氨基黑10B退色分光光度法測定水中溴酸根離子

摘要：在鹽酸介質中，依據溴酸根離子氧化氨基黑10B退色的原理提出了測定水中溴酸根含量的新方法，研究了測定的最佳條件。最大吸收波長為690 nm，BrO3-濃度在0.5～4.5 μg/mL內其濃度與吸光度呈良好線性關系，線性回歸方程為A=0.153 33 C+0.026 56，相關系數為0.995 3，表觀摩爾吸光系數為1.27×104 L/（cm·mol）。該法適用于水中微量溴酸根離子測定。

關鍵詞：氨基黑10B；溴酸根；退色；分光光度法

中圖分類號：O657.32 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）15-3665-03

作者簡介：李貴林（1973-），男，黑龍江五常人，工程師，主要從事環境保護方面的研究，（電話）13961395475（電子信箱）1539984314@qq.com。

隨著人們對飲用水水質要求的提高，消毒效果較好的臭氧消毒技術在飲用水處理中的應用日益廣泛。但采用臭氧氧化處理含溴離子（Br-）水時，會產生以BrO3-為主的臭氧化副產物，而溴酸鹽被國際癌癥研究機構定為2B級潛在致癌物[1]。因此，研究礦泉水中痕量BrO3-的測定方法對可飲用水的衛生監督和安全性評價具有重要意義。水中BrO3-的測定方法較多，主要有分光光度法、熒光猝滅法、氣相色譜法、高效液相色譜法等[2-8]。氨基黑10B是一種色譜分析試劑、氧化還原指示劑和生物染色劑，其分子中的偶氮結構能與溴酸根發生氧化還原反應而使氨基黑10B發生退色反應，吸光度的降低與溴酸根加入量呈正比。該法操作簡單易懂，儀器成本較低，耗時短，是企業理想的測定水中BrO3-的方法。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

島津2550雙光束紫外可見分光光度計（日本島津公司）；pHS-25型pH計（上海精科雷磁公司）。

氨基黑10B（AR，上海試劑二廠）；鹽酸（AR，天津市福晨化學試劑公司）；溴酸鈉（AR，國藥集團上海試劑化學公司）。

氨基黑10B溶液：準確稱取0.154 1 g的氨基黑10B固體置于100 mL燒杯中，用少量的二次蒸餾水溶解后，轉入500 mL的容量瓶中，加二次蒸餾水至刻度線，得到5×10-4 mol/L的氨基黑10B溶液。

溴酸根離子標準溶液：1.0 mg/mL，稱取在130 ℃干燥過的分析純溴酸鈉1.180 0 g，用水配成1 L溶液。臨用時稀釋成10 μg/mL標準工作液。

4.0 mol/L鹽酸；其他所用試劑均為分析純；試驗用水為二次蒸餾水。

1.2 試驗方法

取兩支10 mL比色管，準確移取2.00 mL的溴酸根標準液（或實際水樣）于一支比色管中，再依次加入4.0 mol/L鹽酸2.00 mL、氨基黑10B溶液1.00 mL，用水定容至刻度，充分搖勻，靜置15 min，配制相應的空白試劑，以蒸餾水為參比，在690 nm處，用1 cm比色皿分別測定試劑空白與待測溶液的吸光度A0和A1，并計算A=A0-A1。

2 結果與分析

2.1 吸收曲線

按測定方法配制溶液，在500～800 nm波長范圍內，氨基黑10B與BrO3-/氨基黑10B體系進行光譜掃描，結果如圖1所示。與試劑空白溶液相比，向氨基黑10B體系中加入BrO3-溶液后氨基黑10B產生明顯的退色，吸光度降低，以試劑空白為參比，測定待測液吸光度后發現在690 nm波長處吸光度變化值最大（曲線3），且吸光度的減少與BrO3-的濃度呈正比，因此選擇測定波長為690 nm。

2.2 酸度的影響

由于氨基黑10B與溴酸根發生氧化還原反應需要在酸性介質中才能進行，因此測定了不同酸度下體系吸光度變化情況，按方法“1.2”分別測定了相同酸度下磷酸、硫酸、硝酸、鹽酸對溶液退色的影響，測定結果見表1和圖2。結果表明，鹽酸、硝酸、硫酸對于氨基黑10B與溴酸根氧化還原反應的促進程度相同，從經濟角度考慮選擇鹽酸作為反應介質，進一步的研究表明，4.0 mol/L的鹽酸用量在1.50～2.25 mL內吸光度較大且基本穩定。故選用4.0 mol/L的鹽酸溶液2.00 mL。

