几种表面活性剂对光度法测锡的增敏效果研究

陈路琼，钟丽江，雷自荣，温晓东

（大理大学药学与化学学院，云南大理 671000）

几种表面活性剂对光度法测锡的增敏效果研究

陈路琼，钟丽江，雷自荣，温晓东*

（大理大学药学与化学学院，云南大理 671000）

目的：对比研究不同表面活性剂对锡（Ⅱ）-苯芴酮络合物的影响及其在分光光度法测定中的增敏效果。方法：优化相关实验条件，在最佳实验条件下考察所建立方法的分析性能。结果：吐温-80、TritonX-114、TritonX-100和吐温-20增敏后测定锡的检出限（LOD）分别为0.018、0.021、0.024和0.027 μg∕mL，灵敏度相对不使用表面活性剂提高约2倍。结论：表面活性剂提高了方法的灵敏度，使分析方法更为绿色环保。

分光光度法；表面活性剂；增敏；锡；苯芴酮

近年来在化学制品领域，锡的消费量不断增长。云南省个旧市是世界著名的锡都，锡矿资源丰富。锡主要用于马口铁的生产和制造合金，化工用锡主要集中在PVC、热稳定剂、杀虫剂、催化剂、农业化肥和玻璃镀膜等方面，其重要性和应用范围不断显现和扩大。目前测定锡（Ⅱ）含量的方法较多，主要有原子荧光分光光度法〔1-2〕、光度法〔3〕、原子荧光光谱法〔4〕、原子吸收光谱法（AAS）〔5〕、电感耦合等离子体发射法〔6-8〕等。其中电感耦合等离子体发射光谱仪器对环境温度和湿度有一定的要求，仪器及分析成本较高且操作条件较为苛刻，而AAS法测定锡的灵敏度不够高，难以满足对低含量锡的分析需求〔9〕。分光光度法则以仪器廉价、操作简单、方便、快速等优点而应用广泛，其灵敏度能够满足较低含量锡的分析测定。

光度法测定微量锡常用的显色剂有苯芴酮〔10〕、苯基荧光酮〔11〕、水杨基荧光酮〔12〕、苯二酚紫〔13〕等。如采用苯基荧光酮光度法测锡，试样溶液中超过1 mg的锑会导致测定结果偏高；水杨基荧光酮干扰较多，测定条件较为苛刻，操作不方便；苯二酚紫需要和罗丹明协同显色，才能到达预期的目标。苯芴酮与苯芴酮-锡络合物的最大吸收波长相差较大〔14〕，且苯芴酮性质稳定，以苯芴酮为显色剂测锡，不需萃取分离便可以直接测定。

多年来表面活性剂在分析化学中发展迅速，广泛用于分析化学的各个分支。在分光光度法的分析中，表面活性剂能产生增敏、增稳和增溶的作用〔15〕，对一些显色体系的选择性和灵敏度都有显著提高。表面活性剂在提供更高效的乳化效果的同时，使分析方法更为绿色环保。文献报道过Triton X-100苯芴酮分光光度法测定食品中微量锡〔16〕，但只研究了一种表面活性剂的增敏作用。在本实验中，利用了表面活性剂的胶束增溶作用以苯芴酮为显色剂直接测定微量锡（Ⅱ），提高了光度法测定锡的分析性能，并比较了多种非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂的效果。非离子表面活性剂有吐温-80、吐温-20、Triton X-100和Triton X-114，阴离子表面活性剂有十二烷基磺酸钠和十二烷基硫酸钠。实验考察了上述几种表面活性剂对配合物和光度法测定的影响，发现非离子表面活性剂对灵敏度有比较明显地提高，而阴离子表面活性剂增敏效果不佳。

1 材料与方法

1.1仪器TU-1901双光束紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；PB-10型酸度计（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）；FA2004N型分析天平（上海精密科学仪器有限公司）。

