水中痕量铜的浊点萃取-火焰原子吸收光谱测定

水中痕量铜的浊点萃取-火焰原子吸收光谱测定

重金属及其化合物具有很强的毒性，进入人体后会导致各种生理变化。因此，对水中的重金属进行分析具有重要意义。目前,水质监测中测定铜的主要方法有萃取光度法,原子吸收光谱法等。萃取光度法操作较复杂,干扰因素多,并要使用有毒的有机溶剂;而结合各种分离富集手段使用原子吸收光谱法可直接测定水中超痕量的铜。浊点萃取法(CPE)是近年来出现的一种液—液萃取技术,它不使用挥发性的有机溶剂,不影响环境。它以中性表面活性剂胶束溶液的溶解性和浊点现象为基础,通过改变实验参数(温度、压力、电解质等)引发相分离,从而将疏水性物质与亲水性物质分离。浊点萃取在金属离子的分离富集中得到广泛应用。辛烷基酚聚氧乙烯醚(OP-7)是含有6～7个乙氧基的烷基酚聚氧乙烯醚,凝固点10～15℃,其结构式如下:由于其浊点较低(68℃),相对于其他非离子表面活性剂而言相分离更快,所形成的表面活性剂相密度更高。本文系统研究了以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)为络合剂,用OP-7非离子表面活性剂浊点萃取痕量铜的实验条件,采用火焰原子吸收光谱法测定表面活性剂相中痕量铜,并用于水样中痕量铜的测定。1实验部分1.1铜标准工作溶液3510型原子吸收分光光度计(安捷伦科技上海有限公司);SHZ-88A型水温恒温振荡器(苏州市大隆仪器仪表有限公司);pHS-25型pH计(上海雷磁仪器厂);80-1型离心机(上海手术器械厂)。OP-7溶液:80g/L;铜标准储备溶液:1g/L(1%HNO3介质,V/V),称取1.9506gCuSO4·5H2O溶于100mL水,定容于500mL容量瓶,临用前配制成20μg/mL标准工作溶液;PAN:2×10-3mol/L甲醇溶液;缓冲溶液:0.1mol/L硼砂缓冲体系(25℃时,pH9.18)。所用试剂均为分析纯,所有玻璃器皿用硝酸(1+19)浸泡处理,实验用水为去离子水。1.2可行性验算分析线波长:324.8nm;灯电流:2mA;狭缝宽度:0.2nm;乙炔流量:1.50L/min;空气流量:7.00L/min。1.3op-7分相法取一定量Cu标准工作溶液于10mL离心管中,依次加入0.20mLPAN溶液、0.10mL硼砂缓冲溶液和0.15mLOP-7溶液,用水定容至10mL,摇匀,置于100℃恒温水浴中,加热20min后,趁热以3000r/min离心6min使其分相。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后弃去水相,加入0.50mL硝酸甲醇混合溶液(V硝酸∶V甲醇=1∶9)并充分搅拌以降低表面活性剂相的粘度,溶液直接进入火焰原子吸收分光光度计进行测定。2结果与讨论2.1萃取率的增加在浊点萃取金属离子时,合适的酸度条件有利于金属离子与络合剂形成螯合物,获得满意的萃取率。由于酸效应的存在,溶液的pH值不同时,螯合物的稳定性是不同的,因此萃取率也就不同。考察了不同酸度时铜的萃取率,发现随着pH值增加铜的萃取率增加,当pH≥6.0后,萃取率接近100%,且保持稳定,实验选择pH7.0。2.2pan溶液用量对萃取率的影响试验了络合剂PAN用量对铜萃取率的影响。当PAN溶液的用量在0.15～0.30mL范围内变化时,铜的萃取率都接近100%且保持稳定。本文选择0.20mL。2.3op-7用量对萃取率的影响试验了OP-7用量对铜萃取率的影响。结果显示:当OP-7溶液的用量在0.10～0.30mL时,铜的萃取率都接近100%,增加或减少用量,萃取率均下降。本文选择0.15mL。2.4萃取时间的选择试验了不同平衡温度和时间对萃取率的影响。结果表明,平衡温度为100℃,平衡时间15min以上即可萃取完全,本法选择在沸水浴中加热20min。2.5催化剂的复配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,相分离后将硝酸和甲醇的混合溶液加入到表面活性剂相以降低粘度。试验表明,硝酸和甲醇体积比为1∶9时,吸收信号为最佳。本法选择加入0.50mL硝酸甲醇混合溶液。2.6响应进行试验在优化的实验条件下,对一些常见的阴、阳离子对铜回收率的影响进行了试验。对于20μg/mL的铜,当相对误差≤±3%时,1000倍的K+,Na+,Mg2+,Ca2+和500倍的SO42-,NO3-,Cl-对铜的测定没有干扰。2.7标准加入回收率计算按1.3节的方法制备水溶液中Cu的标准曲线,其回归方程和相关系数为:A=0.1212ρ(μg/mL),r=0.9991;再制备河水中Cu的标准加入曲线,其回归方程和相关系数为:A=0.1211ρ(μg/mL)+0.0047,r=0.9994。所得的标准加入曲线与标准曲线的斜率之比实际就是标准加入回收率。判定基体是否干扰较好的方法,是比较标准曲线和标准加入曲线是否平行,即它们的斜率是否有明显的差异。结果显示,Cu的标准加入曲线和标准曲线斜率之比为0.999,两条曲线的斜率无显著差异,证明本法基本克服了基体干扰。对12份空白溶液按实验方法进行浊点萃取和测定,并计算空白值的标准偏差σ,按3σ来计算方法的检出限为8.54×10-3μg/mL。3贮水颗粒河水样品用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。按实验方法对河水样品中痕量铜进行浊点萃取分离富集和测定,并按标准加入曲线和标准曲线的斜率之比计算加标回收率,结果见表1。4表面活性剂相中痕量铜的测定OP-7浊点较低(68℃),相对于其他非离子表面活性剂而言相分离更快,所形成的表面