全 文 ：第 17卷 ,第 3期 光　谱　实　验　室 Vo l . 1 7 , No . 3
2 0 0 0年 5月 Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory May , 2 0 0 0
苋菜红褪色光度法测定痕量铜①
① 《第十届谱学学术报告会》 ( 2000年 4月南昌市 )交流论文选登② 联系人 ,电话: ( 0533) 2153474; ( 0533) 2153185作者简介:柳玉英 ( 1964— ) ,女 ,山东工程学院化学工程系副教授 ,硕士 ,主要从事分析化学的教学及科研工作。收稿日期: 2000-01-30
柳玉英②　王发刚　孟　波
(山东工程学院化工系　山东省淄博市张店共青团西路 88号　 255012)
摘　　要
　　本文研究了在 NH3-NH4Cl介质中 ,铜催化过氧化氢氧化苋菜红的褪色反应及其动力学条件 ,测定了
反应级数和表观活化能 ,建立了测定痕量铜的新方法。 该方法的检出限为 1. 6× 10- 10 g /m L,线性范围为
0- 2. 0μg /25mL ,用于测定水中痕量 Cu,与原子吸收法的测定结果一致。
关 键 词　催化光度法 ,苋菜红 ,铜。
中图分类号: O657. 32　　　文献标识码: B　　　文章编号 : 1004-8138( 2000) 03-0319-03
1　前言
催化动力学光度法测定痕量铜 ,已有多篇文章发表 [ 1- 3 ] ,但以过氧化氢氧化苋菜红作为指示反
应的方法还未见报道。本文发现 ,在 NH3-NH4 Cl介质中 ,铜能强烈催化过氧化氢氧化苋菜红的褪色
反应 ,在波长 520nm处 ,其反应速度 lg A0 /A与铜的浓度之间符合动力学一级反应关系式: lg A0 /
A = KCCu ,由此建立了一个高灵敏、高选择性的测定痕量铜的新方法。
2　实验部分
2. 1　仪器与试剂
722分光光度计 ,电热恒温水浴锅。
铜标准溶液: 0. 1mg /mL,用时稀释成 1μg /m L;苋菜红溶液: 0. 1%的水溶液 ; N H3-N H4Cl缓冲
溶液: 1. 0mol /L; H2O2溶液: 1%水溶液。
所用试剂均为分析纯 ,水为二次石英亚沸蒸馏水。
2. 2　实验方法
取两支 25mL比色管 ,各加入苋菜红溶液 2. 0mL、 H2O2溶液 2. 5m L、缓冲溶液 3. 0m L,再向其
中一支加入适量铜标准溶液 (吸光度为 A ) ,另一支不加铜 (吸光度为 A0 ) ,用水稀释至刻度。置于沸
水浴中加热 10min,取出后流水冷却 3min,于 520nm处 ,以水为参比 ,测定催化和非催化反应的吸
光度 A和 A0 ,计算反应速率 lg A0 /A值。
3　结果讨论
3. 1　吸收光谱
在实验条件下 ,测不同溶液的吸收光谱 ,如图 1所示 ,催化反应和非催化反应的最大吸收波长
图 1吸收光谱
　　 1—— 苋菜红 2. 0m L+ 缓冲液 3. 0m L;
　　2—— 苋菜红 2. 0m L+ 缓冲液 3. 0m L+ H2O2 2. 5m L;
　　3—— 苋菜红 2. 0m L+ 缓冲液 3. 0m L+ H2O2 2. 5m L
　　　+ Cu(Ⅱ ) 0. 4μg /25m L。
均为 520nm。 本文选择 520nm作为吸收波长。
3. 2　试剂用量的确定
按实验方法进行单因素轮换实验。 结果表明:
苋菜红用量在 1. 5- 3. 0m L、 H2O2 溶液用量在
2. 5mL, lg A0 /A最大且稳定 ,因此本文选用苋菜红
2. 0mL、 H2O2溶液 2. 5mL。
3. 3　缓冲溶液的用量
按实验方法 ,将缓冲溶液的用量由 1. 0m L改
变至 5. 0mL,结果表明 ,缓冲溶液的用量在 3. 0mL
时 , lg A0 /A最大 ,因此本文选用 3. 0mL。
3. 4　反应温度的影响和表观活化能
温度对反应速度的影响如图 2所示:温度低于
60℃时 ,催化反应的速度非常缓慢 ;温度高于 60℃
时 ,随着温度的升高 ,反应速度不断加快 ,为了缩短
反应时间 ,本文选择 100℃的沸水浴作为加热条件。
在 80- 100℃的范围内 ,以 - lg A0 /A对 1 /T作图
得到一条直线 ,该直线的回归方程为 - lg A0 /A=
3. 86× 103× 1 /T- 9. 57(相关系数为 0. 997) ,表观
活化能为 E= 73. 91 k J/mol。
3. 5　反应时间的影响
