洪利明，劉曉作，劉林海，朱 峰

（上饒師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，江西上饒334001）

濁點萃取－分光光度法測定水樣中的痕量銅

洪利明，劉曉作，劉林海，朱 峰

（上饒師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，江西上饒334001）

研究了新銅試劑（2，9－二甲基－1，10－菲羅啉）為配合劑、Triton X－100為表面活性劑的濁點萃取，分光光度法測定水中痕量銅的新方法?？疾鞚狳c萃取、分離和富集金屬離子銅的影響因素及適宜的反應(yīng)條件。結(jié)果表明，Triton X－100與銅（Ⅱ）及新銅試劑形成的淺黃色配合物，其最大吸收峰的波長位于450nm處，摩爾吸收系數(shù)為2.860×103L·mol－1·cm－1。Cu（Ⅱ）含量在0.1～1.0mg·L－1范圍內(nèi)符合比爾定律，相關(guān)系數(shù)R2＝0.9987，銅的加標(biāo)回收率達97%～99%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為2%～5%。

濁點萃?。恍裸~試劑；分光光度法

銅是生物體必需的微量元素之一［1］，人體缺乏銅會引起貧血、毛發(fā)異常，以及腦障礙；而過量的銅則會導(dǎo)致肝硬化、腹瀉、嘔吐、運動障礙和知覺神經(jīng)障礙。銅分布于生物組織中，大部分以金屬有機物的形式存在，如金屬蛋白，以酶的形式起功能作用。每個含銅蛋白的酶都有它的生理作用，生物系統(tǒng)中的許多關(guān)于氧的電子傳遞和氧化還原反應(yīng)都因為含銅蛋白的酶起著催化作用，這些酶對生命過程是至關(guān)重要的。人類攝取微量元素銅的主要來源是來自于生活中水和食物，攝取銅含量對人身體健康的影響，和水中的銅離子對環(huán)境的污染都成為了人們關(guān)注的焦點。因此，建立微量銅的分析方法具有十分重要的意義。

濁點萃?。?－7］（cloud point extraetion，簡稱CPE）是近些年來出現(xiàn)的一種新的液－液萃取技術(shù)。它與其他的傳統(tǒng)萃取技術(shù)不同，不需要使用揮發(fā)性有機溶劑，不會污染環(huán)境。它以表面活性劑臨界膠束濃度和濁點現(xiàn)象為基礎(chǔ)，通過改變實驗的參數(shù)使兩相分離。分光光度法具有靈敏度高、準(zhǔn)確度高、操作簡便、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點，所以是痕量分析重要的檢測手段。本實驗研究了采用新銅試劑為螯合劑，使用TritonX－100表面活性劑萃取痕量銅離子的實驗參數(shù)，將濁點萃取與可見分光光度法聯(lián)用，并且用于實際水樣中銅離子的檢測。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

722型可見分光光度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；800型離心機（上海手術(shù)器械廠）；HH.S 1－1電熱恒溫水浴鍋（上海躍進醫(yī)療器械廠）；AAS－240型原子吸收光譜儀（美國瓦里安公司）；CuSO4·5H2O（汕頭市西隴化工廠有限公司）；配合顯色劑：2，9－二甲基－1，10－啡啰啉［8－9］（上海試劑三廠）；濁點萃取劑：Triton X－100（國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；無水乙醇（國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；NH3－NH4Cl緩沖溶液；正戊烷（國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；以上試劑均為分析純，所用的溶劑水均為二次蒸餾水。

1.2 實驗方法

1.2.1 濁點萃取和測定方法［10］

取1.0mL的Cu2＋標(biāo)準(zhǔn)溶液置于10mL離心管中，分別依次加入1.0mL 2.0×10－3mol／L新銅試劑，1.0ml體積分?jǐn)?shù)為2%的Triton X－100溶液，1.0ml pH為8.2NH3－NH4Cl緩沖溶液和1.5mL正戊烷，用二次蒸餾水稀釋至10.0mL，搖勻，置于55℃水浴恒溫鍋10min后，以4000r／min離心15min，取上層有機相用可見分光光度計測定，以對應(yīng)的空白試劑為參比，測定吸光度。

1.2.2 樣品的預(yù)處理［11］

河水樣品用普通濾紙過濾以除去懸浮在水中的微粒，然后對水樣進行加熱消解，具體操作如下：取過濾后的水樣100ml于燒杯中，加入5ml濃HNO3，于電熱板上低溫加熱（未沸），溶液消解到2～10ml，取下冷卻后，加入2%HNO310ml溫?zé)崛芙鈿堅?，用事先酸洗過的中速濾紙過濾到50ml容量瓶中，用2%HNO3定容。

2 結(jié)果與討論

2.1 配合物最大吸收波長的確定

金屬配合物由于使用配合劑的不同而形成不同的配合物，因此其吸收光譜圖也各不相同，在實驗過程中，首先要畫出配合物的吸收光譜曲線如圖1所示，找出其最大的吸收波長。在本實驗中，銅的配合物在450nm處吸光度最大。

在實驗中發(fā)現(xiàn)有機相呈現(xiàn)的顏色為黃色。由圖1可見，有機相選擇性的吸收了波長在450nm附近的藍(lán)紫色光，而對于藍(lán)紫色光互補［12］的600nm以上的黃色光幾乎不吸收，所以有機相呈黃色。

2.2 pH值對濁點萃取的影響

pH值主要影響螯合劑的形態(tài)，從而影響到配合物的形成，當(dāng)溶液的酸度過高或過低時，金屬離子與螯合劑形成的配合物都不穩(wěn)定，從而影響萃取率。因此要選擇合適的緩沖溶液。本實驗測定了pH值在4.0～10.2時銅的萃取率，不同的pH值對濁點萃取的影響如圖2所示，在pH值為8.2時，銅的萃取率最高。因此，本實驗選擇pH值為8.2。

