铬天青S–盐酸氯丙嗪–溴化十六烷基三甲铵光度法测定水样中的铁

汤家华，王继波

(巢湖学院化学与材料工程学院，安徽巢湖 238000)

铬天青S–盐酸氯丙嗪–溴化十六烷基三甲铵光度法测定水样中的铁

汤家华，王继波

(巢湖学院化学与材料工程学院，安徽巢湖 238000)

采用铁(Ⅲ)–铬天青S–盐酸氯丙嗪–溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)四元配合物光度法测定水样中铁的含量。在pH 5.50的HAc–NaAc缓冲介质中，在铁(Ⅲ)–铬天青S–盐酸氯丙嗪显色反应中，加入CTMAB，四元配合物的表观摩尔吸光系数为9.85×104L／(mol·cm)，是三元配合物灵敏度的两倍。结果表明，配合物在657 nm波长处有最大吸收，Fe(Ⅲ)的质量浓度在0～20 μg／(25 mL)范围内与吸光度呈良好的线性关系，线性相关系数为0.999 6，方法的检出限为1.84×10–3mg／L。样品加标回收率为97.3%～98.8%，测定结果的相对标准偏差为1.9%～3.2%(n=5)。该方法灵敏度高，精密度与准确度好，便于在实验室推广应用。

铁；铬天青S；盐酸氯丙嗪；溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)；光度法；水

铁是人体中不可缺少的微量营养元素之一，是许多酶的重要组成成分，也是血红细胞和肌红蛋白的形成因子。人体中缺乏铁将出现免疫力下降、贫血、脑神经系统表现异常、易疲倦等症状，而过多摄入铁会引起中毒［1–2］。人们可通过饮水和食物摄取微量铁，饮用水的水质直接影响人体的健康，因此对水样中铁含量的测定具有现实意义。目前光度法测定铁的方法有偶氮氯膦Ⅲ光度法［3］、菲咯嗪光度法［4］、普鲁士蓝光度法［5］、邻菲啰啉光度法［6］、对二乙氨基苯基荧光酮光度法［7］、硫氰酸钾–茜素红光度法［8］、硫氰酸根–乙基罗丹明光度法［9］、对氨基苯基荧光酮–变色酸光度法［10］等。表面活性剂具有很好的增溶增敏作用，在光度分析中应用广泛［11–13］。笔者通过对文献［14］的研究，在铁–铬天青S–盐酸氯丙嗪显色体系中加入溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)，形成Fe(Ⅲ)–铬天青S–盐酸氯丙嗪–CTMAB四元配合物，用光度法测定水样中的铁。配合物的表观摩尔系数ε=9.85×104L／(mol·cm)，是文献［14］灵敏度(ε=4.77×104L／(mol·cm)的两倍。该方法灵敏度高，测定结果准确可靠，可用于水样中铁含量的测定。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电子分析天平：FA1604型，上海楚定分析仪器有限公司；

紫外可见分光光度计：752型，上海菁华科技仪器有限公司；

紫外可见分光光度计：T9CS型，北京普析通用仪器有限责任公司；

酸度计：PHS–3C型，上海雷磁有限公司；

铁标准储备液：1 mg／mL，天津市光复精细化工研究所；

铁标准溶液：10 μg／mL，移取铁标准储备液5.00 mL置于500 mL容量瓶中，用水定容至标线；

溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)溶液：10 g／L；

铬天青S溶液：0.2 g／L，称取0.100 0 g铬天青S于烧杯中，加适量的无水乙醇使其溶解，定量转移至500 mL容量瓶中，用无水乙醇定容至标线；

盐酸氯丙嗪溶液：1 g／L；

HAc–NaAc缓冲溶液：pH 5.50，称取96 g NaAc加300 mL水使其溶解，再加入4.7 mL HAc，用水稀释至500 mL，在酸度计上用0.2 mol／L NaAc和0.2 mol／L HAc溶液校正其pH值为5.50；

实验所用试剂均为分析纯；

实验用水为二次蒸馏水。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

取500 mL水样，按文献［15］对水样进行浓缩消解处理，定容于25 mL容量瓶中。

1.2.2 铁含量测定

加入适量水样于25 mL容量瓶中(用1 mol／L氢氧化钠溶液调节水样至pH 5.00，加入5 g／L硫脲–氟化铵1.0 mL)，再依次加入HAc–NaAc缓冲溶液0.8 mL、铬天青S溶液 5.0 mL、盐酸氯丙嗪溶液0.9 mL、CTMAB溶液2.0 mL，用二次蒸馏水稀释至标线，15 min后，在657 nm波长处，以试剂空白为参比，用1 cm比色皿测定其吸光度。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

在pH 5.50的HAc–NaAc缓冲溶液中，在不同的波长下，以相应的试剂空白为参比，分别对盐酸氯丙嗪–铬天青S、Fe(Ⅲ)–盐酸氯丙嗪–铬天青S和盐酸氯丙嗪–铬天青S–CTMAB、Fe(Ⅲ)–盐酸氯丙嗪–铬天青S–CTMAB进行扫描，并绘制吸收曲线，结果见图1。从图1可见，在Fe(Ⅲ)–盐酸氯丙嗪–铬天青S体系中加入CTMAB后，吸光度提高了2倍，配合物的最大吸收波长由为673 nm 蓝移至657 nm，试剂空白的最大吸收波长为422 nm，波长差Δλ=235 nm。为了提高方法的灵敏度，在显色体系中引入了CTMAB，并选定657 nm为测定波长。

