双波长催化动力学光度法测定亚硝酸根

陈倩 张振新（淮北师范大学化学与材料科学学院，安徽 淮北 235099）

双波长催化动力学光度法测定亚硝酸根

陈倩 张振新（淮北师范大学化学与材料科学学院，安徽 淮北 235099）

本文利用磷酸作为介质，通过测量溴酸钾氧化甲基绿及酸性铬兰的反应体系在540nm和635nm处的吸光度变化，探索新的双波长催化光度法测定亚硝酸根的方法，结果表明此方法具有灵敏度高、稳定性强的特点，其重现性和选择性也很好，可用于水样的测定。

亚硝酸根；双波长；催化动力学光度法；甲基绿；酸性铬兰

1 引言

亚硝酸盐存在生活中的土壤、水及蔬菜中，摄入它易中毒。它会使体内正常血红蛋白形成高铁血红蛋白，失去携氧功能，导致人体缺氧[1]。它还能形成强致癌物亚硝胺。因此，水环境监测和食品检测时准确测定NO2－的含量是一项重要的指标。

测定NO2－的方法报道很多，有近年的催化光度法[2]、分光光度法[3]、荧光分析法，也有多年的动力学分光光度法[4]、离子色谱法等。而在NO2－的测定中，动力学光度法以仪器简单、操作方便、灵敏度高，得到广泛的应用。本文在磷酸反应介质中，以溴酸钾为氧化剂的反应体系，用双波长催化动力学光度法测定痕量NO2－，基于NO2－对溴酸钾氧化甲基绿及酸性铬兰有催化作用，研究反应的适宜条件及动力学参数。并用此方法来测定居民生活用水（自来水）、沱河以及浍河中的NO2－含量，取得较满意结果。

2 实验部分

2.1 主要的实验试剂和仪器

HH-6型数显恒温水浴锅(国华电器有限公司)；FA2004电子天平（上海良平仪器仪表有限公司）。722S分光光度计（上海精密科3学仪器有限公司）；UV-3600型紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；

NO2－的标准溶液：1μg/mL的溶液；甲基绿：0.4g/L的溶液；酸性铬兰：0.4g/L的溶液；KBrO3：1.0×10-2mol/L的溶液；H3PO4：1.0×10-9mol/L的溶液。

试剂都是分析纯， 所用水为蒸馏水。

2.2 实验检测方法

取两支容量为25mL的带塞比色管，分别标记为1号管和2号管，两支管中均加入1.5mL甲基绿溶液，0.6mL磷酸，2.0mL溴酸钾溶液，1.6mL酸性铬兰溶液。1号管中加定量NO2－标准溶液，为催化体系（吸光度为A635和A540）；而2号管中不加NO2－标准溶液，为非催化体系（吸光度为A635和A540）。两管用水定容到刻度后混合均匀，同时放到80℃的水浴锅中加热，8min后取出，并用水冲淋冷却4min。再分别从两支管中提取1mL溶液到比色皿中，用蒸馏水作参比溶液，在分光光度计上540nm和635nm两处测定其吸光度，记为A、A0。然后分 别 根 据 公 式：ΔA540= A0540-A540，ΔA635= A0635-A635，ΔA =ΔA540+ΔA635计算结果。

3 结果与讨论

3.1 吸收光谱曲线

取1.0☒g含NO2－的标准溶液，按上述方法，记录实验结果，绘制吸收光谱曲线。从图1看出，在含有甲基绿和酸性铬兰的双指示剂体系中，催化和非催化的反应都在540nm和635nm这两处达到最大值，说明NO2－对溴酸钾氧化酸性铬兰和甲基绿都具有催化作用。根据吸收曲线，实验用540nm和635nm作测定波长。

图1 吸收曲线

3.2 探索酸度及其用量

按上述方法，分别采用不同种类的酸（HNO3、HCl、H3PO4和H2SO4）和不同量的酸测定其对实验反应的影响，实验结果表明，在不同种类的酸中，反应体系在H3PO4溶液中的灵敏度最高，ΔA最大值出现在磷酸溶液0.6mL用量时，故本测定体系选用0.6mL磷酸溶液。

3.3 探索酸性铬兰和甲基绿的最佳用量

按上述方法，保持其他变量和条件一致，探索酸性铬兰溶液和甲基绿溶液的最佳用量。实验表明：催化效果最好和ΔA最大值出现在酸性铬兰用量为1.6mL和甲基绿用量为1.5mL时。故体系选用甲基绿1.5mL、酸性铬兰为1.6mL。

3.4 探索溴酸钾的用量

按上述方法，溴酸钾的量为变量，其他条件不变，探索溴酸钾的最佳用量。结果表明：当溴酸钾用量小于2.0mL时，ΔA随着溴酸钾用量增加而相应增大；当溴酸钾用量大于2.0mL时，ΔA随着溴酸钾用量增加而不断减少。因此，溴酸钾最佳用量为2.0mL。

3.5 探索反应时间

按上述方法，以反应时间为变量，其他条件不变，探索其反应时间。结果表明：当反应时间小于8min时，ΔA随着时间的增加而增大；当反应时间超过8min之后，ΔA随着时间的增加而减小，催化效果也越来越弱。因此，将8min定为该测定体系的反应时间。

3.6 探索反应温度

按上述方法，除温度外其他条件不变，实验发现：温度低于60℃时，反应较缓慢；温度在60～80℃之间，反应速度加快，ΔA的值逐渐增大；而温度超过80℃后，温度对催化反应速度的影响比对非催化反应速度的影响小，ΔA的值也逐渐减少。因此，80℃为体系最佳反应温度。

3.7 工作曲线

在最佳条件下，提取不同量的NO2－溶液实验，采用双波长(540nm和635nm)绘制的工作曲线，结果表明， NO2－的浓度在0.2～2.8☒g/25mL范围时，其ΔA呈线性关系，线性回归方程为ΔA=0.25721+0.36753CNO2－，相关系数R=0.99626，其检出限为6.18×10-10g/mL。

图2 540nm和635nm下的工作曲线

3.8 共存离子影响

检测量为1μg/25mL NO2－溶液，相对误差为±5%，对常见离子进行干扰实验。实验表明：1000倍的K+、Na+、NO3-、Br-、I-、Cl-，200倍 的Ca2+、Zn2+、Mg2+，50倍 的Cr3+、Co2+、Mn2+、F-、V5+，20倍的Pb2+、Ag+；以及 5倍的Al3+、Sb3+、Bi3+均不产生干扰。

4 样品测定

分别采集沱河、浍河和市民生活用水（自来水）水样，加热煮沸、冷却静置过滤除去沉淀，取定量样品，按上述方法对NO2－测定，结果见表1。

表1 样品分析结果

5 结语

本文探索以磷酸为介质，以NO2－作为催化剂，对溴酸钾氧化酸性铬兰及甲基绿褪色反应进行催化，建立新的双波长光度法测定NO2－。实验表明，该检测方法具有选择性好、灵敏度高等优点，取得满意效果。

[1]Bagchi, De. Free radicals and grape seed proanthocyanidin extract: importance in human health and disease prevention. Toxicology, 2000. 148(2): 187-197.

[2]朱军,李成平.催化动力学测定痕量亚硝酸根.浙江食品工业,1993.5(1):39-42.

[3]李万海.催化分光光度法测定微量亚硝酸根.吉林化工学院学报, 2004.21(3): 26-29.

[4]王术皓,杜凌云.动力学分光光度法测定痕量亚硝酸根和硫氰酸根的研究.分析试验室,1997.16(2):32-34.