1.2试剂锡（Ⅱ）标准储备溶液的配制：准确移取锡标液（天津市化学试剂研究所有限公司）10.00 mL于100 mL容量瓶中，用0.4 mol∕L的盐酸定容至刻度，配制成100 μg∕mL锡（Ⅱ）标准储备溶液。

锡（Ⅱ）工作溶液（10 μg∕mL）：准确移取10.00 mL标准储备溶液于100 mL容量瓶中，用0.4 mol∕L的盐酸稀释定容至100 mL。

苯芴酮储备溶液的配制：准确称取0.160 1 g苯芴酮（天津市津南区咸水沽工业园区）于100 mL烧杯中，用2.50 mL（1：1）的HCl及少量95%的乙醇溶解，移入50 mL容量瓶中并用95%乙醇定容，配制成1.0×10-2mol∕L的苯芴酮储备溶液。

苯芴酮工作溶液的配制：准确移取2.00 mL苯芴酮储备液于50 mL容量瓶内，用95%乙醇定容至50 mL，配成4.0×10-4mol∕L的苯芴酮溶液。

其他试剂：Triton X-114（Sigma-Aldrich）；Triton X-100（Sigma-Aldrich）；吐温-80（天津市致远化学试剂有限公司）；吐温-20（天津市风船化学试剂科技有限公司）；十二烷基硫酸钠（天津市光复精细研究所）；十二烷基磺酸钠（国药集团化学试剂有限公司）；盐酸（云南杨林工业开发区汕滇药业有限公司）；无水乙醇（天津市光复科技发展有限公司）；抗坏血酸（西陇化工股份有限公司）；氢氧化钠（天津市协和昊鹏色谱科技有限公司）；实验用水为二次蒸馏水。

1.3实验方法准确移取0.20 mL 10 μg∕mL锡标准工作液，置于10 mL容量瓶中，然后加入1.00 mL 4.0×10-4mol∕L的苯芴酮溶液，0.50 mL 1%的抗坏血酸溶液，充分摇荡后，用0.4 mol∕L的HCI调节pH至1.4，加入表面活性剂，用二次蒸馏水定容，用1 cm比色皿，在波长510 nm处，以试剂空白为参比进行测定。

1.4表面活性剂增敏实验条件优化

1.4.1 工作波长的选择 准确移取0.20mL10μg∕mL锡标准工作液置于10 mL容量瓶中，按照实验方法显色（以表面活性剂吐温-80为例），用1 cm比色皿，以试剂空白为参比，在波长为350～650 nm之间，测得络合物吸收光谱图。同样条件下，以蒸馏水为参比，测定试剂空白（显色剂苯芴酮）在波长为350～650 nm之间的吸收光谱图，结果表明，锡和苯芴酮的络合物的最大吸收波长位于510 nm，而苯芴酮的最大吸收峰位于460 nm。锡-苯芴酮络合物和苯芴酮的最大吸收波长相差60 nm，苯芴酮在510 nm处的吸收较小，对络合物的测定不产生影响，因此选择λ=510 nm为最佳工作波长开展表面活性剂增敏的实验工作。见图1。

图1 苯芴酮和络合物的吸收曲线

1.4.2 表面活性剂（增敏剂）的选择 准确移取0.20 mL 10 μg∕mL锡标准工作液，置于10 mL容量瓶中，按照实验方法显色，分别测定加入吐温-80、TritonX-114、TritonX-100、吐温-20、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠以及不加表面活性剂的吸收曲线。见图2。

图2 加入不同表面活性剂的络合物吸收曲线

结果表明，加非离子表面活性剂的络合物最大吸收峰均位于510 nm，而加入阴离子表面活性剂的络合物最大吸收峰均位于504 nm；加非离子表面活性剂的最大波长没有改变，而加阴离子表面活性剂的最大吸收波长则发生轻微蓝移，可能是由于阴离子表面活性剂的加入使络合物的光谱性质发生了改变。在510 nm处，加入吐温-80、TritonX-114、TritonX-100、吐温-20这4种非离子表面活性剂与未加表面活性剂相比，测定络合物的吸光度提高约2倍，而加入十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠这2种阴离子表面活性剂的吸光度提高不明显。

