分光光度法测定铬(VI)实验教学方法的改进*

朱桂芬，田　野，彭　浩，于文娜，马佩佩

(河南师范大学环境学院，黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室，河南省环境污染控制重点实验室，河南　新乡　453007)



分光光度法测定铬(VI)实验教学方法的改进*

朱桂芬，田野，彭浩，于文娜，马佩佩

(河南师范大学环境学院，黄淮水环境与污染防治省部共建教育部重点实验室，河南省环境污染控制重点实验室，河南新乡453007)

针对二苯碳酰二肼分光光度法测定铬(VI)时，存在显色剂不稳定、保存时间短的问题进行改进,通过向显色剂中分别加入磷酸，乙酸乙酯，甘油，抗坏血酸溶液等4种抗氧化剂，探讨其对显色剂稳定性能的影响。结果显示，向显色剂中加入0.25 mL磷酸、2.0 mL乙酸乙酯或甘油，均能增强显色剂在室温条件下的稳定性；而加入抗坏血酸反而破坏了显色剂的稳定性，对铬(VI)的测定结果误差超过10%，不能用作显色剂的稳定试剂。

铬(VI)；二苯碳酰二肼；光度法

铬(VI)广泛存在于工业废水中[1]。研究表明，铬(VI)毒性较强，能通过致癌等方式影响人体健康[2-3]，因此对铬(VI)的准确、快速检测受到关注。目前，铬(VI)的测定方法主要有光度法[4-5]、原子吸收法[6]和化学发光法[7]等。其中，二苯碳酰二肼分光光度法具有灵敏度高，选择性好等优势而被广泛采用。但是，该方法使用的显色剂稳定性差，给实际样品的大批量监测带来不便。因此有效提高显色剂的稳定性具有重要的实际意义。

本文在实验教学过程中，通过向二苯碳酰二肼分光光度法的显色剂溶液中加入磷酸、乙酸乙酯、甘油和抗坏血酸等抗氧化试剂，探讨不同温度和时间段内，对显色剂稳定性能的影响，并提出有效提高显色剂稳定性并满足实验教学的方法。

1　实验部分

1.1试剂与仪器

二苯碳酰二肼、乙酸乙酯、甘油、抗坏血酸，国药集团化学试剂有限公司；丙酮、硫酸、磷酸、洛阳昊华化学试剂有限公司；重铬酸钾，天津市光复科技发展有限公司。以上试剂均为分析纯。

溶液配制：1+1硫酸和磷酸溶液(V/V，与水等体积混合)；铬(VI)标准贮备溶液(0.10 mg/mL)：称取干燥好的重铬酸钾0.2829±0.0001 g，溶解后移入1000 mL容量瓶中，定容；铬(VI)标准使用溶液(1.00 μg/mL)：将铬(VI)标准贮备溶液稀释。显色剂：称取0.1 g二苯碳酰二肼，溶于25 mL丙酮中，用水定容至50 mL棕色试剂瓶。实验用水为去离子水。

722 可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司。

1.2实验内容

在本科实验教学中，采用二苯碳酰二肼分光光度法测定铬(VI)，将不同的抗氧化试剂磷酸、乙酸乙酯、甘油和抗坏血酸等分别加入到显色剂中，通过在常温或4℃放置的方式，探讨显色剂的稳定性及其对检测铬(VI)的有效性。

1.2.1标准曲线的绘制

按照国标GB7467-87[5]制标准曲线作为参照标准，考察显色剂的稳定性。

1.2.2抗氧化试剂对显色剂稳定性能影响

将抗氧化试剂分别加入到显色剂中，分别绘制标准曲线，通过线性关系考察该显色剂的稳定性。同时取5.00 mL铬(VI)标准使用溶液，分别用国标和稳定化处理后的显色剂测定铬(VI)的含量，并根据公式(1)分析其误差值。

(1)

式中：A——稳定化处理后显色剂测定溶液的吸光度值

A0——国标中显色剂测定溶液的吸光度值

1.2.2.1磷酸对显色剂的影响

将0.10，0.15，0.20，0.25，0.30 mL的浓磷酸分别加入到显色剂中，按照1.2.1中的方法，分别于室温下当天和放置96 h后绘制标准曲线，与国标法比较，考察浓磷酸对于提高显色剂稳定性效果；同时分别测定5.00 mL铬(VI)标准使用溶液，考察其误差值。

1.2.2.2乙酸乙酯对显色剂的影响

将1.00，1.50，2.00，2.50，3.00 mL的乙酸乙酯分别加入到显色剂中，于室温和4℃放置，然后分别做标准曲线，采用1.2.2.1的方法考察乙酸乙酯对于显色剂稳定性的影响。

1.2.2.3甘油对显色剂的影响

将1.00，1.50，2.00，2.50，3.00 mL的甘油分别加入到显色剂中，于室温下和4℃放置，然后分别做标准曲线，采用1.2.2.1的方法考察甘油对于显色剂稳定性的影响。

1.2.2.4抗坏血酸对显色剂的影响

将1.00，1.50，2.00，2.50，3.00 mL的抗坏血酸溶液分别加入到显色剂中，于室温下按照1.2.1中的方法绘制标准曲线，考察抗坏血酸对显色剂性能的影响。

