分光光度法测定钒及其在

分光光度法测定机及其在工业、环境.生物.土壤样品中的应用摘要利用锐与DPCH的直接显色反应，建立了灵敏度高、选择性好的分光光度测定微呈锐的新方法。在0.0001-O.OOIMH2SO4或pH为4.0—5.5微酸丙酮介质中，飢(V)与DPCH反应生成一紫红色络合物，络合物的最大吸收波长位于540nm,表观摩尔吸光系数和灵敏度分另!J为4.23x104£-11101_1-cm_1,10ng-cm_2O线形范围为0.1〜30卩g/mL。配合物的组成比为V：DPCH=1:3O显色反应螂间完成，在48小时内吸光度保持稳定。对于1ng/mL的飢，研究了超过50多种阳离子和阴离子和复合试剂的干扰。此方法成功应用于合金钢铁材料，环境污水，人血和尿等生物样，含V(V)和V(IV)的溶液和复杂合配合。此方法具有较高的精确度和准确度。关键词：分光光度法；锐的测定；DPCH:合金；钢铁；环境；生物样品；土壤样1.51言锐中毒是一种工业危害，环境学家已经断言锐作为一种潜在危险彳匕学物质能对植物、农作物和整个农业体系造成严重破坏。高含至的锐据说存在于化石燃料，例如原油，燃料，油品，煤和褐炭。这些燃料释放的锐进入空气中，然后沉淀于土壤中。有许多锐中毒的事例，如紧张压抑，咳嗽，呕吐，腹泻，贫血和肺癌等，这些症状有时是致命的。最近，飢被定为城市环境污染的指标元素，尤其是空气污染。实验研究和免疫学证据表明锐在预防，《脏病方面发挥有益的作用。Shamberger指出环境中锐含至多的国家人们心脏病死亡率较低0环境样aa中的测定方法有中子活化法9电感耦合等离子体原子发射光谱法♦原子吸收光谱法和分光光度法O前两个方法在常规分析中成本和仪器造价均高O原子吸收光谱法灵敏度低易受样aa基础条件的影响9溶剂萃取法的灵敏度高但操作性差O因此在微级精确测定方而使用简便灵活的方法是极为重耍的O本研究的目的就是建立种简便直接的测呈微的分光光度法O据扌R道，DPCH曾作为分光光度法显色剂与至各反应，以前被用于分光光度法测饥但此法需溶剂萃取比较耗时■■些干扰还会导致灵敏度低O毗口定和氯仿作为萃取有毒环境污染物的溶剂，已被环保组织列为致癌物质。文献报道了它在灵敏度高、特定的无萃取分光光度法测微至锐中的应用。此方法在灵敏度、选择性、测定范围、简易性、速度、酸度范围、稳定性、准确度、精密度和操作等方而•比现有方法有明显的优势。在弱酸介质中锐与DPCH生成一紫红色配合物，在水溶液中直接测定波长。利用合适的掩蔽剂，反应的选择性会更好，空白试剂不显示吸光度。•实验部分仪器日本岛津160型双光束紫外可见分光光度计，3010型双显示电极pH计，5000型电脑控制石墨炉原子吸收分光光度计。试剂所有化学药品均为分析纯试剂或最高纯度试剂。实验中使用二次去离子水和高压液相丙酮。4.12x104MDPCH溶液将一定至的DPCH溶解于定至丙酮中，稀释到所需浓度备用o锐标准溶液取0.2269mg偏锐酸胺，用二次去离子水溶解，再加硝酸(1+1)1—2mLM化，稀释备用，五价锐竝存液浓度为lmg/mL,取1OOmL备用。2.2.3.锐(IV)储备液取390.7mg硫酸锐纯试剂用二次去离子水溶解，取10OmL备用。锐标准溶液由以上溶液稀释配成。2.2.4.其它溶液大呈无机离子和络合试剂溶液由它们的分析纯试剂或别的等级水溶性盐配制而成，若有不溶物，可采用特殊溶解方法。所有玻璃器皿用（1+1）硝酸浸泡至少一天，在使用前用去离子水冲洗。储备液和环境样保存在含ImL浓硝酸的塑料瓶中。•实验步骤取0.1—1mL（1—300“g）弱酸锐溶液于1OmL容呈瓶中，依次加入0.1—1.0illL（最佳为0.5mL）0.001MH2SO4,使pH值为4.0—5.5,然后加入lmL4.12xlO^DPCH溶液，静置lmiii,加入5mL丙酮，用去离子水稀释至刻度，摇匀。以试剂空白作参比，在53lnm处测其吸光度。未知样的锐含呈可由标准曲线得出。5吸光度\A0.20.40.6硫酸用量/mL0.85吸光度\A0.20.40.6硫酸用量/mL0.8S1Ml用量埼吸光反曲Mt•结果与讨论4.1.影响吸光度的因素4.1.1.吸收光谱分光光度计绘制了在0.001M硫酸介质中的飢(V)・DPCH体系的吸收光谱。锐(v)・DPCH吸收光谱是一对称曲线，最大吸收波长位于53lnm,表观摩尔吸光系数4.23x10104L・ino1J・ciDPCH不显示吸光度。所有实例在53lnm以试剂空白进行测定。现有方法的反应机理早期披报道0.250.05-0.20.250.05-0.20020406080100120［V］：［试剂］（摩尔）0B2试剂用量对显色体系的影响曲拔4.1.2.溶剂的影响考查了不同的溶剂（苯、氯仿、四氯化碳、硝基苯、异丁醇、甲基异丁酮、乙醇、丙醇和1,4■二氧环己烷），发现丙酮对于体系是最好的溶剂。在有机相中除了正丁醇，无测定吸光度。在50±2%丙酮介质中，有最大吸光度。因此.测定过程中，使用50%丙酮溶液。

