聚乙二醇雙水相萃取光度法測定鉻(Ⅵ)

第29卷第6期分析試驗宰Vol.29.No.62010年6月Chinese Joural of Analysis Laboratory2010-6聚乙二醇雙水相萃取光度法測定鉻(VI )張星剛，肖新峰*，張強(山東科技大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，青島266510)摘要: 通過(guò)研究二苯碳酰二肼(DPC)-鉻(M)配合物在聚乙二醇(PEG)2000-NaSO,雙水相中的顯色和萃取分離條件,建立了集萃取分離和測定Cf*于一身的雙水相萃取光度分析方法。對雙水相體系中PEC溶液、Na2SO,和二苯碳酰二肼的用量以及溶液酸度進(jìn)行了優(yōu)化,探討了共存離子對Cf&*萃取測定的影響。實(shí)驗表明,在0.16 mol/L的HyPO,溶液中，二苯碳酰二肼與Cr2+形成的配合物被萃取到PEG相，最大吸收波長(cháng)為545 nm,表觀(guān)摩爾吸光系數為4.3 x10t L'mol-'.cm-'。CP*的質(zhì)量濃度在0.05~ 13.0 ug/mL的范圍內符合比爾定律,最低檢出限為0.029 pg/mL, 5 pg/mL標準溶液的相對標準偏差為1.3%。本方法用于測定含鉻工業(yè)廢水中的Cr*+,結果與原子吸收光譜法測定值相符,不同水平的回收率為96.7%~99.8%。關(guān)鍵詞:聚乙二醇;雙水相萃取;分光光度法;二苯碳酰二肼; Gr*中圈分類(lèi)號: 0657.3文獻標識碼: A文章編號: 100-0720(2010)06-105-03鉻在水中以三價(jià)和六價(jià)形式存在,六價(jià)鉻的析通用儀器公司); TAS-986F型原子吸收分光光度毒性是三價(jià)鉻的100 倍,對皮膚有刺激性,能使皮計(北京普析通用儀器公司)。膚潰爛,有害質(zhì)量濃度為5~ 170 mg/L,已被確認二苯碳酰二肼溶液: 2 g/L稱(chēng)取二苯碳酰二肼為致癌物質(zhì)。水中鉻的常用測定方法有分光光度0.2000g,溶于50mL丙酮中并加水稀釋至.法"、原子吸收光譜法2)、催化動(dòng)力學(xué)法),國外100 mL,搖勻; 1000 r/mL Cf*+標準溶液: K,Cx20 .和我國的標準分析方法均采用二苯碳酰二肼分光預先經(jīng)120C烘2h,置于干燥器中，稱(chēng)取光度法直接測定水中鉻(V),該方法操作簡(jiǎn)單, .1.4144 g,用水溶解并稀釋至1000 mL并搖勻,用抗干擾性強,測定范圍大。高聚物雙水相體系(ATPPS)是近年發(fā)現的一.時(shí)稀釋制得10 pg/mL的標準溶液; 300 g/L聚乙二種可用于萃取分離物質(zhì)的新體系，與傳統有機溶醇(PEG) 2000溶液; 4 molL H,PO,溶液:移取劑萃取體系比較，具有安全無(wú)毒、操作簡(jiǎn)便、分析46.12mL 85%的HyP04 溶液，用水稀釋至速度快等優(yōu)點(diǎn)中?，F已用于萃取分離和測定金屬100 mL。試劑均為分析純,實(shí)驗用水為超純水。離子(5-7]。本文研究了聚乙二醇和硫酸鈉水溶液1.2 實(shí)驗方法形成的雙水相體系，并依此建立了測定Cr4+ 的雙在10 mL比色管中,依次加入10 ug/mL的CfP+標準溶液0.5 mL, H,P0, 溶液0.4 mL,二苯碳水相萃取光度分析方法。1實(shí)驗部分酰二肼溶液0.5 mL, PEG溶液5 mL,加水定容至1.1 儀器與試劑10 mL,再加入固體Na,SO, 1.2 go振蕩2~3 min;TU-1810SPC型紫外可見(jiàn)分光光度計(北京普靜置。待兩相分層清晰后,取PEG相萃取液。轉移中國煤化工收稿日期: 2009-1002;修訂日期: 2009-12-01MYHCNMHG基金項目:青島市科技計劃項目(08-2-16-sh-3)資助作者簡(jiǎn)介:張星剛(1984-),男，碩士研究生; E-mail: xingang84 @ 163. com- 105-第29卷第6期.分析試驗室Vol.29.No.62010年6月Chinese Joumal of Analysis I aboratory2010-6人1 cm比色皿中,以試劑空白為參比,在545 nm的吸光度不穩定,并且當用量大于1.3 mL時(shí),體處測定二苯碳酰二肼鉻( VI)配合物的吸光度。系不能分相。故HPO4用量選擇0.4 mL。2結果與討論2.4 Na,SO。用量2.1配合 物的吸收光譜在0.8~1.4 g的范圍內改變Na,SO,用量。