间苯二胺的动力学光度法测定

作者：王胜忠，陈宁生时间：2007-11-2211:40:00间苯二胺是一种重要的化工原料，同时也是一种致癌的芳香胺类物质，其毒理作用与苯胺相似。目前测定苯胺类有机物质的主要方法有气相色谱法［1］、高效液相色谱法［2］和荧光光度法［3］等，但这些方法仪器成本较高。动力学分光光度法操作简便、分析速度快，所用仪器简单。本文观察发现，在稀盐酸介质中，间苯二胺对Fe(III)-H2O2-灿烂绿的反应体系速率有明显的影响，并使该体系在360nm处的吸光度值有明显升高，且间苯二胺在一定浓度范围内，与体系吸光度值的变化存在线性关系，从而建立了测定间苯二胺的动力学分析新方法。该法用于废水中间苯二胺的测定，结果令人满意。材料与方法1 1仪器与试剂UV-2550型紫外分光光度计(日本岛津公司)；721型分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);KQ-50B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；SC-15型数控超级恒温槽(上海天平仪器厂)；FC-104型电子分析天平(上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂)。间苯二胺标准溶液：01g/L，准确称取间苯二胺0 1g，用水溶解并定容至1000ml，避光保存；HCl溶液：0 1mol/L；灿烂绿溶液：2 0X10-3mol/L；Fe(III)标准溶液：01g/LFe(III)，准确称取硫酸高铁铵0 8611g，用少量水溶解完全并定容至1000ml；H2O2溶液：30%。所用试剂均为分析纯，分析用水为二次蒸馏水。2方法于2支10ml具塞比色管中，依次加入2 0X10-3mol/L灿烂绿溶液20ml，01mol/LHCl溶液02ml，30%H2O2溶液20ml和01mg/LFe(III)标准溶液15ml，其中一支加入适量间苯二胺标准溶液，另一支不加作为对照，用蒸馏水分别稀释至刻度，摇匀，放入55°C超级恒温槽内水浴加热7min后取出，流水冷却3min终止反应。用1cm比色皿，以蒸馏水作空白，在360nm波长处测定加间苯二胺体系的吸光度A和不加间苯二胺体系的吸光度A0，并计算△A=A-A0值。结果与讨论21吸收曲线按实验方法分别测定不同反应体系的吸收光谱。在灿烂绿-H2O2-HCl-FeFe(III)对照体系中加入少量间苯二胺后，体系的吸收曲线与对照体系比较有明显升高，吸光度值增加，且间苯二胺的浓度越大，体系的吸光度值越高，△A越大，说明在Fe(III)不变的情况下，加入间苯二胺可使该体系反应的速率发生改变，据此可以测定间苯二胺-灿烂绿-H2O2-HCl-Fe3+体系中间苯二胺的浓度。由于在波长360nm处△A最大，所以选择该波长为测定的工作波长。2 2 试剂用量 固定反应温度55°C，反应时间7min，加入间苯二胺工作液1 0ml的条件下，按实验方法分别对HCl、H2O2、灿烂绿和Fe(III)溶液的用量进行隔离试验。结果表明，HCl溶液用量在0 2〜0 4ml,H2O2溶液用量在1 5〜2 5ml，Fe(III)溶液用量在1 0〜2 0ml，灿烂绿溶液用量在1 5〜2 5ml范围内，△A值较大。在此基础上，设计了4因素3水平正交试验，以优化试剂用量(表1)。由此确定测定用量为，01mol/L的HCl溶液02ml，30%的H2O2溶液20ml，01mg/L的Fe(III)溶液15ml，2 0X10-3mol/L的灿烂绿溶液20ml。表1正交试验结果(略)2 3 反应温度的影响 在试剂用量确定的条件下，固定反应时间7min，仅改变反应温度，观察体系的反应速度变化。在室温下，加间苯二胺体系和未加间苯二胺的体系几乎均无反应，随着反应温度的升高，2种体系的反应速度逐渐加快，当反应温度升至55C时，△A达到最大，温度继续上升，△A迅速减小，所以选择反应温度为55C。24 反应时间的影响 在已选定的反应条件下，按实验方法观察反应时间的改变对反应的影响。当间苯二胺标准工作液加入1 0ml时，反应加热时间在0〜7min内，△A与反应时间t呈良好的线性关系，由△A对时间t作图，其线性回归方程为：△A=0 0361t(min)+0 0036,相关系数r=09905；反应在7min时，△A达到最大，且仪器读数误差较小，所以采用加热时间为7min。该反应的速率常数为6X10-4/s。反应后的体系在室温下静置，测定吸光度值，差异无统计学意义，体系稳定性较好。2 5 工作曲线和检出限 按实验方法，加入不同量的标准间苯二胺工作液，分别测定吸光度A0与A，并计算△A。结果表明，间苯二胺浓度在10〜 /L范围内与△A呈良好的线性关系，其线性回归方为：△A孕源7+00196c(rng/L)， °"。根据n次平行空白实验的标准偏差S及工作曲线斜率K，用3倍法(3S/0)求得该方法的检出限为./L。086mg共存离子的影响观察常见物质对测定的影响，当间苯二胺的质量浓度为 /L，相对误差控制在±5%以内时，下列倍数的共存离子对测定不干扰,，K+、&a+、Cl-、F-(3000)；SO2-4、NO-3、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Br-、NH+4(1000)；Hg2+、Sn2+、Bi3+、Cr3+、Pb2+(500)；Ag+、邻二硝基苯(100)；Ni2+、Co2+、Zn2+、苯基邻氨基苯甲酸(30)；Cu2+、Al3+、盐酸羟胺(10)；邻苯二酚(2)；等量的间苯二酚、邻苯二胺有干扰，可用蒸馏法进行分离。样品分析 取一定量的实验室水样，蒸馏后按实验方法进行测IInXV1/1 1/、/"ILI7/、V—1—*■I，八、、rJ-M/I—•-4^^\/、V—/7<*-»-J7、7定，同时加入间苯二胺标准工作液进行回收实验，见表2。表2 样品测定结果(略)小结在稀盐酸介质中，间苯二胺对Fe(III)+H2O2+灿烂绿体系的反应速率有明显的影响，据此可以测定微量间苯二胺。优化的试剂用量为 /LHCl溶液八1、30%H2O2溶液…、 /LFe(III)溶液〔、55°C，9二二Tmol/L灿烂绿溶液严¥反应温度55P，反应时「间7希，体系的稳定性较好，该方法测定间苯二胺的浓度范围为]〜14Omg/L，检出限为co,/L。用于水样中间苯二胺的测定，简便快速086mg55°C，【参考文献】〔1〕宋艳涛，王正萍，王琳.固相微萃取气相色谱法测定废水中三乙胺和苯胺[J].环境监测管理与技术,2005,17(1)：37-38.〔2〕黄成，周光明，彭红军，等,反相高效液相色谱法快速测定靛蓝中残留苯胺[J].西南