阻抑反应动力学光度法测定微量钙.PDF
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李建平 魏小平 相丽梅
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参见附件(241KB，4页)。
阻抑反应动力学光度法测定微量钙.PDF
阻抑反应动力学光度法测定微量钙
李建平3 3 1
魏小平3 2
相丽梅1
1
(桂林工学院应用化学系 ,桂林 541004) 2
(广西地质环境监测总站 ,桂林 541004)
摘 要 提出了测定微量钙的阻抑反应动力学光度法。在 0. 012 molP L 硫酸中 ,KBrO3 氧化偶氮氯磷 Ⅲ
褪色 ,Ca
2 +
可阻抑该褪色反应的速度。最大吸收波长为 550 nm。Ca
2 +
浓度在 0～1. 4 mgP L 范围内与ΔA
呈线性关系 ,检出限0. 0042 mgP L。方法准确、灵敏、简便。用于直接测定水样中的微量钙 ,获得满意的结
果。
关键词 钙 ,阻抑反应 ,动力学光度法
2000209209收稿;2001202205接受
3 3李建平现为浙江大学化学系博士生
1 引 言
钙是生命中的必需元素 ,对人体健康有重要作用〔 1〕。钙也是水质分析的必测项目之一。目前 ,痕量
钙的测定方法主要有分光光度法、原子吸收法等。动力学法测定钙报道很少 ,且多是基于配位反应(或
配位置换反应)速度差异而建立的速差动力学分析法〔 2 ,3〕。利用催化(含反催化)反应动力学光度法测定
钙未见报道。本文研究了 Ca
2 +
对溴酸钾氧化偶氮氯磷 Ⅲ褪色这一指示反应的阻抑作用 ,据此建立了测
定痕量钙的阻抑反应动力学光度法。
2 实验部分
2. 1 主要试剂与仪器
722型分光光度计(上海第三分析仪器厂) 。SDC26型数控低温超级恒温槽(重庆试验设备厂) 。
200 mgP L 钙标准溶液:称取经120 ℃烘干并在干燥器中冷却的高纯碳酸钙 0. 2502 g于 250 mL 烧杯
中 ,加入少量蒸馏水润湿 ,盖上表面皿 ,从烧杯嘴逐滴加入 HCl (1 + 1) ,边加边摇动烧杯 ,直至 CaCO3 完
全溶解。将溶液移入500 mL 容量瓶中 ,用水定容。使用时逐级稀释至所需浓度。
1 × 10
- 3
molP L 偶氮氯磷 Ⅲ:称取0. 2100 g偶氮氯磷 Ⅲ,溶于水中 ,转移至250 mL 容量瓶用水定容。
0. 15 molP L 溴酸钾溶液。0. 2molP L 硫酸。
所用试剂均为分析纯 ,实验用水为蒸馏水经离子交换得到。
2. 2 实验方法
取两支25 mL 具塞比色管 ,各加入1 × 10
- 3
molP L 偶氮氯磷 Ⅲ0. 5 mL、 0. 2 molP L H2 SO4 0. 6 mL ,向其
中一支管中加入适量钙标准溶液 ,摇匀。再分别向两支管中加入0. 15 molP L KBrO3 溶液2 mL ,稀释至10
mL ,摇匀 ,于室温下放置20 min ,然后加入1 molP L NaOH溶液1 mL 终止反应 ,以蒸馏水为参比用1 cm比
色皿在光度计上于550 nm处测量吸光度值 ,计算ΔA。
3 结果与讨论
3. 1 吸收曲线
如图1。含钙的阻抑体系(d)与不含钙的非阻抑体系(c)及显色剂体系(a)的吸收曲线形状相似 ,最
大吸收波长相同 ,可见本体系发生的是阻抑反应 ,同时 ,由曲线还可看出 ,对于 0. 05 mgP L Ca
2 +
,与偶氮
氯磷 Ⅲ反应所形成的络合物的量极少 ,使得络合物显色体系的吸收曲线(b)与试剂空白的吸收曲线(a)
基本重合 ,说明钙2偶氮氯磷 Ⅲ显色反应的灵敏度远较本文中反应体系的灵敏度低。
第29卷
