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JOURNAL OF A GRICUL TURAL UNIVERSIT Y OF HEBEINov.2009文章编号:100021573(20090620117204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,Triton X2114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

2、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:ADetermination of trace amouts of zinc in w ater samples by cloud point extraction2flame atomic absorption spectrometryLEI X ia,LI Wei2ning,ZH AO Bin,DU X in,LI Jing2ci,MU Hai2yan(Key Laboratory of Bioinorganic Ch

3、emistry,College of Science,Agricultural University of Hebei,Baoding071001,ChinaAbstract:U sing12(22pyridylazo222nap ht hol(PANas chelating agent,Triton X2114as nonion2ic surfactant,and HNO3-met hnol as regulator of viscosity,t he determination conditions ofzinc by cloud point ext raction2flame atomi

4、c absorption spect romet ry(CPE2FAASmet hod wereoptimized.Under t he optimal conditions,t he detection limit of zinc was0.687g/L.The en2richment factor was662fold for zinc.The p roposed met hod was successf ully applied to t he de2termination of t race quantities of zinc in water samples,wit h t he

5、satisfactory recoveries rangingf rom95%to102%.K ey w ords:flame atomic absorption spect romet ry;cloud point ext raction;zinc;12(22pyridy2lazo222nap ht 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

6、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(19842,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

7、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

8、(PAN为配位剂,Triton X2114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WFX2120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32418nm,灯电流310mA,光谱通带014nm; 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(1000mg/L由高纯锌粉按常法配制;工作溶液(10mg/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,Triton X21

9、14(Sigma公司生产为5%的水溶液,p H=7.0磷酸盐缓冲溶液(011mol/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110mL10mg/L的锌工作溶液于100mL 离心管中,依次加入110mL p H=7.0的Na H2PO42Na2HPO4缓冲溶液,015mL210×10-3 mol/L的PAN2甲醇溶液,110mL体积分数为510 %的Triton X2114溶液,用2次蒸馏水稀释至50 mL,摇匀,置于60恒温水浴中,恒温10min,趁热以5000r/min离心15min使两相分离。分相后的溶液在冰水浴中冷却5min,使表面活性剂相变成粘滞

10、的液相,弃去水相,然后加入110mL011mol/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测定。2结果与分析2.1pH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5101010范围内对锌萃取率的影响。结果如图1所示,p H值在610810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.1E ffect of pH on the extraction of zinc2.2配位剂的用量固定其他条件研究了不同浓度的PAN

11、对锌萃取效率的影响。如图2所示,当PAN用量达到015 mL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015mL 210×10-3mol/L的PAN2甲醇溶液 。图2PAN的用量对萃取的影响Fig.2E ffect of the amount of PAN onthe extraction of zinc2.3T riton X2114用量的影响Triton X2114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

12、:浊点萃取火焰原子吸收光谱法测定水样中的痕量锌取后的样品处理带来困难。T riton X 2114浓度对萃取效率的影响结果如图3所示,当加入510%的T riton X 2114体积为110mL 时,吸光度达到最大。因此选择加入110mL 510%的T riton X 2114溶液。图3T riton X 2114对萃取的影响Fig.3E ffect of the amount of T riton X 2114on the extraction of 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

13、果,选择平衡时间为10min 。由图4可知,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.4E ffect of b alance 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、20min 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15min 作为离心时间。2.6冰水浴时间的影响试验了5、10、15、20min 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5min 。2.7黏度对测定信号

14、的影响在相分离后,表面活性剂相中加入硝酸-甲醇以降低黏度,试验了加入01201160mL (间隔0120mL 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011mol/L 硝酸2甲醇溶液的加入量为110mL 。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 +、Cd 2+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T able 1E ffect of foreign ions on the pre 2conce

15、ntration and determination of Z n共存离子Foreign ions浓度/(mg L -1Concentration锌离子回收率/%RecoveryK +1000101Na +100097Cd 2+1095Pb 2+1099Co 2+10101I-1000101CH 3COO-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019979,RSD =2151%(n =10,C Zn 2+=5mg/L ,富集倍数为66倍。4样品测定对矿泉水、湖水、

16、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T able 2The concentration of zinc in w ater sample 样品Sample Zn 含量/(g L -1Content of Zn加入量/(g L -1Added 回收率/%Recovery矿泉水23.46204077.97204010299911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=710的锌标准溶液,PAN为配位剂,Triton X2114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

17、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(6:12671270.4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,1998.5962598.6Tani H,Kamidate T,Watanabe H.Micelle2mediatedex

18、tractionJ.J Chromatogr A,1997(780:2292241.7Quina F H,Hinze W L.Surfactant2mediated cloudpoint extractions:An environmentally benign alterna2tive separation approachJ.Ind Eng Chem Res,1999,38(11:415024168.8Paleologos E K,G iokas D L,Karayannis M I.Micelle2mediated separation and cloud2point extractio

19、nJ.Trend Anal 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(2:3322336.11Akira O,Hiromi I,Chikako K.Cloud point extractionof iron(and Vanadium(using82quinolinolderivatives and Triton X2100and determination of1027mol dm23le

20、vel iron(in riverine water referenceby a graphite furnace atomic absorption spectroscopyJ.Talanta,2005,65(2:5252530.12J amshid L M,Ahad B T.Cloud point preconcentrationand flame atomic absorption spectrometric determina2tion of Cd and Pb in human hairJ.Analy Chim Ac2ta,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2h较为合适,其提取率在35Mpa时达到最大,萃以温度由35升高到45时萃取明显