磷銻鉬藍分光光度法測定大米和面粉中磷

李曉東

摘要：該文采用酸度為0.10mol/L的硫酸作為介質，磷（v）與鉬酸銨發生顯色反應生成淡黃色絡合物，在抗壞血酸和酒石酸銻鉀的還原下變成藍色絡合物。在磷銻鉬藍分光光度法的基礎上，研究加入鉍（III）之后對測定磷的影響，發現鉍（ⅡI）的引入，使測定磷的靈敏度提高54.6%。體系最大吸收波長在708nm，磷含量在0.040～0.90μg/mL范圍內與吸光度呈現良好的線性關系，其線性回歸方程為A=1.859c+0.079，線性相關系數r=0.9995，其表觀摩爾吸光系數ε708nm=6.19×10⁴L/mol/cm，方法檢出限為0.023μg/mL。該法可成功地測定食物大米和面粉中磷的含量。

關鍵詞：磷；分光光度法；磷銻鉬藍；鉍；大米；面粉

文獻標志碼：A

文章編號：1674-5124（2018）02-0048-03

0引言

磷廣泛存在于動植物組織中，也是人體含量較多的元素之一。它不但構成人體成分，且參與生命活動中非常重要的代謝過程，是機體很重要的一種元素。磷存在于人體所有細胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質，幾乎參與所有生理上的化學反應。磷還是使心臟有規律地跳動、維持腎臟正常機能和傳達神經刺激的重要物質。人類通過食物鏈吸收磷，因此，研究測定磷的分析方法特別是食物中磷的測定方法，具有重要的意義。

常量磷的測定采用重量法、容量法，微量磷的測定方法主要有X-射線熒光光譜法、電感耦合等離子體發射光譜法、電感耦合等離子體質譜法、原子吸收光譜法、分光光度法等，其中鉬藍分光光度法因使用儀器簡單、準確度較高而較為常用。鉬藍分光光度法所用的還原劑種類很多，常用的還原劑有SnCl2、維生素c、硫酸肼、鹽酸羥胺等，但這些還原劑大多存在一定的缺陷。類似的方法還有磷鉬雜多酸法、磷釩鉬酸法、磷鉬雜多藍法、三元雜多藍法和離子締合物法。磷鉬雜多藍法是在磷鉬雜多酸法的基礎上，使用適當的還原劑和還原條件將磷鉬黃還原為磷鉬藍絡合物，該物質顏色較穩定，最大吸收位于可見區或近紅外區，靈敏度較高，可用普通光度計或比色計測定，因而得到廣泛應用：但磷鉬藍絡合物穩定時間不一。這類研究所用的還原劑有抗壞血酸、硫酸肼、二氯化錫等以及上述還原劑的混合聯用，某些須在水浴中加熱才能反應完全，操作不便。磷銻鉬三元雜多藍是利用銻（III）與磷（V）和鉬（VI）形成三元絡合物，用還原劑還原后形成磷銻鉬藍藉以進行分光光度法測定。

這類體系測定磷，在某些情況下，加入某些試劑可提高測定的靈敏度。本文研究在鉍（III）存在下磷銻鉬藍分光光度法測定磷的最佳實驗條件及體系的選擇性，考察方法的靈敏度、檢出限、準確度、精密度、線性范圍等指標，可用于某些食品大米和面粉中磷的測定。

1實驗部分

1.1儀器與試劑

722S分光光度計（上海棱光技術有限公司），配1cm比色皿用于吸光度的測量。

磷（V）標準溶液：準確稱取于105℃下烘干2h的磷酸二氫鉀（天津市科密歐化學試劑開發中心）0.4387g，溶于適量水中，然后以水定容至100mL容量瓶中，得到1.000mg/mL的磷（v）儲備液；取磷儲備液1.0mL于100mL容量瓶中稀釋至刻度，配制成10μg/mL的磷（V）工作液。