图1 吸收曲线

2.2 酸度

试验表明，HAc–NaAc 缓冲溶液的pH在4.80～6.00范围内，吸光度达到最大且配合物稳定，因此实验选用pH值为5.5的HAc–NaAc缓冲溶液。对HAc–NaAc缓冲溶液用量进行了试验，结果见表1。由表1可知，当HAc–NaAc用量为0.5～1.0 mL时，吸光度达到最大且基本不变，因此选用HAc–NaAc缓冲溶液用量为0.8 mL。

表1 乙酸–乙酸钠缓冲溶液用量对吸光度的影响

2.3 铬天青S的用量

按实验方法，只改变铬天青S用量，试验了铬天青S溶液用量对吸光度的影响，结果见表2。从表2可见，当铬天青S用量为5.0 mL时吸光度最大，因此选用铬天青S的用量为5.0 mL 。

表2 铬天青S溶液用量对吸光度的影响

2.4 盐酸氯丙嗪的用量

其它试剂用量不变，试验了盐酸氯丙嗪溶液用量对吸光度的影响，结果见表3。

表3 盐酸氯丙嗪溶液用量对吸光度的影响

表3结果表明，盐酸氯丙嗪溶液用量在0.8～1.2 mL时，配合物的吸光度最大且基本不变，综合考虑，试验选用盐酸氯丙嗪溶液用量为1.0 mL。

2.5 表面活性剂的选择及用量

研究了CTMAB，TritonX–100，SLS，PVA对吸光度的影响，其中CTMAB的增敏最佳，并讨论CTMAB的用量对吸光度的影响。当CTMAB的用量在2.0～4.0 mL时，吸光度恒定且最大，因此确定CTMAB的用量为2.0 mL。

2.6 显色时间及配合物的稳定性

在室温下，显色反应在15 min内完成，配合物的吸光度至少在6 h内不变，结果如表4所示。

表4 时间对显色反应的影响

2.7 共存物质的影响

对于10 μg铁(Ⅲ)，当相对误差在±5%以内时，共存物质允许量(以mg计)：；硫脲(5)；氟化铵(5)；加入5 g／L硫脲–氟化铵1.0 mL后，Al3+，Fe3+(0.1)。水中的共存离子不干扰测定。

2.8 线性方程和检出限

于5只25 mL的容量瓶中，分别加入0，5，10，15，20 μg铁(Ⅲ)标准溶液，按实验方法，配制系列标准工作溶液，15 min后测定系列溶液的吸光度。结果表明：铁含量X为0～20 μg／(25 mL)时，符合比耳定律，其线性方程为A=0.070 4X–0.014 4，相关系数r=0.999 6，由方程斜率k得到表观摩尔吸收系数为ε=9.85×104L／(mol·cm)。

对空白溶液平行测定11次，计算空白值的标准偏差s为1.73×10–3，按3 s／k计算检出限为1.84×10–3mg／L。

2.9 精密度试验

移取2.0 mL处理过的水样于25 mL容量中，用1 mol／L氢氧化钠溶液调节水样至pH 5.0，加入5 g／L硫脲–氟化铵1.0 mL，按实验方法加其它试剂，稀释至标线，放置15 min，测定吸光度。根据线性方程计算含铁量，作为本底值，并换算成原水样中铁的含量，精密度试验结果见表5。

表5 精密度试验结果

由表5可见，两组分测定结果的相对标准偏差为1.9%～3.2%(n=5)，说明该方法具有良好的精密度。

2.10 准确度试验

取2.0 mL处理过的水样和5 μg铁标准溶液于25 mL容量中，用1 mol／L氢氧化钠溶液调节pH 5.0，加入1.0 mL 5 g／L硫脲–氟化铵，按实验方法配制溶液进行回收试验，结果见表6。由表6可知，方法的平均回收率为97.8%～98.8%，能满足定量分析要求。

表6 准确度试验结果

3 结论

通过实验研究，建立了铬天青S–盐酸氯丙嗪–溴化十六烷基三甲铵光度法测定水中铁含量的方法。该方法的灵敏度是铁(Ⅲ)–铬天青S–盐酸氯丙嗪光度法的2倍。与其它光度法相比，该方法具有显色体系稳定，灵敏度与准确度高等特点，可用于水样中铁含量的测定，满足分析要求。

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Determination of Iron in Water with Chromeazurol S and Chlorpromazine in the Presence of Cetyltrimethylammonium Bromide by Spectrophotometry

Tang Jiahua， Wang Jibo
(School of Chemical and Material Engineering， Chaohu College， Chaohu 238000， China)

Spectrometry was applied to the determineation of iron in water with Fe(Ⅲ )–chromeazurol S–chlorpromazine–cetyltrimethylammonium bromide(CTMAB) quarte–rnary complex. In pH 5.5 buffer solution of HAc–NaAc，CTMAB was added in chromogenic reaction of Fe(Ⅲ )–chromeazurol S–chlorpromazine，quarternary complexe of apparent molar absorptivity was 9.85×104L／(mol·cm)，it was twice the sensitivity of the ternary complexes. The results showed that the mass concentration of Fe (Ⅲ ) and absorbance had good linear relationship in the rang of 0–20 μg／(25 mL) with the linear correlation coefficient of 0.999 6, the detection limit was 1.84×10–3mg／L. The recoveries were 97.3%–98.8%，and the relative standard deviation of determination results was 1.9%–3.2%(n=5). The method is easy to be promoted application in the laboratory with high sensitivity，good precision and accuracy.

iron; chromeazurol S; chlorpromazine; cetyltrimethylammonium bromide(CTMAB); spectrophotometry; water

O657.3

A

1008–6145(2016)06–0099–04

10.3969／j.issn.1008–6145.2016.06.024

联系人：汤家华；E-mail: 1564253128@qq.com

2016–08–19