度法因具有靈敏度高、穩(wěn)定性好、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用日益增多（王愛榮等，2005）。此外，雙波長分光光度法因能提高準(zhǔn)確度、靈敏度和選擇性等分析性能而備受關(guān)注（陳孝進(jìn)等，2012；畢韶丹等，2008）。本實(shí)驗(yàn)利用鐵（Ⅱ）-鄰菲啰啉-燦爛黃三元絡(luò)合物體系，建立雙波長分光光度法測定飼料中鐵含量。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑 756CRT型紫外分光光度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司），HH-2數(shù)顯恒溫水浴鍋 （國華電器有限公司），pHS-3C型酸度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司），XS2馬弗爐（宜興市前錦爐業(yè)設(shè)備有限公司）。

鐵（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液（100 μg/mL）：準(zhǔn)確稱取0.7020 g 硫酸亞鐵銨，溶于硫酸 （V∶V=1∶1）50 mL中，定容于1 L容量瓶，貯存于聚乙烯瓶中，4℃保存。鐵（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液（10 μg/mL）：精密吸取10.0 mL鐵（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液，用水稀釋定容至100 mL；乙酸-乙酸鈉緩沖溶液：pH 5.7；鄰菲啰啉溶液：1.0 ×10-3mol/L；燦爛黃溶液：1.0 ×10-4mol/L。實(shí)驗(yàn)所用硫酸、鹽酸、鹽酸羥胺均為優(yōu)級純，其他試劑為分析純，水為雙蒸水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法 在10mL比色管中依次加入1.0 mL pH 5.7乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，一定量鐵（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液或樣品溶液，1.5 mL 1.0×10-3mol/L鄰菲啰啉溶液和3.0 mL 1.0×10-4mol/L燦爛黃溶液，用水定容并搖勻，室溫下靜置15 min。同時配制空白試劑。用1 cm比色皿，以空白試劑為參比，分別于波長493 nm和379 nm處，測量絡(luò)合物體系的吸光度A493和A379，按公式△A=A493–A379，計算吸光度差值△A。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜 以水為參比，分別掃描空白試劑、絡(luò)合物溶液，吸收光譜，結(jié)果見圖1。由圖1可見，在pH 5.7乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中，空白試劑的最大吸收波長位于387 nm。當(dāng)鐵（Ⅱ）加入其中后，使?fàn)N爛黃褪色，379 nm處的吸光度隨著鐵（Ⅱ）濃度增大而減小；生成絡(luò)合物的最大吸收峰位于493 nm，493 nm處的吸光度隨著鐵 （Ⅱ）濃度增大而增大。由于△A值與鐵（Ⅱ）濃度存在很好的線性關(guān)系，故選取λ1=493 nm作測量波長，λ2=379 nm作參比波長，采用雙波長光度法測定。

2.2 測定條件的優(yōu)化

2.2.1 酸度的影響 不同酸度的介質(zhì)對絡(luò)合反應(yīng)的發(fā)生與進(jìn)程有很大影響，分別以乙酸-乙酸鈉（pH3.6～ 5.7），乙酸銨 （pH7.0）和氨-氯化銨（pH7.5～11.0）緩沖溶液作為反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，選擇pH 5.7乙酸-乙酸鈉緩沖溶液控制體系酸度，且用量為1.0 mL時，△A值最大（圖2、圖3）。而當(dāng)pH＜4.0時，試劑空白褪色太快無法準(zhǔn)確測定吸光度；當(dāng)pH＞8.0時，△A值接近零，說明反應(yīng)基本不發(fā)生。因此，本實(shí)驗(yàn)選擇加入pH 5.7乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，用量為1.0 mL。

2.2.2 鄰菲啰啉用量的影響 鄰菲啰啉用量對絡(luò)合物的生成有較大影響。當(dāng)1.0×10-3mol/L的鄰菲啰啉溶液用量為1.5～3.0 mL時，ΔA值最大 （圖4）。而當(dāng)鄰菲啰啉用量小于1.5 mL時，鄰菲啰啉與鐵（Ⅱ）絡(luò)合形成 Fe（phen）32+的能力減弱，反應(yīng)速度變慢，反應(yīng)不完全且難以穩(wěn)定，ΔA值較小，測定的準(zhǔn)確性和靈敏度均降低。本實(shí)驗(yàn)確定鄰菲啰啉溶液加入量為1.5 mL。