4.1.3.酸度的考查图3锐工作曲线A为1・10微克的锐B为10・30微克的锐▲SeriesA•StritsBwoz<m$2<AO186woz<m$2<AO1861020JO4050BCONC.OFV(V),pgmV1考查了不同的酸(硝酸、硫酸、盐酸和磷酸)，体系中硫酸是最好的酸。室温下，10mL溶液中，0.001M硫酸用呈在0.1—1.OmL之间吸光度最大。在此酸度范围外，吸光度下降。以下实验都加入0.5mL0.00IM硫酸。4.1.4时间影响此反应迅速完成，定容后配合物吸光度最大，在4811内吸光度保持恒定。试剂浓度的影响按实验方法，在一定呈金属离子里加入不同摩尔呈的DPCH测其吸光度。结果表明，在1/Ag/mLtK络合物里，试剂摩尔比1:20和1:100产生恒定吸光度。更大至的试剂未被考查。工作曲线为了方便测定，扌巴锐的浓度0.1—30“g/mL,分成三段，考查其浓度的影响，在531nm波长下，锐浓度在0.1~30g/mL范围内其吸光度成线性的。摩尔吸光系数和灵敏度分别为4.23x104L•ino1"1•cm'110ng•cm'2o4.1.7.共存离子的影响对于1“g/mL锐的测定，考查了50多种离子和复合试剂的影响，以相对误差在5%以内，下列共存离子允许呈为：1000倍呈硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐、高氯化物、溟化物、氯化物、碘化物、硫氟化物、Na、Mg、Ba、K、Mn2+Zn、NH4+、Ca、Cd;100倍呈酒石酸盐、氟化物、Co"、N12+或Hg2+；10倍呈EDTA、草酸盐、柠檬酸盐、Cr"、叠氮化铅、过硫酸盐、璘酸盐、W&+、As"、Cs、Mi「+、Cr6+.Fe2+.Fe”、CN_或U*、EDTA可消除10倍呈Ag、Al、Cu2+或Mo"。硫氨酸胺或氟化胺可掩蔽50倍至FS+、Fe3+或C1F+。在干扰实验中，如果出现沉淀物，可通过离心法除去。配合物的组成用摩尔比法和等摩尔连续变彳匕法测的酉己合物的组成为:V:DPCH=1:3O精密度和准确度飢浓度在1—300“g/10mL范围内，相对标准偏差为1.5—0.0%,说明此方法具有较好的精密度和重复性，检出限和灵敏度分别为20ng/mL.10ng/cm2o通过回收实验来确定实验方法的可靠性。在样品中加已知至的标准锐，测其回收率见表3中的SD。此方法也用于分析含锐和不同离子的合成混合物。分光光度法分析生物样品的结果与原子吸收光谱法所测结果一样。此方法具有良好的精密度和准确度。4.2.应用合成样中飢的测定现有方法可测定含义已知浓度飢和不同离子的合成样，使用酒石酸钠作掩蔽剂。结果见表1。合金钢、铁中飢的测定准确称取O.lg含0.52・2.09%锐的钢或铁样于50mL锥开夕瓶

中，加20%1OmL硫酸溶解，再加5mL硝酸，加热至轻沸，待碳化物完全溶解，加（1+1）硫酸2111L,加热至冒白烟，冷却至表1合成样品中锐的测定样品编号样品组成锐（V）/ng•mL'1/ng•mL"1加入廿纟吉果回归系数土标准偏差(%)AV(V)0.500.50100±0.01.000.9999±0.5BZn(25)十Cd0.500.4998±0.5(25)+Ca1.001.01101±0.7(25)CMiF+(25)0.500.52104±1.0十NO3-(25)1.001.02102±0.8DCr(25)0.500.05100±0.0十NH4*(25)1.001.02102±0.6ECo?+(25)0.500.54108±1.5+K(25)1.001.06106±1.3室温。加适至去离子水微热溶解盐类，冷却，滴加氨水中和。过滤，液转入50mL容至瓶中，残液用少至(1+99)中和。过滤，硫酸润洗转移，再用水润洗，稀释至刻度。取适至溶液于1OmL硫酸润洗转移，再用水润洗，稀释至刻度。取适至溶液于1OmL容疑瓶中，按实验方法，使用硫氟化物或氟化物作掩蔽剂，测定结果见表2。表表2合金钢铁分析数据标准参考材料锐含姑结果标准偏差标准参考材料锐含姑结果标准偏差(组成)(%)(组成)(%)Cr,Mo,VandTc1.991.980.05Ct,V，W,Co,Mn、CS,S1.571.580.07C,Si，Cr,Mo,VandTc1.991.980.05Ct,V，W,Co,Mn、CS,S1.571.580.07C,Si，S,P,Mn、Mo、V、Ni,Cr,Co,2.092.100.06Cu,Sn,Zn,Pb,Ni,Fe,Al,Mn,V0.520.580.084.2.3.