1.4.3 显色剂用量、pH、增敏剂用量的优化 实验分别考察了苯芴酮用量、pH值、增敏剂用量对测定结果的影响。按照实验方法显色，在选定工作波长下测定吸光度。结果表明：苯芴酮浓度为4.0×10-5mol∕L、pH=1.4时，测定体系的吸光度值最大；选用0.25%（v/v）的吐温-80溶液、0.50%（v/v）的吐温-20溶液、0.30%（v/v）Triton X-114和0.15%（v/v）Triton X-100溶液的增敏效果最佳。

1.4.4 干扰实验 共存离子的影响是由于其他金属离子与苯芴酮形成具有一定稳定性的络合物，这属于共存金属元素对络合剂的竞争性络合，从而影响了锡与苯芴酮的络合效果，同时由于其他络合物的不同颜色也会干扰光度法测定结果。在实验中将各种干扰离子加入到0.20 mg∕L的锡标准溶液中，按照实验方法进行操作，在优化的实验条件下，对一些常见的共存离子进行考察，所得各离子的干扰与金属比值见表1（回收率控制90%～110%）。实验表明，所建立方法对于水体中常见元素有很强的抗干扰能力，机体中共存元素几乎不会对分析测定产生干扰。而对重金属元素的抗干扰能力就相对较弱。对于少数干扰严重的重金属元素，需要在测定前采取抗干扰的措施。

表1 共存离子对测定锡的干扰

2 结果

2.1方法的性能指标准确移取一系列浓度为0.05、0.10、0.20、0.25、0.30、0.40、0.50、0.60 μg∕mL的锡标准工作液，在优化条件下，按实验方法显色，分别测定加入表面活性剂和不加表面活性剂体系的吸光度，并绘制标准曲线进行两种方法性能指标的比较。见表2。

表2 方法性能指标的对比

2.2样品分析将该方法应用于洱海水、西洱河水、自来水样品中锡的含量测定，取5.00 mL水样在优化条件下按照实验方法进行测定，并进行了加标回收实验。见表3。测定结果表明，加标回收率在99.4%～107.0%之间。

表3 水样中Sn（Ⅱ）测定结果（n=3）

3 结论

本实验建立了在多种表面活性剂增敏作用下苯芴酮光度法直接测定微量锡的快速分析方法，并开展了多种表面活性剂增敏性能对比研究。实验结果表明吐温-80、Triton X-114、Triton X-100、吐温-20显著提高了苯芴酮光度法测定锡的分析灵敏度，该方法具有灵敏度高、操作简单以及分析成本低等特点。本方法提高了普通分光光度法的分析性能，是对传统光度法测定金属元素的提升和拓展，具有较好的实用价值和研究意义。

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Investigation on the Enhancement Effect of Several Surfactants in the Spectrophotometric Determination of Tin

Chen Luqiong,Zhong Lijiang,Lei Zirong,Wen Xiaodong*
（College of Pharmacy and Chemistry,Dali University,Dali,Yunnan 671000,China）

Objective:To study the enhancement effect of several surfactants in the spectrophotometric determination of trace tin and effect on tin（Ⅱ）-benzfluorenone complex.Methods:Under the optimum experimental conditions,the analytical performance of the method was investigated.Results:The detection limits（LODs）of tween-80,Triton X-114,Triton X-100 and tween-20 were 0.018, 0.021,0.024 and 0.027 μg∕mL.The sensitivity was improved about 2 times.Conclusion:The surfactants improved the sensitivity of the method.The analysis method was more environmentally friendly.

spectrophotometry;surfactant;enhancement effect;tin;benzfluorenone

O657

A

2096-2266（2016）12-0036-04

10.3969∕j.issn.2096-2266.2016.12.008

（责任编辑 李 杨）

国家自然科学基金资助项目（21165001；21465001）

2016-09-22

2016-11-11

陈路琼，硕士研究生，主要从事药物分析研究. *通信作者：温晓东，教授，博士.