酒石酸銻鉀溶液：取0.5000g酒石酸銻鉀（西隴化工股份有限公司）溶于適量水中，并定容至100mL的棕色容量瓶中，得到0.5%（w/v）的酒石酸銻鉀溶液。

鉍（III）溶液：稱取0.232 1g五水合硝酸鉍（西隴化工股份有限公司）溶于5mL濃硝酸中，用水稀釋至100mL，得到含鉍（IⅡ）1.000mg/mL的儲備液。此溶液中的硝酸濃度為0.75mol/L。取上述鉍（III）溶液1.0mL以水定容至100mL容量瓶中，得到含鉍（III）10μg/mL的工作液。此溶液中的硝酸濃度為7.5×10^-2mol/L。

鉬銻抗硫酸混合顯色液：取鉬酸銨（天津市風船化學試劑科技有限公司）0.4g溶于25mL水中，再徐徐加入3.1mL的濃硫酸（北京化工廠），冷卻后，再加入5.0g/L的酒石酸銻鉀（KSbCaH4O7·1/2H2O，西隴化工股份有限公司）溶液6mL，并用水稀釋到50mL，貯存于棕色容量瓶中，使用前加入0.80g抗壞血酸（天津市大茂化學儀器供應站）于上述貯存液中，得到呈黃色的鉬銻抗硫酸混合顯色溶液。此溶液中，鉬酸銨摩爾濃度為6.47×10^-3mol/L，酒石酸銻鉀摩爾濃度1.80×10^-2mol/L，抗壞血酸摩爾濃度9.08×10^-4mol/L，硫酸摩爾濃度為1.12mol/L。該試劑放置于4℃冰箱中。

實驗所用試劑均為分析純，水為去離子水。

1.2實驗方法

取適量磷（V）工作液置于50mL容量瓶中（優化條件實驗采用25.0μg），依次加入25mL水，0.60mL含鉍（III）10.0μg/mL的工作液，鉬銻抗硫酸混合顯色液4.5mL，用水稀釋至刻度后，搖勻，在室溫下放置45min后，以1cm比色皿于708nm波長處對試劑空白參比測量吸光度。

2結果與討論

2.1吸收光譜

在室溫（20±1）℃下，按實驗方法在400～1000nm波長范圍內對顯色體系溶液進行吸收光譜測定，結果如圖1所示。在該體系中，磷（v）與鉍（III）、銻（v）、鉬（VI）發生顯色反應生成藍色絡合物。試劑空白最大吸收波長在520nm處，磷鉬藍最大吸收波長在708nm處，方法對比度為188nm。由圖1可以看出，在708nm處磷鉬藍吸光度最大，實驗靈敏度最高，所以本文選擇708nm作為測量波長。

2.2條件試驗

2.2.1酸度的影響

將酸度作為變量，在其他條件保持最優條件下，研究了溶液酸度的影響。實驗表明，當反應體系介質硫酸濃度在0.01～0.09mol/L之間，隨著顯色體系酸度的增加，吸光度增大；在酸度為0.09-0.12mol/L時，吸光度達到最大值，波動較小。之后，酸度在0.12-0.30mol/L范圍內，隨著酸度的增大，吸光度降低。所以本文選擇最佳酸度為0.10mol/L。

2.2.2試劑用量的影響

改變鉬銻抗硫酸混合顯色液組成，研究相關組成變量影響。實驗結果表明，本實驗條件下6.47×10^-3mol/L鉬酸銨用量在3.5～5.5mL，1.80×10^-2mol/L酒石酸銻鉀用量在4.0-6.0mL，9.08×10^-4mol/L抗壞血酸還原劑的用量為4.0～5.0mL時，測定磷的靈敏度最大，吸光度波動較小，實驗均選定4.5mL。為操作方便，按實驗方法配制鉬銻抗硫酸混合顯色液，一次加入到顯色體系中。結果發現，在50mL體系中，加入鉍（III）量為5.0-7.5μg時，體系靈敏度最大，波動較小，實驗采用鉍（III）加入量為6.0μg，即反應體系中鉍（III）的濃度在1.44×10^-2mol/L時，磷測定靈敏度提高了54.6%。鉍（ⅡI）的引入，使磷測定靈敏度提高。本研究認為Bi³⁺與磷銻鉬藍反應生成新的靈敏度更高的藍色化合物，并在相同吸收波長處產生吸收，從而增敏。