2001年8月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究简报
Chinese Journal of Analytical Chemistry
第8期
950～9533. 2 条件实验
3. 2. 1 反应介质的选择及酸度的影响 实验发现 ,只有在酸性或偏酸性条件下偶氮氯磷 Ⅲ的氧化褪色
明显 ,中性或碱性条件下褪色均不明显 ,试验了 H2 SO4、 HCl 等酸性介质 ,结果表明用 H2 SO4 作介质阻抑
反应效果最好。试验了其用量影响 ,结果表明 ,0. 2 molP L H2 SO4 用量为 0. 5～0. 8 mL 时 ,ΔA 最大且恒
定 ,本文选择0. 6 mL。
3. 2. 2 氧化剂的影响 试验了 KIO3、 KClO3、 KBrO3、 K2Cr2O7 等氧化剂的影响 ,发现 KBrO3 在室温下就能
使体系氧化褪色 ,且产生的ΔA 最大 ,故实验中选择 KBrO3 作氧化剂。试验了 0. 15 molP L KBrO3 溶液体
积的影响 ,确定其最佳用量为2 mL。
3. 2. 3 反应温度、时间的影响 固定反应时间为20 min ,试验反应温度的影响。如图2 ,随温度升高 ,反
应速度加快 ,当温度为33 ℃时ΔA 达最大 ,在33～40 ℃范围内 ,ΔA 几乎不受温度的影响。为简化操作 ,本文选择室温(25～30 ℃)下进行反应。30 ℃时 ,在反应初期 ,空白体系褪色快 ,含钙体系褪色慢 ,ΔA 随
时间的延长而线性增大 ,反应至20 min后 ,含钙体系褪色速度加快 ,ΔA 值减小 ,实验中选择反应时间为
20 min。
图1 吸收曲线
Fig. 1 Absorption curves
a. 5. 0 ×10 - 4
molP L chlorophosphonazo Ⅲ (CPA Ⅲ) ; b. a + 0. 5
mgP L Ca
2 +;c. a + 0. 03 molP L KBrO3 ;d. c + 0. 5 mgP L Ca
2 + ......
李建平3 3 1
魏小平3 2
相丽梅1
1
(桂林工学院应用化学系 ,桂林 541004) 2
(广西地质环境监测总站 ,桂林 541004)
摘 要 提出了测定微量钙的阻抑反应动力学光度法。在 0. 012 molP L 硫酸中 ,KBrO3 氧化偶氮氯磷 Ⅲ
褪色 ,Ca
2 +
可阻抑该褪色反应的速度。最大吸收波长为 550 nm。Ca
2 +
浓度在 0～1. 4 mgP L 范围内与ΔA
呈线性关系 ,检出限0. 0042 mgP L。方法准确、灵敏、简便。用于直接测定水样中的微量钙 ,获得满意的结
果。
关键词 钙 ,阻抑反应 ,动力学光度法
2000209209收稿;2001202205接受
3 3李建平现为浙江大学化学系博士生
1 引 言
钙是生命中的必需元素 ,对人体健康有重要作用〔 1〕。钙也是水质分析的必测项目之一。目前 ,痕量
钙的测定方法主要有分光光度法、原子吸收法等。动力学法测定钙报道很少 ,且多是基于配位反应(或
配位置换反应)速度差异而建立的速差动力学分析法〔 2 ,3〕。利用催化(含反催化)反应动力学光度法测定
钙未见报道。本文研究了 Ca
2 +
对溴酸钾氧化偶氮氯磷 Ⅲ褪色这一指示反应的阻抑作用 ,据此建立了测
定痕量钙的阻抑反应动力学光度法。
2 实验部分
2. 1 主要试剂与仪器
722型分光光度计(上海第三分析仪器厂) 。SDC26型数控低温超级恒温槽(重庆试验设备厂) 。
200 mgP L 钙标准溶液:称取经120 ℃烘干并在干燥器中冷却的高纯碳酸钙 0. 2502 g于 250 mL 烧杯
