二苯碳酰二肼分光光度法測定飼料級磷酸氫鈣中六價鉻

姜 威，龔 麗，楊文娟，朱桂華，何賓賓，牛司江，史 鑫

（1.國家磷資源開發利用工程技術研究中心, 云南 昆明 650600；2.云南省磷化工節能與新材料重點實驗室，云南 昆明 650600）

0 引言

Cr6+毒性較大，攝入量過多會導致機體中毒。GB 22549—2017 給定了飼料添加劑磷酸氫鈣中鉻的限值為30 mg/kg。目前飼料添加劑中鉻的測定方法為火焰原子吸收光譜法或石墨爐原子吸收光譜法［1］，一些文獻中報道采用等離子體發射光譜法［2］。其樣品前處理方式及儀器測定原理，決定了測定結果為全態鉻含量。飼料添加劑磷酸氫鈣中六價鉻含量測定方法還未見報道。在酸性溶液中，Cr6+可與二苯碳酰二肼（OC［HNNHC6H5］2）作用生成紫紅色絡合物，且在一定范圍內顏色深淺跟含量高低呈線性關系［3］，可依此進行比色定量。筆者建立二苯碳酰二肼分光光度法測定飼料級磷酸氫鈣中六價鉻含量的方法，通過加標回收率、實驗室間比對驗證其準確度，檢測結果較為準確。

1 實驗部分

1.1 主要儀器及工作參數

電子天平，分度值0.1 mg；可調式電熱板，3型30X30，上海坤誠科學儀器有限公司；紫外分光光度計，TU-1901，配10 mm吸收池，北京普析通用儀器有限責任公司。

紫外分光光度計最佳工作參數：波長190～900 nm；光譜帶寬2.0 nm；波長重復性± 0.1 nm；波長準確度±0.3 nm；光度準確性±0.002；光度重復性0.001；分辨率±0.001；雜散光≤0.010%。

1.2 主要試劑

二苯碳酰二肼丙酮溶液（2.0 g/L）: 準確稱取二苯碳酰二肼0.2 g溶于50 mL丙酮中，加蒸餾水稀釋至100 mL，盛放于棕色玻璃瓶中，置冰箱內可保存2周，顏色變渾濁時停止使用［3］。

氨水，w（NH3）27.5%；硝酸溶液（1+4）；鹽酸溶液（1+4）。

鉻標準儲備溶液（ρ（Cr6+）100 μg/mL）：稱取經105～110 ℃烘至恒質量的基準重鉻酸鉀0.282 8 g，溶于蒸餾水，轉移至1 000 mL容量瓶中，加入10 mL硝酸溶液（1+4）稀釋至刻度，搖勻［3］。

鉻標準工作溶液（ρ（Cr6+）10 μg/mL）：移取5.00 mL 鉻標準儲備溶液于50 mL 容量瓶中，加入2 mL 硝酸溶液（1+4），用純水定容，搖勻，臨用前配制［3］。

1.3 實驗步驟

1.3.1 樣品前處理

（1）消化分解：準確稱取試樣1.0 g（精確至0.000 1 g）于100 mL 燒杯中，用少許蒸餾水潤濕樣品，慢慢添加鹽酸溶液（1+4）約10 mL，于電熱板上緩慢加熱分解，分解過程中保持微沸狀態，直至分解完全。同時進行空白實驗。

（2）沉淀分離消除干擾離子：溶液近干時取下燒杯，用少量蒸餾水清洗杯壁后冷卻至常溫。將溶液轉移至50 mL容量瓶中，滴加氨水至出現黃褐色渾濁后再過量1 mL，將溶液定容后，倒入離心管內離心2 min。

1.3.2 標準曲線繪制

精準吸取相應體積的鉻標準工作溶液于50 mL容量瓶中（見表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，搖勻，定容，靜置10 min。取10 mm吸收池于波長540 nm 處測吸光度。以標準溶液系列中鉻質量為橫坐標、吸光度為縱坐標，繪制標準曲線。

