氨基黑10B退色分光光度法测定水中溴酸根离子

摘要：在盐酸介质中，依据溴酸根离子氧化氨基黑10B退色的原理提出了测定水中溴酸根含量的新方法，研究了测定的最佳条件。最大吸收波长为690 nm，BrO3-浓度在0.5～4.5 μg/mL内其浓度与吸光度呈良好线性关系，线性回归方程为A=0.153 33 C+0.026 56，相关系数为0.995 3，表观摩尔吸光系数为1.27×104 L/（cm·mol）。该法适用于水中微量溴酸根离子测定。

关键词：氨基黑10B；溴酸根；退色；分光光度法

中图分类号：O657.32 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）15-3665-03

作者简介：李贵林（1973-），男，黑龙江五常人，工程师，主要从事环境保护方面的研究，（电话）13961395475（电子信箱）。

随着人们对饮用水水质要求的提高，消毒效果较好的臭氧消毒技术在饮用水处理中的应用日益广泛。但采用臭氧氧化处理含溴离子（Br-）水时，会产生以BrO3-为主的臭氧化副产物，而溴酸盐被国际癌症研究机构定为2B级潜在致癌物[1]。因此，研究矿泉水中痕量BrO3-的测定方法对可饮用水的卫生监督和安全性评价具有重要意义。水中BrO3-的测定方法较多，主要有分光光度法、荧光猝灭法、气相色谱法、高效液相色谱法等[2-8]。氨基黑10B是一种色谱分析试剂、氧化还原指示剂和生物染色剂，其分子中的偶氮结构能与溴酸根发生氧化还原反应而使氨基黑10B发生退色反应，吸光度的降低与溴酸根加入量呈正比。该法操作简单易懂，仪器成本较低，耗时短，是企业理想的测定水中BrO3-的方法。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

岛津2550双光束紫外可见分光光度计（日本岛津公司）；pHS-25型pH计（上海精科雷磁公司）。

氨基黑10B（AR，上海试剂二厂）；盐酸（AR，天津市福晨化学试剂公司）；溴酸钠（AR，国药集团上海试剂化学公司）。

氨基黑10B溶液：准确称取0.154 1 g的氨基黑10B固体置于100 mL烧杯中，用少量的二次蒸馏水溶解后，转入500 mL的容量瓶中，加二次蒸馏水至刻度线，得到5×10-4 mol/L的氨基黑10B溶液。

溴酸根离子标准溶液：1.0 mg/mL，称取在130 ℃干燥过的分析纯溴酸钠1.180 0 g，用水配成1 L溶液。临用时稀释成10 μg/mL标准工作液。

4.0 mol/L盐酸；其他所用试剂均为分析纯；试验用水为二次蒸馏水。

1.2 试验方法

取两支10 mL比色管，准确移取2.00 mL的溴酸根标准液（或实际水样）于一支比色管中，再依次加入4.0 mol/L盐酸2.00 mL、氨基黑10B溶液1.00 mL，用水定容至刻度，充分摇匀，静置15 min，配制相应的空白试剂，以蒸馏水为参比，在690 nm处，用1 cm比色皿分别测定试剂空白与待测溶液的吸光度A0和A1，并计算A=A0-A1。

2 结果与分析

2.1 吸收曲线

按测定方法配制溶液，在500～800 nm波长范围内，氨基黑10B与BrO3-/氨基黑10B体系进行光谱扫描，结果如图1所示。与试剂空白溶液相比，向氨基黑10B体系中加入BrO3-溶液后氨基黑10B产生明显的退色，吸光度降低，以试剂空白为参比，测定待测液吸光度后发现在690 nm波长处吸光度变化值最大（曲线3），且吸光度的减少与BrO3-的浓度呈正比，因此选择测定波长为690 nm。

2.2 酸度的影响

由于氨基黑10B与溴酸根发生氧化还原反应需要在酸性介质中才能进行，因此测定了不同酸度下体系吸光度变化情况，按方法“1.2”分别测定了相同酸度下磷酸、硫酸、硝酸、盐酸对溶液退色的影响，测定结果见表1和图2。结果表明，盐酸、硝酸、硫酸对于氨基黑10B与溴酸根氧化还原反应的促进程度相同，从经济角度考虑选择盐酸作为反应介质，进一步的研究表明，4.0 mol/L的盐酸用量在1.50～2.25 mL内吸光度较大且基本稳定。故选用4.0 mol/L的盐酸溶液2.00 mL。

2.3 氨基黑10B用量的影响

固定4.0 mol/L的盐酸用量为2.00 mL，分析了5×10-4 mol/L氨基黑10B溶液用量对体系吸光度的影响，测定结果见图3。结果表明，氨基黑10B用量0.75～2.00 mL内体系的吸光度最大且稳定。故选用5×10-4 mol/L的氨基黑10B溶液1.00 mL。

2.4 反应时间与温度的影响

固定4.0 mol/L的盐酸用量2.00 mL，5×10-4 mol/L的氨基黑10B溶液1.00 mL，分析了反应时间与反应温度对体系的影响，测定结果见图4。结果表明，室温时溶液定容10 min后，退色趋于稳定，35 min内吸光度保持稳定；同时升高反应温度对吸光度基本无影响，本试验选择室温下反应15 min。

2.5 共存离子的影响

在10 mL比色管中加入20 μg溴酸钠，分析了共存物质的干扰。结果表明，控制相对误差在±5.0%范围内，可共存离子允许量（以倍数计）：K+、Na+、Ca2+、Cd2+、Pb2+（200）；Mg2+、Cl-、SO42-、NO3-、CO32-、CH3COO-（500）；氧化性阴离子如MnO4-、Cr2O72-等干扰测定。由于在实际样品中，上述阴离子存在的可能性极小，可忽略不计，直接进行测定。

2.6 工作曲线

准确移取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标准溶液分别于10 mL的比色管中，加入4.0 mol/L盐酸溶液2.00 mL、5×10-4 mol/L氨基黑10B溶液1.00 mL，用水定容，摇匀，静置15 min。在690 nm波长处，用1 cm玻璃比色皿，以试剂空白为参比，测定吸光度，绘制标准曲线。BrO3-在0.5～4.5 μg/mL浓度范围内，其浓度与吸光度呈良好线性关系，线性回归方程为A=0.153 33 C + 0.026 56，相关系数为0.995 29，表观摩尔吸光系数为1.27×104 L/（cm·mol）。

2.7 精密度和检出限

按“1.2”方法进行测定，其中溴酸根离子浓度为1.0、3.0 μg/mL，重复测定11次，平均相对标准偏差分别为1.56%、2.67%。计算得到方法检出限为0.13 μg/mL。

2.8 样品分析

随机购买两份市售矿泉水样各500 mL，分别加热蒸发浓缩至5 mL（浓缩100倍），按“1.2”方法进行操作，每份样品测定6次，计算样品含量及加标回收率，结果如表2所示。

3 小结与讨论

用氨基黑10B退色分光光度法测定溴酸根离子，具有稳定性好、操作简便等优点，应用于矿泉水中溴酸根离子的测定，取得了较满意的结果。

参考文献：

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