铋膜电极差分脉冲溶出伏安法测定苹果和梨中的铅含量*

郭子英 彭 吉 樊月琴 杨彩虹

(1.大同大学化工学院，大同 037009; 2.大同质量技术监督测试所，大同 037008)

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们开始更多地关注自身健康，生命科学已经成为当今最活跃的研究领域之一。铅是一种污染重金属，它对机体的毒性作用越来越被人们所关注。铅通过皮肤、消化道、呼吸道进入体内多种器官，对神经、血液、消化、心脑血管、泌尿等多个系统造成损害，严重影响体内的新陈代谢，阻塞金属离子代谢通道而造成低钙、低锌、低铁，并导致补充困难，出现神经系统病症、代谢障碍[1]。因此，重金属铅含量的测定是这一领域的热门课题。选择一种能够准确、简便、快速地分析测定铅含量的方法对于人类的健康具有十分重要的意义。电位溶出法由于仪器简单、灵敏度高、分析成本低而成为推荐方法之一[2-5]。笔者用铋膜电极差分脉冲溶出伏安法对苹果和梨中的铅含量进行测定，结果令人满意。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

电化学分析仪：LK2006型，天津市兰立科化学电子高技术有限公司；

玻碳电极：BT型，江苏江分电分析仪器有限公司；

pH计：pHSJ-4A型，上海精密科学仪器有限公司；

高速万能粉碎机：FW-100型，北京市永光明医疗仪器厂；

磁力加热搅拌器：79-1型，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；

电子分析天平：FA1104型，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；

铅标准溶液：1 000 μg/mL，介质10%HNO3，国家钢铁材料测试中心钢铁研究学院；

铅标准使用溶液：准确移取100 μL铅标准溶液，定容至250 mL，用时适当稀释；

铋溶液：100 mg/L，准确称取0.0250 g Bi(NO3)3,溶于水，定容至250 mL,用时适当稀释；

HAc-NaAc缓冲溶液(pH 4.7)：取无水NaAc 20.75 g, 溶于水，加冰乙酸(HAc)15 mL,定容至250 mL；

HCl溶液：0.07 mol/L，取0.6 mol/L浓HCl，稀释至100 mL；

实验所用试剂均为分析纯；

实验用水均为二次蒸馏水。

1.2 苹果和梨样品溶液的制备

取苹果和梨各1个，去皮、去核后，用微波炉烘干，用高速万能粉碎机磨成粉末，准确称取1.000 1 g苹果皮、1.000 5 g苹果肉、1.000 9 g梨皮和0.999 3 g梨肉，分别置于250 mL消化容器(烧杯)中，加入HClO4-HNO3混合液(体积比为1∶3)置于电热套上加热消化，至消化液呈淡黄色或无色，稍冷加入20 mL水再继续加热赶酸，至消解液0.5 mL止，冷却后用水定容至50 mL容量瓶中，待测。

1.3 仪器优化参数

富集电位：-1 400 mV；富集时间：180 s；静止时间：4 s；脉冲幅度：50 mV；脉冲宽度：0.04 s；脉冲周期：0.01 s；休止电位：4 mV，休止时间：2 s；起始电位：-1 000 mV；终止电位：-400 mV。

1.4 实验方法

在1.3仪器优化的条件下，准确移取1.00 mL苹果(梨)样品溶液加9.00 mL水、10.00 mL 0.5 mg/L Bi3+溶液，用HAc-NaAc 调节至pH 4.91，用适量水定容于50 mL容量瓶中，摇匀，测定溶液的溶出峰电流值。

2 结果与讨论

2.1 富集电位

当富集电位为-1 500～-1 100 mV时，随着电位正移，溶液的峰电流值略有下降；当富集电位为-1 400 mV时，溶液的峰电流值最大，因此实验选择富集电位为-1 400 mV。

