二苯碳酰二肼分光光度法测定饲料级磷酸氢钙中六价铬

姜 威，龚 丽，杨文娟，朱桂华，何宾宾，牛司江，史 鑫

（1.国家磷资源开发利用工程技术研究中心, 云南 昆明 650600；2.云南省磷化工节能与新材料重点实验室，云南 昆明 650600）

0 引言

Cr6+毒性较大，摄入量过多会导致机体中毒。GB 22549—2017 给定了饲料添加剂磷酸氢钙中铬的限值为30 mg/kg。目前饲料添加剂中铬的测定方法为火焰原子吸收光谱法或石墨炉原子吸收光谱法［1］，一些文献中报道采用等离子体发射光谱法［2］。其样品前处理方式及仪器测定原理，决定了测定结果为全态铬含量。饲料添加剂磷酸氢钙中六价铬含量测定方法还未见报道。在酸性溶液中，Cr6+可与二苯碳酰二肼（OC［HNNHC6H5］2）作用生成紫红色络合物，且在一定范围内颜色深浅跟含量高低呈线性关系［3］，可依此进行比色定量。笔者建立二苯碳酰二肼分光光度法测定饲料级磷酸氢钙中六价铬含量的方法，通过加标回收率、实验室间比对验证其准确度，检测结果较为准确。

1 实验部分

1.1 主要仪器及工作参数

电子天平，分度值0.1 mg；可调式电热板，3型30X30，上海坤诚科学仪器有限公司；紫外分光光度计，TU-1901，配10 mm吸收池，北京普析通用仪器有限责任公司。

紫外分光光度计最佳工作参数：波长190～900 nm；光谱带宽2.0 nm；波长重复性± 0.1 nm；波长准确度±0.3 nm；光度准确性±0.002；光度重复性0.001；分辨率±0.001；杂散光≤0.010%。

1.2 主要试剂

二苯碳酰二肼丙酮溶液（2.0 g/L）: 准确称取二苯碳酰二肼0.2 g溶于50 mL丙酮中，加蒸馏水稀释至100 mL，盛放于棕色玻璃瓶中，置冰箱内可保存2周，颜色变浑浊时停止使用［3］。

氨水，w（NH3）27.5%；硝酸溶液（1+4）；盐酸溶液（1+4）。

铬标准储备溶液（ρ（Cr6+）100 μg/mL）：称取经105～110 ℃烘至恒质量的基准重铬酸钾0.282 8 g，溶于蒸馏水，转移至1 000 mL容量瓶中，加入10 mL硝酸溶液（1+4）稀释至刻度，摇匀［3］。

铬标准工作溶液（ρ（Cr6+）10 μg/mL）：移取5.00 mL 铬标准储备溶液于50 mL 容量瓶中，加入2 mL 硝酸溶液（1+4），用纯水定容，摇匀，临用前配制［3］。

1.3 实验步骤

1.3.1 样品前处理

（1）消化分解：准确称取试样1.0 g（精确至0.000 1 g）于100 mL 烧杯中，用少许蒸馏水润湿样品，慢慢添加盐酸溶液（1+4）约10 mL，于电热板上缓慢加热分解，分解过程中保持微沸状态，直至分解完全。同时进行空白实验。

（2）沉淀分离消除干扰离子：溶液近干时取下烧杯，用少量蒸馏水清洗杯壁后冷却至常温。将溶液转移至50 mL容量瓶中，滴加氨水至出现黄褐色浑浊后再过量1 mL，将溶液定容后，倒入离心管内离心2 min。

1.3.2 标准曲线绘制

精准吸取相应体积的铬标准工作溶液于50 mL容量瓶中（见表1），向各容量瓶中依次加入2.5 mL硝酸溶液（1+4）和2.5 mL 二苯碳酰二肼丙酮溶液，摇匀，定容，静置10 min。取10 mm吸收池于波长540 nm 处测吸光度。以标准溶液系列中铬质量为横坐标、吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