圖1 吸收光譜圖的繪制

圖2 pH值對濁點萃取的影響

2.3 緩沖溶液用量對濁點萃取的影響

加入緩沖溶液主要是為了使反應(yīng)一直保持在合適的pH值，使金屬離子與配合螯形成的配合物穩(wěn)定，吸光度達到最大。由圖3可見，當(dāng)緩沖溶液的用量為1.0ml時吸光度最大。因此，緩沖溶液用量選為1.0ml。

2.4 新銅試劑用量對濁點萃取的影響

加入配合劑是為了與金屬離子形成配合物，使得金屬離子能夠被萃取到表面活性劑膠束相中。因此應(yīng)選擇疏水基團多，而親水基團少的配合劑，這樣能使萃取效率提高。改變配合劑的用量對濁點萃取的影響見圖4，當(dāng)配合劑的用量為1.0mL的時候，有機相的吸光度最大。所以，本實驗選取的新銅試劑的濃度為2.0 ×10－3mol／L，用量為1.0mL。

圖3 緩沖溶液的用量對濁點萃取的影響

圖4 新銅試劑用量對濁點萃取的影響

2.5 Triton X－100的用量對濁點萃取的影響

每種表面活性劑都有其固定的臨界膠束濃度，Triton X－100的臨界膠束濃度不僅決定了其用量，而且也決定了其萃取分離的效果，為此本實驗通過改變Triton X－100的用量測定其萃取效果。實驗結(jié)果見圖5，當(dāng)Triton X－100的用量為1.4mL時，其萃取效果最好。因此，本實驗Triton X－100的用量為1.4mL。

圖5 Triton X－100用量對濁點萃取的影響

2.6 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

在以上用量確定的條件下，配制一系列濃度的銅離子標(biāo)準(zhǔn)試液，經(jīng)本實驗方法測定吸光度，實驗的結(jié)果：銅的含量在0～1.0μg·mL－1范圍之內(nèi)服從比爾定律。由標(biāo)準(zhǔn)工作曲線求得線性回歸方程：A＝0.046C－0.002，相關(guān)系數(shù)R2＝0.9987。這表明濁點萃?。止夤舛确z測銅的吸光度與銅的濃度呈良好的線性關(guān)系。

2.7 水樣中Cu（Ⅱ）對比實驗——火焰原子吸收光譜法［13］

2.7.1 儀器工作條件

通過改變實驗條件考察了Cu元素的儀器工作條件，并進行了優(yōu)化選擇。見表1為火焰原子吸收分光光度計的工作條件。

表1 火焰原子吸收的工作條件

2.7.2 線性范圍和檢出限

配制一系列濃度的銅離子標(biāo)準(zhǔn)試液，進行火焰原子吸收光譜法測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，Cu2＋的質(zhì)量濃度在0.01～50μg·mL－1范圍內(nèi)符合朗伯－比爾定律，由工作曲線求得回歸方程：A＝0.00494C＋0.06234，相關(guān)系數(shù)R2＝0.9996，以11次空白測定值標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍除以斜率計算檢出限為0.0032μg·mL－1。這表明其線性關(guān)系良好，火焰原子吸收分光光度法檢測銅的精確度高。

2.8 水樣中Cu（Ⅱ）的測定

2.8.1 樣品中銅的測定和回收率實驗

取20ml（溶液濃度的測量擴大了20倍）處理后的河水樣品按實驗方法對樣品中痕量銅進行測定?；厥章蕦嶒灱霸游諏嶒灥慕Y(jié)果，見表2。

表2 樣品中銅離子含量的測定（n＝6）

3 結(jié)論

濁點萃取是一種簡單的、安全的、高效的萃取與檢測微量金屬離子的方法。TritonX－100在加入的正戊烷后使它的濁點降低了。用新銅試劑作螯合劑、TritonX－100作為濁點萃取劑，與Cu2＋在pH＝8.2的緩沖體系中能形成穩(wěn)定的配合物，分相后的配合物會富集在正戊烷中，可直接用分光光度計測定。在本實驗過程中發(fā)現(xiàn)，使用本實驗的方法測定水樣中痕量的Cu（Ⅱ），結(jié)果還是令人滿意的。

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Determination of Trace Amouts of Copper in Water Samples by Cloud Point Extraction–spectrophotometry

HONG Li－ming，LlU Xiao－zuo，LlU Lin－h(huán)ai，ZHU Feng

（School of Chemistry and Chemical Engineering，Shangrao Normal University，Shang rao 334001）

A new method for the determination of trace Cu in water by spectrophotometry with cloud point extraction was investigated.The influence of cloud point extraction，separation and rich metal ions copper and appropriate reaction conditions were studied.It has shown that the Triton X－100with Cu（II）and new copper reagents to form a yellow complex.The maximum absorption wavelength and apparent molar absorptivity were 450nm and 2.860×103L·mol－1·cm－1.Beer’s law was obeyed in the range of 0.1～1.0mg·L－1，the relevant factors R2＝0.9987，a determining efficiency of recovery of 97%to 99%，and the relative with standard deviation（RSD）of 2%to 5%.

cloud point extraction；2，9－dimethyl－1，10－phenanthroline；spectrophotometry

O657.32

A

1004－2237（2015）06－0075－04

10.3969／j.issn.1004－2237.2015.06.015

2015－03－08

上饒師范學(xué)院科技項目（201003113）

洪利明（1979－），男，江西上饒人，講師，碩士，主要從事分析化學(xué)研究。E－mail：hlm2012love＠163.com