PAR分光光度法测定微量钒

王鲲鹏

（四川大学建筑与环境学院，四川成都，610065）

钒是生物必需的微量元素之一，地壳中钒的平均含量为100mg kg－1［1］。钒具有类胰岛素作用［2］，能够减少心脏病的发病率［3］。但高浓度的钒对植物生长和动物健康会造成威胁，动物钒中毒可导致肠胃和呼吸道疾病［4］，植物钒中毒现象为萎黄和生长受限［5］。如今，钒污染已是城市污染的重要组成部分［6］。因此，环境样品中痕量钒的测定方法研究显得非常必要。测定钒的方法种类繁多，如原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、中子活化分析、分光光度法等，其中，分光光度法由于其灵敏度高、选择性好、仪器价格低廉而备受关注。4－（2－吡啶偶氮）间苯二酚（PAR）广泛用作镓、铜、铟、铊、钪、钍、铌、钽、钴、钯及铀等金属离子的光度法或萃取光度法测定试剂。本文应用PAR分光光度法测定钒（V），用于土壤样品分析取得满意结果。

1 材料与方法

1.1 主要仪器和试剂

1.1.1 仪器

UV－1100紫外可见光分光光度计（上海美谱达仪器有限公司）；DK－8D型电热恒温水槽（上海精宏实验设备有限公司）。

1.1.2 试剂（均使用二次去离子水配制）

钒（V）标准储备液：500mg·L－1，准确称取偏钒酸铵（NH4VO3）0.5740g溶于50mL热水中，冷却后移入500mL容量瓶中定容。使用时稀释成5 mg·L－1钒使用液。

PAR乙醇溶液：1.0×10－4moL·L－1，称取分析纯PAR 0.011g，用乙醇溶成500mL。

H2O2水溶液：1.0×10－4moL·L－1，量取10.2 mL 30%的过氧化氢溶液，稀释成1L。

1.2 试验方法

在25mL容量瓶中加入钒使用液2.0mL，分别依次加入6.5mL PAR乙醇溶液，2.0mL H2O2水溶液，用双蒸水稀释至刻度，摇匀，15min后用1cm比色皿于550nm波长处，以试剂空白为参比测定吸光度。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

分别以试剂空白和溶剂空白为参比，测定反应体系和试剂空白的吸收光谱如图1所示。反应体系在550nm波长处吸光度最大，因此本实验在550 nm光谱下测定反应体系吸光度。

2.2 反应最佳条件

2.2.1 试剂最佳用量

图1 吸收光谱

通过控制变量法选择PAR乙醇溶液和H2O2水溶液的最佳用量。PAR乙醇溶液的梯度范围为2.0－8.0mL，结果显示，在6.0－8.0mL范围内反应比较稳定，最终选取6.5mL作为PAR乙醇溶液的最佳用量。H2O2水溶液梯度范围为1.0－5.0 mL，结果显示，使用1.5－2.5mL H2O2水溶液时吸光度值最大，因此确定H2O2水溶液的最佳用量为2.0mL。

2.2.2 显色温度

取2.0mL钒使用液于25mL容量瓶中，加入6.5mL PAR乙醇溶液，2.0mL H2O2水溶液，用双蒸水稀释至刻度，分别在室温下和30、35、40、45、50℃水浴下反应15min后，以试剂空白为参比，测定各反应体系的吸光度值。结果显示，在室温下反应体系的吸光度值最大，因此反应的最佳温度条件为室温，这与其他分光光度法测定钒的结果相符［7］。

2.2.3 显色时间和稳定时间

取2.0mL钒使用液于25mL容量瓶中，加入6.5mL PAR乙醇溶液，2.0mL H2O2水溶液，室温下用双蒸水稀释至刻度，反应1min后，以试剂空白为参比测定吸光度值，之后每隔一分钟测定吸光度；20min后每隔5min测定吸光度；60min后每隔半小时测定一次；6h后每隔1h测定一次，得到了反应体系吸光度随时间变化的曲线（图2）。图片显示，该反应在15min达到平衡，形成的配合物能够至少12h。

2.3 工作曲线

取不同量的钒（V），按实验方法显色，绘制的工作曲线如图3所示。由图可知，该方法的测定范围为0－0.8mg·L－1。通过测定，检出限为0.25mg·L－1。

图2 体系吸光度随时间变化

图3 工作曲线

3 其他离子的影响

取2.0mL钒使用液于25mL容量瓶中，向其中加入其他单个离子，按前述方法显色，相对误差在±5%以内的各离子的最大浓度如表1所示。表中所示的干扰离子的限度为加入的离子的量，并不是该离子的最高忍耐限值。

4 与标准溶液对比

加入不同量的钒标液，按照上述步骤显色并测定其吸光度，并测定其回收率，结果如表2所示。可以看出该方法具有较好的回收率，偏差较小，比较准确。

表1 其他离子对方法的干扰

表2 回收率

5 结论

PAR测定钒的试剂加入量为6.5mL 1.0×10－4moL·L－1PAR 乙醇溶 液和2.0mL 1.0×10－4moL·L－1H2O2水溶液，该方法的检出限位0.25mg·L－1，检出范围是0－0.8mg·L－1，抗干扰程度较强。

［1］ŽemberyováM，Jankovi cˇR，Hagarova I，et al.Electrothermal atomic absorption spectrometric determination of vanadium in extracts of soil and sewage sludge certified reference materials after fractionation by means of the Communities Bureau of Reference modified sequential extraction procedure［J］.Spectrochimica Acta Part B：Atomic Spectroscopy，2007，62（5）：509－513.

［2］刘长增，韩长秀.钒（V）催化氧化二甲基黄的反应及其应用［J］.理化检测－化学分册，2002，38（11）：558－559，561.

［3］M.Jamaluddin Ahmed，Saera Banoo.Spectrophotometric method for determination of vanadium and its application to industrial，environmental，biological and soil samples［J］.Talanta 1999，48：1085－1094.

［4］Zenz C，Berg B A.Human responses to controlled vanadium pentoxide exposure［J］.Archives of Environmental Health：An International Journal，1967，14（5）：709－712.

［5］Połedniok J，Buhl F.Speciation of vanadium in soil［J］.Talanta，2003，59（1）：1－8.

［6］Reddy K V K，Yamini P，Kumar R K，et al.Spectrophotometric method for determination of vanadium and its application to environmental and biological samples［J］.2011.

［7］郭光美，马景.V－H2O2－PAR三元配合物吸光光度法测定茶叶中痕量钒［J］.食品工业科技，2006，27（10）：184－185.