浊点萃取_火焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量锌

1、第 32 卷第 6 期2009年 11月河 北 农 业 大 学 学 报journalof a gricul turaluniversit y of hebeivol. 32 no. 6nov . 2 0 0 9文章编号: 100021573 (2009) 0620117204浊点萃取 火焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量锌雷 夏,李卫宁,赵 斌,杜 新, 李敬慈,穆海燕(河北农业大学理学院,河北省生物无机化学重点试验室,河北 保定071001)摘要:研究了以12(22吡啶偶氮)222萘酚为配位剂,tritonx2114为非离子表面活性剂,硝酸2甲醇为黏度调节剂,浊点萃取-火焰原子吸收光谱法测定锌

2、的方法,对试验条件进行了优化。在最佳条件下,锌的检测限为0. 687g/ l ,富集倍数为66。对水样中锌的含量进行了测定,加标回收率为95 %102 %。关 键 词:火焰原子吸收光谱法;浊点萃取;锌; 12(22吡啶偶氮)222萘酚中图分类号: o657. 3文献标识码: adeterminationof trace amouts of zinc in water samples by cloudpoint extraction2flame atomic absorptionspectrometrylei xia , li wei2ning , zhao bin , du xin ,li j

3、ing2ci , mu hai2yan( key laboratoryof bioinorganicchemistry, college of science , agriculturaluniversityofhebei , baoding 071001 , china)abstract : u sing 12(22pyridylazo ) 222naphthol ( pan ) as chelating agent , triton x2114 as nonion2ic surfactant , and hno3- methnol as regulator of viscosity , t

4、he determinationconditionsofzinc by cloud point extraction2 flame atomic absorption spectromet ry ( cpe2faas ) method wereoptimized.under the optimal conditions , the detection limitof zinc was 0. 687g/ l.the en2richment factorwas 662 fold for zinc.the proposed method was successfully applied to the

5、 de2terminationof trace quantities of zinc in water samples , wit h the satisfactoryrecoveries rangingfrom 95 % to 102 %.key words : flame atomic absorptionspectromet ry ; cloud pointextraction ; zinc ; 12(22pyridy 2lazo)222napht hol锌是人体必需的微量元素之一,被誉为“生命之花” 。锌对于维持人体正常的生理功能有很大的作用 。缺锌会影响dna 、 rna 及蛋白质的

6、合成,导致生长迟缓,智力衰退 1;锌过量同样有害,长期低剂量暴露会引起慢性中毒,大剂量暴露可引起急性中毒 2 。因此 ,锌的测定对研究生命科学和生物医学具有重要意义。对环境样品中痕量锌的测定可采用电感耦合等离子体 - 质谱法3 ,分光光度法4 以及原子吸收光谱法5 等方法。 为了提高灵敏度,降低检出限,本试验采用浊点萃取- 火焰原子吸收光谱法测定痕量锌。浊点萃取法(cloud point ext raction , cpe) 是收稿日期: 2008210206基金项目:河北省教育厅科研发展基金(2007121 ) ;河北农业大学非生命学科和新兴学科科研发展基金资助项目.作者简介:雷 夏(198

7、42) ,女,河南省洛阳人,硕士研究生.通讯作者:李敬慈(19622) ,女,河北省宁晋人,教授,主要从事色谱、 光谱分析研究.河 北 农 业 大 学 学 报第 32 卷近年来新兴的一种环保型液- 液萃取技术,与传统萃取方法相比,它不使用挥发性的有机溶剂,对环境无污染 627。当溶液中非离子表面活性剂的水溶液加热超过某一温度时,溶液出现浑浊,表面活性剂与水相分离 。溶液中的疏水性物质被萃取进入表面活性剂相 ,而亲水性物质仍留在水相中。通过改变实验参数引发相分离,将疏水性物质与亲水性物质分离 。由于表面活性剂相的体积远小于水相,所以分析物在与基体成分分离的同时还可以得到一定程度的富集 。浊点萃取

8、具有经济、 安全 、 高效 、 简便 、 易于与多种仪器分析方法联用等优点 8 。国内外已有浊点萃取与多种仪器联用测定痕量金属离子的报道 6213 。例如陈建荣 9 、 朱霞石 10应用浊点萃取与火焰原子吸收光谱法联用测定了河水 、 海水中铜。本试验以12( 22吡啶偶氮)222萘酚( pan ) 为配位剂, tritonx2114 为非离子表面活性剂 ,浊点萃取 2火焰原子吸收光谱法测定痕量锌,并对实际样品进行了测定,结果令人满意。1材料与方法1.1 仪器与试剂wfx 2120 型原子吸收分光光度计(北京瑞利分析仪器公司 ) 及锌元素空心阴极灯;仪器工作条件:波长 32418 nm ,灯电流