表1 标准溶液系列吸取铬标准溶液体积及其对应Cr6+质量

1.3.3 样品测定

取1.3.1 节前处理后上清液25.00 mL 于50 mL容量瓶中，按标准曲线绘制方法测定吸光度，并根据标准曲线线性回归方程计算Cr6+的质量。

2 结果与讨论

2.1 样品前处理方法

盐酸能有效分解试样，但在一定浓度下，铬与盐酸发生钝化反应，导致测定结果偏低。因此用盐酸分解磷酸氢钙样品，关键在于控制溶液酸度。为了验证不同酸度下钝化反应程度，选择ZK-1、ZK-7 试样按1.3.1 节的方法在不同盐酸浓度条件下，以相同盐酸溶液体积和加标量测定Cr6+回收率，寻找适宜的样品分解酸度，结果见表2。由表2可知，浓盐酸环境中，铬明显被钝化，回收率远远达不到质量检验技术要求。随着溶液酸度降低，回收率逐渐提高，但稀释程度过大时，样品不能完全被分解，测定结果也会偏低。盐酸溶液（1+4）可以有效抑制铬的钝化反应，同时也可以完全分解试样。

表2 盐酸浓度对Cr6+测定结果的影响

2.2 显色反应酸度

通过控制硝酸溶液（1+4）的加入量，调整体系pH，检测吸光度，显色反应吸光度与pH 关系曲线见图1。由图1 可知，pH 为0.52～1.30，即氢离子浓度0.05～0.30 mol/L 时，Cr6+与二苯碳酰二肼显色反应吸光度稳定。

图1 显色反应吸光度与pH关系曲线

2.3 显色反应温度

配制一份显色溶液，每隔1～2 ℃，通过仪器自动扫描绘制吸光度与温度关系曲线，见图2。

图2 显色反应吸光度与温度关系曲线

由图2可知，15～18 ℃时Cr6+与二苯碳酰二肼显色稳定。

2.4 显色时间

配制一份显色溶液，从加入显色剂起计算时间，以纯水作参比，通过仪器自动扫描，绘制吸光度与时间关系曲线，见图3。

图3 显色反应吸光度与时间关系曲线

由图3 可知，Cr6+与二苯碳酰二肼显色后2～3 min，吸光度最大但不稳定，于5～15 min吸光度保持稳定。

2.5 共存元素的干扰及消除方法

当溶液中的其他组分含量较高而影响被测组分吸光度时就构成了干扰。笔者采用氨水使磷酸氢钙中铁、镁等大部分干扰离子形成沉淀而分离，并结合二苯碳酰二肼显色剂本身无颜色，以空白试液作参比，尽可能消除干扰离子的影响。

2.6 标准曲线和检出限

在仪器最佳工作条件下对标准空白溶液连续测定11次，以3倍标准偏差计算Cr6+的检出限，标准曲线线性回归方程和检出限见表3。

表3 标准曲线的线性回归方程和检出限

由表3可知，标准曲线线性回归方程相关系数为0.999 2，检出限为0.14 μg。

2.7 质控样测定结果

将质控样品按照1.3.1 节进行样品前处理后测定，结果见表4。

表4 代表性样品测定结果 mg/kg

由表4 可知，本实验室检测结果与具有CMA（检验检测）机构认定标志资质实验室一致，准确度较高。

2.8 精密度与回收率实验

按照实验方法测定ZK-1和ZK-7，开展精密度和回收率实验，结果见表5。

表5 精密度和回收率实验结果

从表5 可以看出，测定结果的相对标准偏差（RSD，n=11）在2.1%～3.2%，回收率为95%～102%，重复性好，准确度高，满足分析测试要求。

3 结论

利用盐酸溶液（1+4）分解饲料级磷酸氢钙试样，选择沉淀分离消除磷酸氢钙中共存元素对测定结果的干扰，以二苯碳酰二肼作显色剂采用分光光度法检测试样中六价铬含量，通过实验室间比对及加标回收率，可以看出该方法准确度高，可作为饲料级磷酸氢钙中六价铬标准测定方法推广使用。