2　结果与讨论

按照1.2.1的方法绘制标准曲线(图1)可知，在实验浓度范围内，线性良好。

图1　铬(VI)标准使用溶液的标准曲线

2.1浓磷酸对显色剂性能的影响

表1　加入浓磷酸当天和96 h后测定铬(VI)的含量及误差值

向显色剂中加入不同体积的浓磷酸后，在室温条件下，于当天和放置96 h后分别绘制铬(VI)的标准曲线，发现线性关系均良好(R2>0.9996)，表明浓磷酸可以有效增加显色剂在常温下的稳定性，其对铬(VI)的测定结果及误差值见表1。

由表1可知，加入0.25浓磷酸，在常温下放置96 h后，测定铬(VI)的含量误差在3%范围内，能明显提高显色剂稳定性能，而继续延长放置时间，标准曲线的相关性和测定误差值均明显变差。

2.2乙酸乙酯对显色剂性能的影响

加入乙酸乙酯后于室温下当天、室温和4℃分别放置30 d后，分别绘制标准曲线。结果显示三种显色剂得到标准曲线线性关系均良好(R2>0.9996)，表明乙酸乙酯可以有效增加显色剂的稳定性，其对铬(VI)的测定结果及误差值见表2和表3。

表2　加入乙酸乙酯当天测定铬(VI)的含量及误差值

表3　加入乙酸乙酯30 d后(室温和4℃)测定铬(VI)的含量及误差值

由表2 和表3可知，加入2.0 mL乙酸乙酯，在室温和4℃放置30 d后，测定铬(VI)的误差在4%范围内，能明显提高显色剂稳定性能，而继续延长放置时间，标准曲线的相关性和测定误差值均明显变差。

2.3甘油对显色剂性能的影响

表4　加入甘油当天测定铬(VI)的含量及误差值

表5　加入甘油30 d后(室温和4℃)测定铬(VI)的含量及误差值

加入甘油后于室温下当天、室温和4℃分别放置30 d后，绘制的标准曲线显示三种显色剂的线性关系均良好(R2>0.9995)，表明甘油可以有效增加显色剂的稳定性，其对铬(VI)的测定结果及误差值见表4和表5。

由表4 和表5可知，加入2.0 mL甘油后当天和常温下放置30 d、在4℃放置30 d后，测定铬(VI)的含量误差均在3%范围之内，明显提高显色剂在室温条件下稳定性能，而继续延长放置时间，标准曲线的相关性和测定误差值均明显变差。

2.4抗坏血酸对显色剂性能的影响

向显色剂中加入抗坏血酸溶液，于室温当天绘制铬的标准曲线(图2)，发现线性很差(R2=0.9902)，且铬(VI)的浓度误差值均大于10%，说明抗坏血酸的加入破坏了显色剂的稳定性，不适合用做分光光度法中显色剂的稳定试剂。

图2　铬(VI)标准使用溶液的标准曲线

3　结　论

通过向显色剂中加入抗氧化剂，发现：

(1)加入0.25 mL磷酸、2.0 mL乙酸乙酯或甘油，能明显提高显色剂在室温下的稳定性能，且对铬(VI)的测定误差在4%范围内，满足实验教学要求。

(2)抗坏血酸不适合用做分光光度法中显色剂的稳定试剂。

[1]徐红纳,王英滨.双波长分光光度法同时测定水样中的Cr(III)和Cr(VI)[J].分析实验室，2008，27(5)：34-37.

[2]胡小丽.测定六价铬水样预处理方法的探讨[J].海峡科学,2011,55(7):36-37.

[3]IARC.IARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans:chromium,nickel and welding [M].World Health Organization,1990:677.

[4]中华人民共和国国家标准：水质、六价铬的测定、二苯碳酰二肼分光光度法(GB7467-1987).

[5]赵康,任玉贝,李文遐.铬(VI)与3,3’,5,5’-四甲基联苯胺的显色反应及其应用[J].分析化学,1997,25(6):742.

[6]张改荣,高文华,倪佳,等.微酸量消解-石墨炉原子吸收光谱法测定血中的铬含量[J].光谱实验室,2008,25(4):595-598.

[7]韩鹤友,何治柯,罗庆尧,等.在线氧化-流动注射-化学发光法测定痕量Cr(III)/Cr(VI)[J].理化检验-化学分册,1998,34(7):295-299.

Improvement of the Determination of Chromium(VI) with Spectrophotometric Method*

ZHU Gui-fen,TIAN Ye,PENG Hao,YU Wen-na,MA Pei-pei

(School of Environment,Key Laboratory for Yellow River and Huai River Water EnvironmentalPollution Control,Ministry of Education,Henan Key Laboratory for Environmental Pollution Control,Henan Normal University,Henan Xinxiang 453007,China)

The chromogenic agent can easily be oxidized in the air and lose its validity by using the spectrophotometric method to determine chromium(VI).To improve the stability of the chromogenic agent,four antioxidants were added into the chromogenic agent solution,respectively.The results showed that the chromogenic agent could be effectively deposited at room temperature by adding 0.25 mL of phosphate,2.0 mL of glycerin or ethyl acetate into the chromogenic agent solution.However,the ascorbic acid solution could damage the chromogenic agent.

chromium(VI); diphenyl carbonyl hydrazine; spectrophotometric method

河南师范大学国家级大学生创新创业训练计划项目(No：201310476058)。

朱桂芬(1977-),女,副教授,研究方向:环境污染化学。

X830.2

A

1001-9677(2016)06-0133-03