9、 310 ma,光谱通带 014 nm ;ld5210 型低速医用离心机(北京医用离心机厂) ;h h2w 三用恒温水浴(江苏金怡医疗仪器厂)。锌标准贮备液(1 000 mg/ l ) 由高纯锌粉按常法配制 ;工作溶液(10 mg/ l ) 由标准贮备液稀释(调节 p h = 710) ,pan 配成 210 10- 3mol/ l 的甲醇溶液,tritonx2114(sigma公司生产 ) 为5 %的水溶液 ,p h = 7. 0 磷酸盐缓冲溶液(011 mol/ l ) ,无水甲醇等,所用试剂均为分析纯,试验用水为二次蒸馏水 。1.2 方法取 110 ml 10 mg/ l 的锌工作溶液于

10、100 ml离心 管 中 , 依 次 加 入110 mlp h=7. 0 的nah2po42 na2hpo4缓冲溶液 ,015 ml 210 10- 3mol/ l 的 pan 2甲醇溶液,110 ml 体积分数为510%的 tritonx2114 溶液 ,用 2 次蒸馏水稀释至50ml ,摇匀 ,置于 60 恒温水浴中,恒温 10 min ,趁热以 5 000 r/ min 离心 15 min 使两相分离 。分相后的溶液在冰水浴中冷却5 min ,使表面活性剂相变成粘滞的液相,弃去水相,然后加入110 ml 011 mol/l 硝酸 2甲醇溶液稀释,所得溶液直接进入火焰原子吸收分光光度计进行

11、测定。2结果与分析2. 1 ph 值的影响萃取液 p h 值影响金属离子与配位剂形成配合物的稳定性。p h 值过低 ,形成的配合物不稳定;而p h 值太高 ,锌离子极易水解,影响萃取率。试验测定了 p h 值在 510 1010 范围内对锌萃取率的影响 。结果如图1 所示 ,p h 值在610 810 范围内,锌的萃取效果较好。因此 ,试验选择 p h 值为 710。图1ph值对萃取的影响fig. 1effectof ph on the extractionof zinc2.2 配位剂的用量固定其他条件研究了不同浓度的pan 对锌萃取效率的影响。如图 2 所示 ,当 pan 用量达到015ml

12、时,吸光度最大。随着pan用量的增加,反而引起吸光度的降低,这是因为配位剂过量会使它们相互之间聚集而被优先萃取进表面活性剂中,从而使金属离子的萃取率降低,所以 ,试验选择015 ml21010- 3mol/ l的pan2甲醇溶液 。图2pan的用量对萃取的影响fig. 2effectof the amountof pan onthe extractionof zinc2. 3 tritonx 2114 用量的影响tritonx2114 浓度是影响金属萃取率的一个重要参数 。浓度太低 ,萃取效率差;而浓度太高会给萃811 第 6 期 雷 夏等 :浊点萃取 火焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量锌取后

13、的样品处理带来困难。triton x2114 浓度对萃取效率的影响结果如图3 所示 ,当加入510 %的triton x2114 体积为110 ml 时 ,吸光度达到最大。因此选择加入110 ml 510 %的 triton x2114溶液。图3tritonx2114对萃取的影响fig. 3effect of the amount of tritonx2114on the extractionof zinc2.4 平衡温度的影响平衡温度和时间对反应的完成、 相分离和萃取效率都很重要。分别试验了不同平衡温度、 平衡时间对萃取效率的影响。根据试验结果,选择平衡时间为 10 min 。由图 4 可知

14、 ,平衡温度 60 时吸光度达到最大,因此 ,试验选择平衡温度为60 。图4 平衡温度的影响fig. 4effect of balance temperature2.5 离心时间的影响为了在尽可能短时间达到完全萃取,试验了5、10、 15、 20 min 离心时间对锌萃取率的影响。时间过长 ,可能导致相分离逆转,引起萃取率变低。经过试验最终选择15 min 作为离心时间。2.6 冰水浴时间的影响试验了 5、 10、 15、 20 min 冰水浴时间对锌萃取率的影响 。冰水浴时间太长会使表面活性剂相部分溶解于水相中而使萃取率下降。试验表明,最佳冰水浴时间为5 min 。2.7 黏度对测定信号的影

