靛蓝胭脂红体系催化光度法测定痕量铝和超痕量铜

摘要

众所周知，当人体铝或铜过量时，都会产生不同程度的毒害作用，在生物处理市政废水时，Al3+、CU2+过量也会使污水处理失效。因此，对Al3+、Cu2+测定方法的研究日益增多。目前，测定铝或铜的方法有分光光度法，原子吸收法，示波极谱法，高效液相色谱法等等。其中，原子吸收法等方法需要昂贵的仪器，不便于推广；光度法所用仪器虽简单价廉，但灵敏度却不够高，而且一般操作繁杂；在普通光度法基础上发展起来的催化光度法，灵敏度比普通光度法高得多，仪器简单。因此，催化光度法就成了发展中国家最常用的测定痕量金属的方法，对催化光度法的研究也就成为近年来分析科学的热点。 在查阅文献以及多次试验的基础上，发现了Al3+对(NH4)2S2O8氧化靛蓝胭脂红(IC)的褪色反应体系具有一定的促进作用，从而建立了IC催化光度法测定铝的新方法。进一步的实验还表明，Cu2+对此体系有更强的催化作用，因此，又建立了IC催化光度法测定超痕量铜的方法。 本实验研究内容主要包括：优化反应条件，如酸度范围，各反应物的用量，反应时间和温度等；在优化的实验条件下，绘制工作曲线，测试常见离子的干扰性；将实验提出的方法应用于实际样品的测定；对反应的机理作初步探讨。 实验结果表明，IC催化光度法测定Al3+的反应应在1mlpH5.4的六次甲基四胺-HCl缓冲溶液中进行；氧化剂(NH4)2S2O8，活化剂TritonX-100，显色剂IC的最佳用量分别为1ml，2ml，1ml；在30℃恒温水浴中反应28min后，于608nm处测定催化和非催化体系的吸光度。其工作曲线的回归方程为：ΔA=5.2789×10-3CAl(Ⅲ)-2.3991×10-3，相关系数r=0.9992；线性范围为0～38μg/25ml，检测限为0.49μg/25ml。除Cu2+和Fe3+有干扰外，大多数外来离子无干扰。以DDTC-CCl4萃取法去除Cu2+和Fe3+的干扰。方法已用于絮凝剂、茶叶、污水和人发的测定，回收率在98.6～101.97％。该体系对Al3+为零级反应，对IC是一级反应，表观速率常数为2.62×10-5s-1，表观活化能为6.60kJ/mol。 IC催化光度法测定Cu2+的反应应在1mlpH9.09的Na2B4O7-HCl的缓冲介质中进行；(NH4)2S2O8，IC的最佳用量分别为4ml，1.5ml；以Tween-20为活化剂时，其最佳用量为4ml；在60℃恒温水浴中反应15min后，于608nm处测定催化和非催化体系的吸光度值。非活化体系工作曲线的回归方程是：ΔA=0.1582Ccu(Ⅱ)(μg/25ml)-9.455×10-5，r=0.9987；其线性范围为0～3μg/25ml。活化体系工作曲线的回归方程为：ΔA=13.2524Ccu(Ⅱ)(μg/25ml)+0.1033，r=0.9998；线性范围为5～40ng/25ml，检测限为0.45ng/25ml；Fe3+有干扰，以F掩蔽；活化体系催化光度法已用于测定絮凝剂、茶叶、污水、奶粉、苹果中超痕量的铜，回收率在97.17～102.20％；活化体系对Cu2+是一级反应，表观速率常数为3.19×10-4s-1，表观活化能为112.5kJ/mol。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1铝和铜在环境中的形态、迁移和危害

1.1.1铝在环境中的存在形态、迁移及其对人体的危害

1.1.2铜在环境中的存在形态、迁移及其对人体的危害

1.2环境样品中痕量铝、铜的测定方法

1.2.1环境样品中痕量铝的测定方法

1.2.2环境样品中痕量铜的光度测定方法

1.3靛蓝胭脂红体系的应用

1.4本研究的目的及意义

2催化光度法的理论基础

2.1催化反应

2.2基本原理

2.3求值方法

2.4影响反应速度的因素

3催化光度法测痕量铝及其反应机理的探讨

3.1反应体系的选择

3.2主要仪器及试剂

3.3实验方法

3.4结果与讨论

3.4.1吸收光谱

3.4.2缓冲溶液的影响

3.4.3氧化剂的影响

3.4.4显色剂的影响

3.4.5活化剂的影响

3.4.6反应温度

3.4.7反应时间

3.4.8工作曲线和灵敏度

3.4.9外来离子的影响与消除

3.5样品分析

3.5.1样品预处理

3.5.2样品测定

3.6反应机理的探讨

3.6.1反应级数和速度常数

3.6.2表观活化能

4催化光度法测痕量铜及其反应机理的探讨

4.1主要仪器及试剂

4.2实验方法

4.3结果与讨论

4.3.1吸收光谱

4.3.2缓冲溶液的影响

4.3.3氧化剂的影响

4.3.4显色剂的影响

4.3.6反应温度

4.3.7反应时间

4.3.8未加活化剂时的工作曲线

4.4活化剂存在下的反应条件

4.4.1活化剂的影响

4.4.2活化剂存在下的反应温度

4.4.3活化剂存在下的反应时间

4.4.4工作曲线和灵敏度

4.4.5共存离子的影响与消除

4.5样品分析

4.5.1样品处理

4.5.2测定结果

4.6反应机理的探讨

4.6.1反应级数和速度常数

4.6.2表观活化能

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

致谢

参考文献

附录A

附录B

附录C

附录D硕士期间发表论文情况