結在同樣的酸度條件下測定水相中配合物的吸果表明: Na2SO, 用量低于0.85 g時(shí),體系不分相光度,并按實(shí)驗方法測定PEG相中二苯碳酰二肼~或分相很慢，且萃取不完全;在0.9~1.2 g之間Cr( VI )配合物的吸光度,得吸收光譜如圖1。實(shí)驗時(shí)，分相清晰且分相速度快,吸光度較大;但當用表明，由于雙水相的萃取濃縮作用，與水相顯色量大于1.3 g時(shí), PEG相粘度增加,由于鹽效應增相比,吸光度明顯增大; PEG相中的配合物的最強，吸光度不穩定，且下層富鹽相渾濁。綜合考大吸收波長(cháng)發(fā)生微小的紅移，變?yōu)?45 nm,因此慮，Na,SO, 的用量選擇1.2 go可以認為配合物的形態(tài)沒(méi)有發(fā)生變化，而PEG相2.5 二苯碳酰二肼用量中配合物與PEG之間的作用削弱了配合物分子間考察二苯碳酰二肼的用量在0.1~ 1.0 mlL范化學(xué)鍵的作用，使其吸收峰紅移。故測定波長(cháng)選圍內的影響。結果表明:當用量在0.1~0.3 mL之用545 nm。間時(shí)，吸光度逐漸增大,而當用量達到0.4 mL之0.6后，吸光度變化平緩。故顯色劑的用量選擇0.5 mL。區042.6配合物穩定性及組成 ，答0.2在選定的條件下，配合物瞬間顯色完全,并可以穩定40 min。選擇靜置時(shí)間為10 min。用等摩50 450 550 650 750爾連續變化法和摩爾比法測定PEC相中配合物的λ/nm組成為鉻:二苯碳酰=二肼= 1:2。圈1吸收光譜2.7工作 曲線(xiàn)和方法的靈敏度Fg.1 Absorption spectra配制一系列Cr+標準溶液,在最佳實(shí)驗條件p(C$+ )= 5.0 ug/mL下，測定PEG中配合物的吸光度。實(shí)驗結果表明:1-水相顯色; 2-雙水相萃取顯色CP+的質(zhì)量濃度在0.05 ~ 13.0 rg/mL的范圍內符2.2 PEG溶液用量合比爾定律，線(xiàn)性方程為A = 0.1224p (pg/mL) +在3.0~ 6.0 mL的范圍內改變PEG溶液的用0.0504,相關(guān)系數R = 0.9991,表觀(guān)摩爾吸光系數量，考察雙水相的形成及配合物的萃取情況。結exsm=4.3x 10* L.mol-'.cm-'。果表明: PEG溶液的用量過(guò)低時(shí)，分相不清晰并分別做0.05ug/mL和5pg/mL標準溶液的且分相慢，萃取不完全;當用量為4.0~6.0 mL10次實(shí)驗。得0.05 rg/mL標準溶液的標準偏差為時(shí),萃取率較高;而增加PEG溶液的用量,由于1.174x 10~'，可根據3 S。/K 算出檢出限為PEG相體積變大,吸光度隨之減小。故PEG溶液0.029pug/mL;得5rg/mL標準溶液的相對標準偏的用量選擇5.0 mL。差為1.3%。2.3酸度的影響2.8 共存離子的影響常用的測定方法中，由于所用H2SO,酸性太按實(shí)驗方法，在PEG硫酸鈉二苯碳酰二肼雙強，影響了配合物的穩定性。實(shí)驗中用HPO4代水相體系中,加入1.0pg Cr*,試驗了多種離子替H,SO,和HPO,混酸來(lái)調整體系的酸度。的影響，以回收率在95% ~ 105%之內計為不干擾在0.2~1.3 mL的范圍內改變H,P0,溶液的測Ra*、F、ClI、中國煤化工用量。結果發(fā)現:增加H,PO4溶液的用量,分相時(shí)NO33"、Ag*、NH*、間變長(cháng)和PEC相的體積變大;用量在0.2~0.7 mLPb2:TYHCNMHG2倍的G2*、之間，吸光度較大;用量大于0.8 mL時(shí)，配合物Mg*、Zn2*、Ni?*. Cu2*、Fe*、I不影響Gf*的一106-第29卷第6期分析試驗室Vol.29.No.62010年6月Chinese Jourmal of Analysis Laboratory2010-6測定結果。定PEG相中含鉻水樣所形成的配合物的吸光度,2.9水樣分析由工作曲線(xiàn)可得水樣中Cr&*的濃度。取含鉻工業(yè)廢水，靜置2 h,過(guò)濾后取濾液并對水樣進(jìn)行6次平行測定和加標回收實(shí)驗,將酸度調至中性。按實(shí)驗方法，在選定條件下，測并與原子吸收光譜法相對照,結果見(jiàn)表1。表1水樣分析結果Tab.1 Analytical results of samples (n =6)測定值p(pg/mL)加標量測得總值p(pg/mL)回收率/%RSD/%原子吸收.原子吸收名稱(chēng)本方法p/(rg/mL)本方法光譜法.光譜法0. 1000.1850. 18696.68 .99.001.92.6廢水I 0.088 0.0870.2000.2840.2898.04100.01.71.31.0001.2351.24100.61.4廢水I 0.237 0.2352.0002. 