15、响在相分离后,表面活性剂相中加入硝酸- 甲醇以降低黏度,试验了加入0120 1160 ml(间隔0120 ml ) 硝酸2甲醇对锌的萃取率的影响,硝酸 2甲醇体积过小时,信号较低是由于溶液的黏度起主导作用 ,而随着加入体积增加,溶液黏度下降,但稀释作用起主导作用,导致吸收信号下降。试验选定011 mol/ l 硝酸2甲醇溶液的加入量为110 ml 。2.8 共存离子干扰试验试验了常见的几种离子对锌的萃取率的影响,结果如表1 所示 , 发现k+、 na+、 cd2 +等离子在一定范围内对锌的测定没有干扰。表1共存离子的影响table 1effect of foreignions on the p

16、re2concentrationand determinationof zn共存离子foreign ions浓度/ (mg?l- 1)concentration锌离子回收率/ %recoveryk+1000101na+100097cd2 +1095pb2 +1099co2 +10101i-1000101ch3coo-1000973工作曲线在最佳条件下,测定锌离子标准系列溶液的吸光度 ,得本方法线性回归方程为a= 011393c+010024 ,检出限为0. 687g/ l(3),相 关系数为01997 9,rsd= 2151 % (n= 10, czn2 += 5 mg/l) ,富集倍数为66

17、 倍 。4样品测定对矿泉水 、 湖水 、 溪水和自来水按试验方法分别进行测定,结果见表2。表2样品中锌离子含量的测定table 2the concentrationof zinc in water sample样品samplezn含量/(g?l- 1)contentof zn加入量/(g?l- 1)added回收率/ %recovery矿泉水23. 4620409598湖水14. 36204010199溪水11. 06204098102自来水77. 97204010299911河 北 农 业 大 学 学 报第 32 卷5结论浊点萃取是分离富集痕量金属离子的一种简单并行之有效的方法。选用p h=

18、 710 的锌标准溶液 ,pan 为配位剂,tritonx2114 为表面活性剂,硝酸2甲醇降低黏度,用原子吸收光谱法测定吸光度,该方法可用于各种水中痕量锌离子含量的测定。参考文献 : 1 程介克,刘锦春,江祖成,等.痕量分析 m .北京:化学工业出版社,1993 :13. 2 罗俊粦,孙大华.微量元素锌对机体的影响作用j .现代医药卫生,2006 ,22 (3) :3572358. 3 林光西,徐霞,张静梅. icp - ms测定土壤样品中的有效锰 、 铜和锌j .光谱试验室,2006 ,23(6) :126721270. 4 杭州大学化学系.分析化学手册:第三分册 m .北京:北京化学工业

19、出版社,1983 :426. 5 宁正祥.食品成分分析手册 m .北京:中国轻工业出版社,1998. 5962598. 6 tanih , kamidatet , watanabeh. micelle2mediatedextractionj. j chromatogra ,1997 (780) :2292241. 7 quinafh , hinzew l.surfactant2mediatedcloudpoint extractions:anenvironmentallybenign alterna2tiveseparationapproach j .indengchemres ,1999 ,

20、38 (11) :415024168. 8 paleologose k ,giokas d l , karayannism i. micelle2mediatedseparationand cloud2pointextraction j .trendanal chem ,2005(24):4262436. 9 陈建荣,林建军.浊点萃取 2火焰原子吸收光谱法测定水样中痕量铜的研究j .分析试验室,2002 (21) :86289. 10 朱霞石,朱小红,张国林,等.浊点萃取 2火焰原子吸收光谱法测定微量铜j .光谱试验室,2005(2) : 3322336. 11 akirao ,hiromii

21、 ,chikakok. cloud pointextractionof iron()and vanadium()using82quinolinolderivativesand tritonx2100 and determinationof 1027 mol dm23 level iron() in riverinewaterreferenceby a graphitefurnaceatomicabsorptionspectroscopyj . talanta ,2005 ,65(2) :5252530. 12 jamshid l m ,ahad b t. cloud pointpreconcentrationand flameatomic absorptionspectrometricdetermina2tion of cd and pb in human hair j . analychimac2ta ,2002 ,470 (2) :2152221. 13 马岳,阎哲,黄骏雄.浊点萃取在生物大分子分离及分析中的应用j .化学进展,2001 ,13(1) :25232.(编辑 :张月清 )(上接第 116 页)3结论据实验结果番茄红素的萃取时间定为2 h 较为合适 ,其提取率在35 mpa 时达到最大,萃以温度由35 升高到 45 时萃取明显提高,但当温度由55 升到