圖1 吸收光譜

2.2.3 燦爛黃用量的影響 燦爛黃用量對絡(luò)合物的生成有較大影響。當(dāng)1.0×10-4mol/L燦爛黃溶液用量為2.8～4.0 mL時，△A值最大（圖5）。而當(dāng)燦爛黃用量小于 2.8 mL 時，F(xiàn)e（phen）32+與燦爛黃陰離子之間的靜電引力和疏水作用力減弱，反應(yīng)速度變慢，不利于絡(luò)合反應(yīng)的完成，△A值較小，測定的準(zhǔn)確性和靈敏度均降低。本實(shí)驗(yàn)確定燦爛黃溶液的加入量為3.0 mL。

2.2.4 反應(yīng)溫度的影響 由圖6可見，當(dāng)溫度為10～40℃時，△A值基本不變；當(dāng)溫度為50～100℃時，△A值升高但很不穩(wěn)定。這是由于高溫條件會使絡(luò)合體系產(chǎn)生渾濁，使△A值增大且不穩(wěn)定。為了保證測定的準(zhǔn)確度，并便于操作，本實(shí)驗(yàn)選擇室溫下反應(yīng)。

2.2.5 反應(yīng)時間與穩(wěn)定性 由圖7可見，反應(yīng)開始后，△A值迅速增大，反應(yīng)15 min時，△A值達(dá)到最大，并保持6 h基本不變。本實(shí)驗(yàn)選擇反應(yīng)時間為15 min。本方法生成的三元絡(luò)合物與王書華和董士元（1997）報道的二元絡(luò)合物相比，穩(wěn)定性明顯提高，反應(yīng)時間由2 h縮短為 15 min，大大提高了分析效率。

2.3 工作曲線與檢出限 在一組10 mL比色管中，分別準(zhǔn)確加入10 μg/mL鐵（Ⅱ）標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20 mL， 按實(shí)驗(yàn)方法測量體系吸光度，繪制工作曲線（圖8）。由8可見，線性范圍為0～1.2 μg/mL，線性回歸方程為 ΔA=0.5858 Ρ （μg/mL）+0.0075， 相關(guān)系數(shù)r=0.9999。 表觀摩爾吸光系數(shù) ε=3.3×104L/mol·cm，較何建英等（2003）二元絡(luò)合物體系鄰菲啰啉光度法靈敏度提高2倍。對空白試劑進(jìn)行11次測定，求得標(biāo)準(zhǔn)偏差s=2.7×10-3，方法檢出限為DL=3s/k=13.8 μg/L。

2.4 共存離子的影響 在上述實(shí)驗(yàn)條件下，對10mL溶液中10 μg鐵 （Ⅱ）進(jìn)行測定，相對誤差≤ ±5%范圍內(nèi)，常見離子的允許量（以μg計，未做上限）分別為：Na+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Pb2+、Cd2+、Al3+、I-、NO3-、SeO32-（1000），K+、Cr3+、OH-、HCO3-、CO32-、Br-（500），Zn2+（100），Co2+、Ni2+、Cu2+、Fe3+（10）。結(jié)果表明，該方法具有良好的選擇性。加入0.5 mL 0.5%檸檬酸可掩蔽1 mg Ni2+，加入0.4 mL 5%硫脲溶液可掩蔽1 mg Cu2+，加入1.2 mL 0.5%氟化鈉可掩蔽1 mg Fe3+（用于價態(tài)分析）。對于常見飼料無需掩蔽可直接測定。

3 樣品分析

準(zhǔn)確稱取適量飼料樣品（豆粕2.0 g，玉米5.0 g）于瓷坩堝中，放在電熱板上低溫炭化至無煙，再放入馬弗爐于500℃下灰化4～5 h，直至試樣灰化完全后取出。 稍冷加入 5 mL（V∶V=1∶1）鹽酸，加入1 mL 10%鹽酸羥胺溶液，放在電熱板上加熱微沸數(shù)分鐘，以保證全部鐵的溶解和還原，冷卻后移入50 mL容量瓶中，用水定容、過濾。精密吸取1.0 mL按實(shí)驗(yàn)方法測定鐵含量，測定結(jié)果與國標(biāo)法一致（表 1）（GB/T 13885-2003，2003）。 同時進(jìn)行加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表1 回收率實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 飼料樣品中鐵含量的測定結(jié)果（n=5）

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)建立了鐵 （Ⅱ）-鄰菲啰啉-燦爛黃三元絡(luò)合物體系雙波長分光光度法測定飼料中的鐵含量，方法靈敏度和穩(wěn)定性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的鄰菲啰啉光度法，測定快速準(zhǔn)確，精密度高，選擇性好，完全滿足飼料中鐵含量的檢測要求。

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