表1 標準溶液系列吸取鉻標準溶液體積及其對應Cr6+質量

1.3.3 樣品測定

取1.3.1 節前處理后上清液25.00 mL 于50 mL容量瓶中，按標準曲線繪制方法測定吸光度，并根據標準曲線線性回歸方程計算Cr6+的質量。

2 結果與討論

2.1 樣品前處理方法

鹽酸能有效分解試樣，但在一定濃度下，鉻與鹽酸發生鈍化反應，導致測定結果偏低。因此用鹽酸分解磷酸氫鈣樣品，關鍵在于控制溶液酸度。為了驗證不同酸度下鈍化反應程度，選擇ZK-1、ZK-7 試樣按1.3.1 節的方法在不同鹽酸濃度條件下，以相同鹽酸溶液體積和加標量測定Cr6+回收率，尋找適宜的樣品分解酸度，結果見表2。由表2可知，濃鹽酸環境中，鉻明顯被鈍化，回收率遠遠達不到質量檢驗技術要求。隨著溶液酸度降低，回收率逐漸提高，但稀釋程度過大時，樣品不能完全被分解，測定結果也會偏低。鹽酸溶液（1+4）可以有效抑制鉻的鈍化反應，同時也可以完全分解試樣。

表2 鹽酸濃度對Cr6+測定結果的影響

2.2 顯色反應酸度

通過控制硝酸溶液（1+4）的加入量，調整體系pH，檢測吸光度，顯色反應吸光度與pH 關系曲線見圖1。由圖1 可知，pH 為0.52～1.30，即氫離子濃度0.05～0.30 mol/L 時，Cr6+與二苯碳酰二肼顯色反應吸光度穩定。

圖1 顯色反應吸光度與pH關系曲線

2.3 顯色反應溫度

配制一份顯色溶液，每隔1～2 ℃，通過儀器自動掃描繪制吸光度與溫度關系曲線，見圖2。

圖2 顯色反應吸光度與溫度關系曲線

由圖2可知，15～18 ℃時Cr6+與二苯碳酰二肼顯色穩定。

2.4 顯色時間

配制一份顯色溶液，從加入顯色劑起計算時間，以純水作參比，通過儀器自動掃描，繪制吸光度與時間關系曲線，見圖3。

圖3 顯色反應吸光度與時間關系曲線

由圖3 可知，Cr6+與二苯碳酰二肼顯色后2～3 min，吸光度最大但不穩定，于5～15 min吸光度保持穩定。

2.5 共存元素的干擾及消除方法

當溶液中的其他組分含量較高而影響被測組分吸光度時就構成了干擾。筆者采用氨水使磷酸氫鈣中鐵、鎂等大部分干擾離子形成沉淀而分離，并結合二苯碳酰二肼顯色劑本身無顏色，以空白試液作參比，盡可能消除干擾離子的影響。

2.6 標準曲線和檢出限

在儀器最佳工作條件下對標準空白溶液連續測定11次，以3倍標準偏差計算Cr6+的檢出限，標準曲線線性回歸方程和檢出限見表3。

表3 標準曲線的線性回歸方程和檢出限

由表3可知，標準曲線線性回歸方程相關系數為0.999 2，檢出限為0.14 μg。

2.7 質控樣測定結果

將質控樣品按照1.3.1 節進行樣品前處理后測定，結果見表4。

表4 代表性樣品測定結果 mg/kg

由表4 可知，本實驗室檢測結果與具有CMA（檢驗檢測）機構認定標志資質實驗室一致，準確度較高。

2.8 精密度與回收率實驗

按照實驗方法測定ZK-1和ZK-7，開展精密度和回收率實驗，結果見表5。

表5 精密度和回收率實驗結果

從表5 可以看出，測定結果的相對標準偏差（RSD，n=11）在2.1%～3.2%，回收率為95%～102%，重復性好，準確度高，滿足分析測試要求。

3 結論

利用鹽酸溶液（1+4）分解飼料級磷酸氫鈣試樣，選擇沉淀分離消除磷酸氫鈣中共存元素對測定結果的干擾，以二苯碳酰二肼作顯色劑采用分光光度法檢測試樣中六價鉻含量，通過實驗室間比對及加標回收率，可以看出該方法準確度高，可作為飼料級磷酸氫鈣中六價鉻標準測定方法推廣使用。