2322.23699.75100.10.971.參考文獻,5] Masami Shibukawa, Noriko Nakayama, Tadashige Hayashi[1] CB 7467- 1987水質(zhì)六價(jià)鉻的測定e al. Anal Chim Acta, 200, 427: 293[2] 覃祚明，尹周瀾，王薇惟.分析試驗室，200， 6] Nobutaka Yoshikuni, Takayulki Baba, Natsuki Tsunoda et26(S1): 186al. Talanta, 2005, 66: 40[3] 李俠,柳玉英.分析試驗室, 2006, 25(9): 53[7] 鄧凡政,張?chǎng)?石影.分析試驗室, 2004, 23(8):[4] Piscila G Marzola, Andre M Lopes, Francislene A Hae-ssmann et al. J Chem Tech Biotech, 2008, 83(2): 143Eextraction spectrophotometric determination of chromium ( M) in aqueous polyethylene glycol twophase sys-ZHANG Xing-gang, XIAO Xin-feng* and ZHANG Qiang (College of Chemical and Environmental Engineering,Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510), FEenxi hiyanshi, 2010, 29(6): 105 ~ 107Abstract: The color and extraction conditions of the complex of diphenyl carbazide (DPC) and Cr ( V) have been in-vestigated in aqueous two phase system formed by polyethylene glycol ( PEG)-2000 and sodium sulfate, and an aque-ous two-phase extraction photometric analysis method of extracting, separating and determining Cf* was established.Amounts of PEG solution, DPC solution, sodium sulfate added and the acidity of the system were optimized. The in-terference efeete of various coexistent ions were studied. The complex of DPC and Cr ( V) formed when the concen-tration of phosphoric acid was 0. 16 mol/L was extracted into the upper PEG rich phase, and the maximum absorptionpeak of the extracted complex in the upper PEG-rich phase was located at 545 nm. The apparent molar absorptivity was4.3x 10* U(mol'. cm). Beer's law was obeyed over the range of 0.05 ~ 13.0 rg/mL for Cr2+ . The minimum limit ofdetection was 0.029 pg/mL, the RSD for the 5 pg/mL standard solution was 1.3% . The analytical results obtained forC$* in industrial waste water were in good agreement with values measured by atormic absorption spectrometry, the dif-ferent levels of recoveries were 96.7% ~ 99.8% .Keywords: Polyethylene glycol; Aqueous two phase extraction; Spectrophotometry; Diphenyl carbazide; Cr2*中國煤化工MHCNMHG-107-