2.2 富集时间

阳极峰电流值随着富集时间的延长，Pb2+还原趋于完全，溶液的峰电流值增大；当富集180 s后，峰电流变化逐渐缓慢。实验选择富集时间为180 s。

2.3 铋浓度的影响

随着铋浓度的增加，电流上升，但当铋浓度大于一定值时，峰电流开始下降，原因是铋浓度过大，镀铋膜厚度相应增加，从而不利于配合物在铋膜中扩散氧化。实验选择铋浓度为0.5 mg/L。

2.4 pH值的影响

在溶液中分别加入不同浓度的盐酸进行试验，结果表明，当pH值为 4.91时溶液的峰电流值最大且峰形好。实验选择pH 4.91的溶液。

2.5 支持电解质的影响

通过一系列试验，研究了Pb2+在浓度均为1 mol/L 的KCl、HCl、KSCN、HAc-NaAc溶液中的溶出行为。发现在HAc-NaAc缓冲溶液体系中Pb2+的溶出峰电流高，且背景电流小。

2.6 干扰离子试验

对于浓度为2.0×10-4g/L的Pb2+溶液，相对误差为±10%时，研究了不同浓度的多种离子对测定的影响。100倍的Zn2+、60倍Mn2+、8倍 Fe3+、10倍Cu2+、5倍Co2+对实验无干扰。

2.7 线性方程、检出限及电极的重现性

将铅标准溶液配制成系列标准工作溶液，按实验方法进行测定。铅离子浓度在8.7×10-3～0.1 g/L范围内与峰电流线性关系良好，线性方程为I=6.364c+0.637，相关系数r=0.995 8，铅离子的检出限为8.4×10-8g/L。配制1.0×10-4g/L的Pb2+溶液，用同一支电极(测定后仅做清洗)对铅标准溶液平行测定13次，测定结果的相对标准偏差为3.75%，说明电极的重现性较好。

2.8 回收试验

在最优化的条件下，按实验方法测定苹果样品溶液，并进行加标回收实验，结果见表1。

2.9 样品测定

在最优化的条件下，按照实验方法对样品进行测定，结果列于表2。由表2可见，由于环境的污染，苹果皮和梨皮中的铅含量均高于苹果肉和梨肉，所以在日常生活中吃苹果和梨时应削皮。

表1 加标回收试验结果(n=3)

表2 样品测定结果(n=3)

3 结语

采用电位溶出法,用铋膜电极代替汞膜电极对测定痕量重金属铅进行了研究。实验结果表明，该法简单快速，准确度和精密度均符合要求。铋膜电极具有无毒、高灵敏度等优点，这些都使它作为分析微量元素的首选方法。因此在日常分析中用铋膜电极代替汞膜电极，有实际应用价值。

[1] 荆补琴,王尚芝.化妆品中铅的测定方法研究进展[J].化学分析计量,2008,17(2):77-79.

[2] Alan M. Bond. 200 years of practical electroanalytical chemistry: past, present and future directions illustrated by reference to the on-line, on-stream and off-line determination of trace metals in zinc plant electrolyte by voltammetric and potentiometric techniques[J]. Analytica Chimica Acta, 1999, 400(3): 333-379.

[3] Guo Ziying, Feng Feng. Quantitative determination of zinc in milk vetch by anodic stripping voltammetry with bismuth film electrodes[J]. Talanta, 2005, 65(4): 1 052-1 055.

[4] 王志华,卢小泉,耿再新,等.2,4,6-三(3,5-二甲基吡唑)-1,3,5-三嗪碳糊修饰电极阳极溶出伏安法测定铅[J].西北师范大学学报(自然科学报),2001,37(1):60-63.

[5] Lei Xiao, Gregory G Wildgoose, Richard G Compton. Sensitive electrochemical detection of arsenic (III) using gold nanoparticle modified carbon nanotubes via anodic stripping voltammetry [J].Analytica Chimica Acta, 2008, 620(2): 44-49.