間苯二胺的動力學(xué)光度法測定

作者：王勝忠，陳寧生時間：2007-11-2211:40:00間苯二胺是一種重要的化工原料，同時也是一種致癌的芳香胺類物質(zhì)，其毒理作用與苯胺相似。目前測定苯胺類有機物質(zhì)的主要方法有氣相色譜法［1］、高效液相色譜法［2］和熒光光度法［3］等，但這些方法儀器成本較高。動力學(xué)分光光度法操作簡便、分析速度快，所用儀器簡單。本文觀察發(fā)現(xiàn)，在稀鹽酸介質(zhì)中，間苯二胺對Fe(III)-H2O2-燦爛綠的反應(yīng)體系速率有明顯的影響，并使該體系在360nm處的吸光度值有明顯升高，且間苯二胺在一定濃度范圍內(nèi)，與體系吸光度值的變化存在線性關(guān)系，從而建立了測定間苯二胺的動力學(xué)分析新方法。該法用于廢水中間苯二胺的測定，結(jié)果令人滿意。材料與方法1 1儀器與試劑UV-2550型紫外分光光度計(日本島津公司)；721型分光光度計(上海精密科學(xué)儀器有限公司);KQ-50B型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；SC-15型數(shù)控超級恒溫槽(上海天平儀器廠)；FC-104型電子分析天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司天平儀器廠)。間苯二胺標(biāo)準(zhǔn)溶液：01g/L，準(zhǔn)確稱取間苯二胺0 1g，用水溶解并定容至1000ml，避光保存；HCl溶液：0 1mol/L；燦爛綠溶液：2 0X10-3mol/L；Fe(III)標(biāo)準(zhǔn)溶液：01g/LFe(III)，準(zhǔn)確稱取硫酸高鐵銨0 8611g，用少量水溶解完全并定容至1000ml；H2O2溶液：30%。所用試劑均為分析純，分析用水為二次蒸餾水。2方法于2支10ml具塞比色管中，依次加入2 0X10-3mol/L燦爛綠溶液20ml，01mol/LHCl溶液02ml，30%H2O2溶液20ml和01mg/LFe(III)標(biāo)準(zhǔn)溶液15ml，其中一支加入適量間苯二胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，另一支不加作為對照，用蒸餾水分別稀釋至刻度，搖勻，放入55°C超級恒溫槽內(nèi)水浴加熱7min后取出，流水冷卻3min終止反應(yīng)。用1cm比色皿，以蒸餾水作空白，在360nm波長處測定加間苯二胺體系的吸光度A和不加間苯二胺體系的吸光度A0，并計算△A=A-A0值。結(jié)果與討論21吸收曲線按實驗方法分別測定不同反應(yīng)體系的吸收光譜。在燦爛綠-H2O2-HCl-FeFe(III)對照體系中加入少量間苯二胺后，體系的吸收曲線與對照體系比較有明顯升高，吸光度值增加，且間苯二胺的濃度越大，體系的吸光度值越高，△A越大，說明在Fe(III)不變的情況下，加入間苯二胺可使該體系反應(yīng)的速率發(fā)生改變，據(jù)此可以測定間苯二胺-燦爛綠-H2O2-HCl-Fe3+體系中間苯二胺的濃度。由于在波長360nm處△A最大，所以選擇該波長為測定的工作波長。2 2 試劑用量 固定反應(yīng)溫度55°C，反應(yīng)時間7min，加入間苯二胺工作液1 0ml的條件下，按實驗方法分別對HCl、H2O2、燦爛綠和Fe(III)溶液的用量進(jìn)行隔離試驗。結(jié)果表明，HCl溶液用量在0 2?0 4ml,H2O2溶液用量在1 5?2 5ml，F(xiàn)e(III)溶液用量在1 0?2 0ml，燦爛綠溶液用量在1 5?2 5ml范圍內(nèi)，△A值較大。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了4因素3水平正交試驗，以優(yōu)化試劑用量(表1)。由此確定測定用量為，01mol/L的HCl溶液02ml，30%的H2O2溶液20ml，01mg/L的Fe(III)溶液15ml，2 0X10-3mol/L的燦爛綠溶液20ml。