2.3 氨基黑10B用量的影響

固定4.0 mol/L的鹽酸用量為2.00 mL，分析了5×10-4 mol/L氨基黑10B溶液用量對體系吸光度的影響，測定結果見圖3。結果表明，氨基黑10B用量0.75～2.00 mL內體系的吸光度最大且穩定。故選用5×10-4 mol/L的氨基黑10B溶液1.00 mL。

2.4 反應時間與溫度的影響

固定4.0 mol/L的鹽酸用量2.00 mL，5×10-4 mol/L的氨基黑10B溶液1.00 mL，分析了反應時間與反應溫度對體系的影響，測定結果見圖4。結果表明，室溫時溶液定容10 min后，退色趨于穩定，35 min內吸光度保持穩定；同時升高反應溫度對吸光度基本無影響，本試驗選擇室溫下反應15 min。

2.5 共存離子的影響

在10 mL比色管中加入20 μg溴酸鈉，分析了共存物質的干擾。結果表明，控制相對誤差在±5.0%范圍內，可共存離子允許量（以倍數計）：K+、Na+、Ca2+、Cd2+、Pb2+（200）；Mg2+、Cl-、SO42-、NO3-、CO32-、CH3COO-（500）；氧化性陰離子如MnO4-、Cr2O72-等干擾測定。由于在實際樣品中，上述陰離子存在的可能性極小，可忽略不計，直接進行測定。

2.6 工作曲線

準確移取0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00、3.00、4.00、4.50 mL含溴酸根10 μg/mL標準溶液分別于10 mL的比色管中，加入4.0 mol/L鹽酸溶液2.00 mL、5×10-4 mol/L氨基黑10B溶液1.00 mL，用水定容，搖勻，靜置15 min。在690 nm波長處，用1 cm玻璃比色皿，以試劑空白為參比，測定吸光度，繪制標準曲線。BrO3-在0.5～4.5 μg/mL濃度范圍內，其濃度與吸光度呈良好線性關系，線性回歸方程為A=0.153 33 C + 0.026 56，相關系數為0.995 29，表觀摩爾吸光系數為1.27×104 L/（cm·mol）。

2.7 精密度和檢出限

按“1.2”方法進行測定，其中溴酸根離子濃度為1.0、3.0 μg/mL，重復測定11次，平均相對標準偏差分別為1.56%、2.67%。計算得到方法檢出限為0.13 μg/mL。

2.8 樣品分析

隨機購買兩份市售礦泉水樣各500 mL，分別加熱蒸發濃縮至5 mL（濃縮100倍），按“1.2”方法進行操作，每份樣品測定6次，計算樣品含量及加標回收率，結果如表2所示。

3 小結與討論

用氨基黑10B退色分光光度法測定溴酸根離子，具有穩定性好、操作簡便等優點，應用于礦泉水中溴酸根離子的測定，取得了較滿意的結果。

參考文獻：

[1] 劉 俊.礦泉水新國標限定溴酸鹽濃度[J].農產品市場周刊，2008，28（1）：20-21.

[2] 劉文明，馬衛興.二甲酚橙褪色光度法測定微量溴酸根離子的研究[J].理化檢驗-化學分冊，1997（12）：539-540.

[3] 于慶水. 粟智亞甲藍褪色光度法測定痕量溴酸根[J].光譜實驗室，2004，21（5）：974-976.

[4] 羅道成，劉俊峰，宋和付.酸性品紅退色光度法測定微量溴酸根離子的研究[J].化學試劑，2005，27（5）：299-300.

[5] 楊勝園，楊慧仙，于軍暉，等.吖啶橙熒光猝滅法測定飲用水中痕量溴酸根[J].理化檢驗-化學分冊，2012（8）：917-919.

[6] 陳 璞，顧書生，呂永鵬，等.氣相色譜法測定飲用水中痕量溴酸鹽[J].品牌與標準化，2010（2）：63.

[7] 史亞利，蔡亞岐，劉京生.大體積直接進樣離子色譜法測定飲用水中痕量溴酸鹽[J].分析化學，2005，33（8）：1077-1080.

[8] 齊竹華，屈 峰. 離子色譜法測定飲用水和面包中的溴酸根[J]. 環境化學，1998，17（6）：601-605.