2.2.3試劑加入順序

實驗表明，試劑加入順序對本文的結果無影響，本文試劑加入順序為：P（V）+Bi（III）+鉬銻抗硫酸混合顯色劑。

2.3體系穩定性

在最佳實驗條件下，測定0.50μg/mL P（v），實驗結果表明：顯色溶液放置45min后吸光度恒定，在16h內，吸光度穩定，吸光度的變化在5%之內。

2.4工作曲線

在最優的條件下進行線性范圍實驗，50mL體系中分別加入磷（v）標準溶液0，2.0，5.0，10.0，20.0，25.0，30.0，35.0，40.0，45.0μg，與試劑空白作對比。結果表明，在最佳實驗條件下，P（v）濃度在0.040-0.90μg/mL范圍內與吸光度呈現出良好的線性關系，遵守比爾定律，線性回歸方程為：A=1.859C（c：μg/mL）+0.079，相關系數r=0.9995，其表觀摩爾吸光系數ε708nm=6.19×10⁴L/mol/cm。對0.50μg/mL P（V）進行13次平行測定，算出相對標準偏差RSD為0.93%。對試劑空白進行11次測定，算得方法檢出限3S/K（S為11次試劑空白的標準偏差，K為工作曲線的斜率）為0.023μg/mL。

2.5共存離子的影響

當測定0.50μg/mL的P（v），相對誤差控制在±5%以內，共存離子的允許量（以質量倍數計）如下：Ca²⁺，Cu2+，Mg2+，Ni2+，Zn2+（500）；Fe2+（100）；Fe3+（50）；Ap3+，B（III）（20）；Cd2+（10）；Cr3+，La3+（5）；Cl-（1000）；SO2-，SiO2-，蘋果酸（500）；CO32-，NO2-（200）；Br-，I-（50）；F^-，NO^2-（20）；MnO4-，乙二胺四乙酸（EDTA），丙氨酸，檸檬酸（5）；賴氨酸，白氨酸，尿素（2）；牛血紅蛋白（1）。

3樣品分析

稱取5.000g大米或面粉樣品于瓷坩堝中，在電爐上加熱至不再冒煙，炭化。放入高溫爐內從低溫升至500℃灼燒24h，取出冷卻，灰份加入4mL鹽酸（1：1，v/v），2mL濃硝酸，微熱溶解，蒸至近干，加少量水溶解后轉入100mL容量瓶中，以水定容，搖勻。吸取上述試液1.0mL置于50mL容量瓶中，以水定容，搖勻，作為待測液。取1.5mL待測液置于25mL比色管中，其余按實驗方法進行測定。

以上樣品同時按標準加入法做加標回收實驗，測定回收率，上述測定結果列于表1。

4結束語

本文研究建立了磷銻鉬藍分光光度法測定P（V）的最優條件，發現最大吸收波長在708nm處，磷（V）含量在0.040-0.90μg/mL的范圍內與吸光度呈現良好的線性關系，其回歸方程為A=1.859C（C：μg/mL）+0.079，相關系數r=0.9995。ε708nm=6.19×10⁴L/mol/cm。方法檢出限為0.023μg/mL。鉍（III）加入可使磷測定靈敏度提高54.6%。該法成功地測定了大米和面粉中磷的含量，方法加標回收率在99.30%～101.30%，結果令人滿意。本方法具有操作簡捷、快速、重現性好的特點，可以不用有機試劑，避免了有機試劑對人體的傷害和對環境的污染，并且室溫顯色，操作方便、快速。