由图 3可知 ,反应在 0- 30min范围内 lg A0 /A与时间呈良好的线性关系 ,直线的回归方程为
lg A0 /A= 0. 05+ 0. 017t ,相关系数为 r= 0. 996,说明本反应为动力学一级反应。本文选择反应时间
为 10min。
图 2　温度对反应速率的影响　　　　　　　图 3　时间对反应速率的影响
3. 6　共存离子的影响
当相对误差控制在± 5%以内 ,对 0. 5μg /25mL的 Cu进行测定时 ,下列倍量的离子不干扰测
定: Na+ 、 K+ 、 Ca2+ 、 Mg2+ 、N H+4 、 Cl- 、 NO-3 ( 2500) ; Ba2+ 、 Zn2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+ ( 1000) ; Ni2+ 、 Al3+ ( 500) ;
Cr
3+ 、 Ag+ ( 50) ; M n2+ ( 5)。
3. 7　线性范围和检出限
按实验方法 ,以 lg A0 /A 对 Cu (Ⅱ )的浓度作图 (图略 )。 结果表明: Cu (Ⅱ )的浓度在
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0- 2. 0μg /25mL范围内 , lg A0 /A与 Cu(Ⅱ )的浓度呈线性关系 ,其回归方程为:
lg A0 /A= 0. 20CCu(μg /25mL)+ 0. 031,相关系数为 r= 0. 9991
　　用二倍的标准偏差计算得到 Cu (Ⅱ )的检
出限为 1. 6× 10- 10g /mL。
4　样品分析
准确移取适量的井水于 25mL比色管中 ,
按实验方法进行测定 ,结果见表 1。
表 1　样品分析结果
样品 本法测定值
( ng /m L)
RSD
(% )
原子吸收法测定值
( ng /m L)
井水 1 8. 73 3. 6 8. 30
井水 2 8. 02 2. 1 7. 81
5　参考文献
[1 ]于京华 ,张冠星 .二溴对甲基偶氮羧催化动力学光度法测定痕量铜 [ J] . 分析化学 , 1998, 26( 12): 1519.
[2 ]刘家琴 , 匡云艳 ,徐其亨 . 新阻化动力学光度法测痕量铜 [ J] .分析化学 , 1998, 26( 10): 1285.
[3 ]王焕龙 , 易兵 , 汤正平 , 蒋令军 . 新阻化动力学光度法测定痕量铜的研究 [ J ].理化检验 (化学分册 ) , 1999, 35( 8): 375.
Decolouring Spectrophotometric Determination of Trace Copper
LIU Yu-Ying　WANG Fa-Gang　 M EN G Bo
(Depar tment of Chem ical Engineerin g , Shandong Insti tute of Technology , Zibo ,Shandong 255012, P . R. China )
Abstract
The deco louring ox idation o f amaranth by hydrogen peroxide in ammonia and ammonia
chloride medium using copper a s catalyst w as investig ated in this paper. The reaction o rder and
the apparent activ ation energ y have been determined. A new method fo r the determination of Cu
has been set up. The limi t of detection is 1. 6× 10- 10 g /mL of Cu and the linea r range is 0- 2.
0μg /25m L o f Cu. The method has been used to determine t race Cu in w ater w ith the resul ts
cor responded to that determined by AAS.
Key words　 Spect ropho tometry , Ama ranth , Copper.
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