环境水样中飢的测定过滤的环境水样中加入1111L硫酸和5111L硝酸，在通风中力口至近干，后加1OmL去离子水微热溶解盐类，冷却，中力口中和。滤液转入20mL容呈瓶中，水稀至刻度。ImL预浓缩水样于1mL容疑瓶中，按实验方法，使用硫氟化物或氟化物作掩蔽剂，测定结果见表3。大多数分光光度法测定自然界中和海水中锐需耍预浓缩。在日本自然界中和海水中锐的浓度为每毫克几纳克。在美国酒水中锐平均浓度为每毫升6纳克。

表3环绽污水中锐的测定结果样品机加入廿/“g•L-1结果回归系数与标准，偏差相对标池偏差自来水01.6±0.10.31100101.0599.9±0.20.35150502.0100±0.10.42井水08.099±0.30.19100107.0100.2±0.40.39150509.0雨水01.4100.5±0.10.14100102.0100±0.00.00150501.5上层河水011.2100.7±0.30.18100112.0100±0.00.00150511.0下层河水014.4100.4±0.20.30100115.099.7±0.40.37150513.0上层海水05.099±0.010.08100104.0100±0.00.00150505.0下层海水06.0100±0.00.00100106.0100.2±0.08150507.00.05上层湖水018.5100.4±0.40.29100119.0100.3±0.50.34150520.0下层湖水020.099±0.30.41100119.0100.2±0.20.321505021.0矿山污水035.0100.7±0.50.45100136.0102.0±0.60.35150536.0钢铁矿污水075.0100.6±0.30.08100176.0100.9±0.50.15150580.0炼厂污水0145.099.2±0.50.49100250.0102.0±0.60.55150640.04.2.4.生物样中飢的测定取20—50mL人血或30—50111L尿液于微型1OOmL凯氏烧瓶中，加入一个玻璃珠和5111L一定浓度硝酸，放于蒸煮瓶中微微加热，当活泼反应结束时，冷却转移溶液。加硫酸再加ImL70%高氯酸，继续加热冒白烟，再加硝酸持续加热至少30分钟，冷却，过滤，滴加氨水中和，转移到1OmL容呈瓶中，水稀至刻度。吸取适至预浓缩的溶液于1OmL容疑瓶中，按实验方法，使用硫氨化物或氟化物作掩蔽剂。分光光度法分析生物样的结果和原子吸收光谱法所测结果一样。结果见表4。表4血液利尿样中锐的测定数据序号样品g•L-1样品来源原子吸收光理议方法谱1血液9.010.0±1.5心脏病尿液2.52.8±1.2男人2血液370.0381.0±1.0肺癌尿液75■085.0±1.5男人3血液10■012.0±1.4正常人尿液3.03.2+1.3成肺癌患者的高发生率可能是由于含有伴随着石申和锌的高呈锐。据报道，一些发达国家的癌症，电者也出现含高呈飢的现象o心脏病忠者低发率可能是由于环境中的锐呈低。人类心脏病发生率与环境中锐浓度成反比关系。4.2.5.土壤样品中飢的测定准确称至100g干燥均匀的土样于10OmL凯氏烧瓶中。在氧化剂存在下，样品被溶解。把烧瓶中的物质用滤纸过滤到25mL容呈瓶中，用氨水中和，水稀至刻度。移取1・2niL适呈溶液于100mL容呈瓶中，加入适至0.001M硫酸，再加1・2mL0.01%硫氨化物或氟化物掩蔽，按以上步骤进行测定，同时从工作曲线上求出标准值。结果见表5。表5土壤表面■样品中的机测定结果序号机含廿“g•L'1S10.0295S20.0401S30.0215S40.0265S50.0198So0.0310S70.0295Ss0.0229S90.0225Sio0.05704.2.6.混合物中四价飢和五价飢的测定取适呈锐混合液于25mL锥形瓶中。滴加几滴0.001M硫酸，加1-3niL1%高镒酸钾氧化四价锐。加5mL水后加热10・15分钟，轻摇，冷却至室温。滴加3・4滴叠氮化钠微热，而后加2-3111L水，放置5分钟。反应后的混合液转移到1OmL容呈瓶中，依次加入ImL4.12x10_4MDPCH,0.5mL0.001M硫酸，水稀至刻度。1分钟后以试剂空白为参比于531nm处测呈吸光度。通过工作曲线计莽出锐含至