火焰原子吸收光谱法测定痕量铜

火焰原子吸收光谱法测定痕量铜

浊点萃取法是近年来提出的一种新兴的环保液相萃取技术。使用具有蒸发作用的有机溶剂不会影响环境。它以表面活性剂胶束水溶液的溶解性和浊点现象为基础,通过改变实验参数如溶液pH值,温度等引发相分离,将疏水性物质与亲水性物质分离。它具有经济、安全、高效、简便等优点,已广泛用于生命科学、环境科学研究中。近来浊点萃取法也成功地用于金属元素的分离富集。浊点萃取已用于光度法测定痕量铒和钆,原子吸收光谱法测定痕量镉、铅、钴和镍等。本文详细研究了以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)为络合剂,用TritonX-114非离子表面活性剂浊点萃取痕量铜的各种条件,并用火焰原子吸收光谱法测定表面活性剂相中的铜,建立了测定痕量铜的新方法,并用于水样中痕量铜的测定。1实验部分1.1工作溶液配制岛津AA-680原子吸收分光光度计(日本岛津)及铜空心阴极灯,MP4离心机(美国,国际设备公司)。铜标准溶液(1000μg/mL)由高纯铜按常法配制,工作溶液(10μg/mL)由标准贮备液稀释。PAN为Merck产品,配成2.0×10-3mol/L甲醇溶液,TritonX-114为Sigma产品,配成50g/L溶液。pH缓冲溶液(磷酸体系),其它试剂均为分析纯。实验用水为二次蒸馏水。1.2实验方法1.2.1火焰原子化器测定取一定量铜标准溶液于50mL离心管中,加入2.0×10-3mol/LPAN溶液0.5mL、体积分数5%TritonX-114溶液0.5mL,pH7.0缓冲溶液1mL,用二次蒸馏水稀至50mL,摇匀,置于40℃恒温水浴中,加热15min后,以5000r/min离心15min使分相。分相后的溶液在冰浴中冷却至接近0℃,使表面活性剂相变成粘滞的液相,然后反转离心管弃去水相,加入200μL含0.1mol/LHNO3的甲醇,以降低表面活性剂相的粘度,溶液直接进入原子吸收分光光度计的火焰原子化器进行测定。仪器工作条件:波长:324.8nm;灯电流:3mA;狭缝宽度:0.5nm;燃烧器高度:10mm;乙炔流量:1.8L/min;空气流量:10L/min。1.2.2贮水颗粒自来水、河水、海水样品用0.45μm孔径的滤膜过滤以除去悬浮在水中的微粒,贮于6℃的冰箱中。对50mL样品加入1mL含体积分数2.6%TritonX-114和1.1×10-3mol/LPAN溶液及1mLpH7.0缓冲溶液,按上述步骤操作。2结果和讨论2.1络合物的萃取在浊点萃取金属离子时,需要合适的络合剂与金属离子形成疏水性的络合物,然后萃取到表面活性剂相,萃取率取决于络合物形成的pH。因此,试验了不同pH值时铜的浊点萃取,结果如图1。从图中可见随着pH的增加萃取率增加,直到pH6.0萃取达100%,选择pH7.0作为实验的pH。2.2缓冲溶液的选择试验了不同缓冲溶液浓度对萃取率的影响,结果表明在50mL溶液中,加入缓冲溶液0.2mL以上,萃取率达100%,实验选择1.0mLpH7.0缓冲溶液。加入不同浓度的NaNO3,试验了离子强度对萃取率的影响,当NaNO3浓度不超过0.5mol/L时,离子强度对萃取率和测定灵敏度没有明显的影响。2.3pan萃取性能的优化络合剂PAN浓度对萃取率的影响见图2。在pH7.0和体积分数0.05%TritonX-114介质中对含6.29×10-7mol/L铜的50mL溶液,当PAN浓度大于3.2×10-6mol/L萃取率达到100%,实验中选择2.0×10-5mol/LPAN。2.4tri能力浓度的影响在保证萃取完全的前提下,尽可能减少相比,以提高萃取效率和富集能力。TritonX-114浓度的大小决定了表面活性剂相体积的大小,为此我们试验了TritonX-114浓度对萃取率的影响,结果如图3。从图中曲线1可见,当TritonX-114的体积分数达到0.05%,萃取率到达100%。继续增加TritonX-114的体积分数,萃取率恒定。但由于表面活性剂相体积增加,使单位体积内铜浓度下降,原子吸收光谱测定的信号即吸光度下降,见图中曲线2。为保证萃取完全的情况下,提高测定灵敏度,因此选择TritonX-114体积分数为0.05%。2.5萃取条件的选择为了在尽可能低的平衡温度和最短的时间达到完全萃取,试验了不同平衡温度和时间对萃取率的影响。平衡温度40℃时,平衡时间10min以上萃取完全,实验中选择15min的平衡时间。2.6甲醇加入量的影响浊点萃取后得到的表面活性剂相是粘稠状的液体。为了方便地把表面活性剂富集相引入原子吸收分光光度计的雾化器,相分离后,含0.1mol/LHNO3的甲醇溶液加入到表面活性剂相,以降低粘度,图4显示了加入不同体积的甲醇对原子吸收光谱测定信号(吸光值)的影响,从图中可清晰看到有一个最佳甲醇体积150μL。当加入的甲醇体积小于150μL时,信号降低是由于溶液的粘度起主导作用,单位时间内进入雾化器的溶液降低,而随着加入甲醇体积的增加,溶液粘度下降,但稀释作用使溶液浓度降低起主导作用,导致吸收信号下降。实验中选择加入200μL0.1mol/LHNO3的甲醇溶液以满足原子吸收光谱直接测定。2.7pan与金属离子的相互作用试验了常见阴、阳离子对铜回收率的影响,结果见表1。发现大量的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NO3-、SO42-、Cl-对铜的测定没有干扰,对能与PAN起络合反应的金属离子可增加PAN浓度,以提高其允许量。2.8线性范围和检出限当TritonX-114浓度为0.05%,富集50mL样品,富集相中加入200μL含0.1mol/LHNO3的甲醇时,本法的检出限(3σ)为0.35μg/L,工作曲线线性范围为0～120μg/L,回归方程为A=0.0064c(μg/L)+0.010,相关系数r为0.998,富集倍率为71倍。RSD为2.8%(n=10,铜质量浓度为20μg/L)。2.9废水和回收率的测量对自来水、河水和海水按实验方法分别进行测定和回收率试验,结果见表2。3浊点萃取剂分相浊点萃取是一种简单、安全、快捷的分离富集痕量金属的方法