表1正交試驗結(jié)果(略)2 3 反應(yīng)溫度的影響 在試劑用量確定的條件下，固定反應(yīng)時間7min，僅改變反應(yīng)溫度，觀察體系的反應(yīng)速度變化。在室溫下，加間苯二胺體系和未加間苯二胺的體系幾乎均無反應(yīng)，隨著反應(yīng)溫度的升高，2種體系的反應(yīng)速度逐漸加快，當(dāng)反應(yīng)溫度升至55C時，△A達(dá)到最大，溫度繼續(xù)上升，△A迅速減小，所以選擇反應(yīng)溫度為55C。24 反應(yīng)時間的影響 在已選定的反應(yīng)條件下，按實驗方法觀察反應(yīng)時間的改變對反應(yīng)的影響。當(dāng)間苯二胺標(biāo)準(zhǔn)工作液加入1 0ml時，反應(yīng)加熱時間在0?7min內(nèi)，△A與反應(yīng)時間t呈良好的線性關(guān)系，由△A對時間t作圖，其線性回歸方程為：△A=0 0361t(min)+0 0036,相關(guān)系數(shù)r=09905；反應(yīng)在7min時，△A達(dá)到最大，且儀器讀數(shù)誤差較小，所以采用加熱時間為7min。該反應(yīng)的速率常數(shù)為6X10-4/s。反應(yīng)后的體系在室溫下靜置，測定吸光度值，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，體系穩(wěn)定性較好。2 5 工作曲線和檢出限 按實驗方法，加入不同量的標(biāo)準(zhǔn)間苯二胺工作液，分別測定吸光度A0與A，并計算△A。結(jié)果表明，間苯二胺濃度在10? /L范圍內(nèi)與△A呈良好的線性關(guān)系，其線性回歸方為：△A孕源7+00196c(rng/L)， °"。根據(jù)n次平行空白實驗的標(biāo)準(zhǔn)偏差S及工作曲線斜率K，用3倍法(3S/0)求得該方法的檢出限為./L。086mg共存離子的影響觀察常見物質(zhì)對測定的影響，當(dāng)間苯二胺的質(zhì)量濃度為 /L，相對誤差控制在±5%以內(nèi)時，下列倍數(shù)的共存離子對測定不干擾,，K+、&a+、Cl-、F-(3000)；SO2-4、NO-3、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Br-、NH+4(1000)；Hg2+、Sn2+、Bi3+、Cr3+、Pb2+(500)；Ag+、鄰二硝基苯(100)；Ni2+、Co2+、Zn2+、苯基鄰氨基苯甲酸(30)；Cu2+、Al3+、鹽酸羥胺(10)；鄰苯二酚(2)；等量的間苯二酚、鄰苯二胺有干擾，可用蒸餾法進(jìn)行分離。樣品分析 取一定量的實驗室水樣，蒸餾后按實驗方法進(jìn)行測IInXV1/1 1/、/"ILI7/、V—1—*■I，八、、rJ-M/I—?-4^^\/、V—/7<*-?-J7、7定，同時加入間苯二胺標(biāo)準(zhǔn)工作液進(jìn)行回收實驗，見表2。表2 樣品測定結(jié)果(略)小結(jié)在稀鹽酸介質(zhì)中，間苯二胺對Fe(III)+H2O2+燦爛綠體系的反應(yīng)速率有明顯的影響，據(jù)此可以測定微量間苯二胺。優(yōu)化的試劑用量為 /LHCl溶液八1、30%H2O2溶液…、 /LFe(III)溶液〔、55°C，9二二Tmol/L燦爛綠溶液嚴(yán)￥反應(yīng)溫度55P，反應(yīng)時「間7希，體系的穩(wěn)定性較好，該方法測定間苯二胺的濃度范圍為]?14Omg/L，檢出限為co,/L。用于水樣中間苯二胺的測定，簡便快速086mg55°C，【參考文獻(xiàn)】〔1〕宋艷濤，王正萍，王琳.固相微萃取氣相色譜法測定廢水中三乙胺和苯胺[J].環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù),2005,17(1)：37-38.〔2〕黃成，周光明，彭紅軍，等,反相高效液相色譜法快速測定靛藍(lán)中殘留苯胺[J].西南