中 ,加入少量蒸馏水润湿 ,盖上表面皿 ,从烧杯嘴逐滴加入 HCl (1 + 1) ,边加边摇动烧杯 ,直至 CaCO3 完
全溶解。将溶液移入500 mL 容量瓶中 ,用水定容。使用时逐级稀释至所需浓度。
1 × 10
- 3
molP L 偶氮氯磷 Ⅲ:称取0. 2100 g偶氮氯磷 Ⅲ,溶于水中 ,转移至250 mL 容量瓶用水定容。
0. 15 molP L 溴酸钾溶液。0. 2molP L 硫酸。
所用试剂均为分析纯 ,实验用水为蒸馏水经离子交换得到。
2. 2 实验方法
取两支25 mL 具塞比色管 ,各加入1 × 10
- 3
molP L 偶氮氯磷 Ⅲ0. 5 mL、 0. 2 molP L H2 SO4 0. 6 mL ,向其
中一支管中加入适量钙标准溶液 ,摇匀。再分别向两支管中加入0. 15 molP L KBrO3 溶液2 mL ,稀释至10
mL ,摇匀 ,于室温下放置20 min ,然后加入1 molP L NaOH溶液1 mL 终止反应 ,以蒸馏水为参比用1 cm比
色皿在光度计上于550 nm处测量吸光度值 ,计算ΔA。
3 结果与讨论
3. 1 吸收曲线
如图1。含钙的阻抑体系(d)与不含钙的非阻抑体系(c)及显色剂体系(a)的吸收曲线形状相似 ,最
大吸收波长相同 ,可见本体系发生的是阻抑反应 ,同时 ,由曲线还可看出 ,对于 0. 05 mgP L Ca
2 +
,与偶氮
氯磷 Ⅲ反应所形成的络合物的量极少 ,使得络合物显色体系的吸收曲线(b)与试剂空白的吸收曲线(a)
基本重合 ,说明钙2偶氮氯磷 Ⅲ显色反应的灵敏度远较本文中反应体系的灵敏度低。
第29卷
2001年8月 分析化学 (FENXI HUAXUE) 研究简报
Chinese Journal of Analytical Chemistry
第8期
950～9533. 2 条件实验
3. 2. 1 反应介质的选择及酸度的影响 实验发现 ,只有在酸性或偏酸性条件下偶氮氯磷 Ⅲ的氧化褪色
明显 ,中性或碱性条件下褪色均不明显 ,试验了 H2 SO4、 HCl 等酸性介质 ,结果表明用 H2 SO4 作介质阻抑
反应效果最好。试验了其用量影响 ,结果表明 ,0. 2 molP L H2 SO4 用量为 0. 5～0. 8 mL 时 ,ΔA 最大且恒
定 ,本文选择0. 6 mL。
3. 2. 2 氧化剂的影响 试验了 KIO3、 KClO3、 KBrO3、 K2Cr2O7 等氧化剂的影响 ,发现 KBrO3 在室温下就能
使体系氧化褪色 ,且产生的ΔA 最大 ,故实验中选择 KBrO3 作氧化剂。试验了 0. 15 molP L KBrO3 溶液体
积的影响 ,确定其最佳用量为2 mL。
3. 2. 3 反应温度、时间的影响 固定反应时间为20 min ,试验反应温度的影响。如图2 ,随温度升高 ,反
应速度加快 ,当温度为33 ℃时ΔA 达最大 ,在33～40 ℃范围内 ,ΔA 几乎不受温度的影响。为简化操作 ,本文选择室温(25～30 ℃)下进行反应。30 ℃时 ,在反应初期 ,空白体系褪色快 ,含钙体系褪色慢 ,ΔA 随
时间的延长而线性增大 ,反应至20 min后 ,含钙体系褪色速度加快 ,ΔA 值减小 ,实验中选择反应时间为
20 min。
图1 吸收曲线
Fig. 1 Absorption curves
a. 5. 0 ×10 - 4
molP L chlorophosphonazo Ⅲ (CPA Ⅲ) ; b. a + 0. 5
mgP L Ca
2 +;c. a + 0. 03 molP L KBrO3 ;d. c + 0. 5 mgP L Ca
2 + ......
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