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目前 較普遍使用的新亞銅靈萃取萃取光度法是我國測定水質(zhì)銅的標(biāo)準(zhǔn)方法之一。但是該法的缺 點(diǎn)是使用了氯仿和甲醇作萃取劑，不但操作麻煩，容易污染環(huán)境，且引入誤差因素多。 為此，本專題試驗(yàn)了新亞銅靈光度法，采用水相比色，且使用了緩沖溶液來固定反應(yīng) 體系的pH值， 提高反應(yīng)的穩(wěn)定性及重現(xiàn)性。 試驗(yàn)證明， 該方法的靈敏度雖然較萃取法略低， 但具有顯色穩(wěn)定、操作簡便、不使用有機(jī)萃取劑、可以滿足環(huán)境監(jiān)測的需要等優(yōu)點(diǎn)。
方法原理 新亞銅靈的化學(xué)名稱為9-二甲基-1，10-菲啰啉，其結(jié)構(gòu)式見圖1： 圖1 2,9-二甲基-1,10-菲哆琳 將水樣中的二價銅離子用鹽酸羥銨還原為亞銅離子，在中性或微酸性介質(zhì)中，亞銅離 子與新亞銅靈反應(yīng)，生成摩爾比為1：2的黃色絡(luò)合物，此絡(luò)合物在457nm處具有最大吸收 波長，使用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量測定。
2.2 儀器 722分光光度計(jì)；50mm比色皿；25mL具塞比色管。
2.3 試劑 1) 銅標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：準(zhǔn) 取1.000g金屬銅(99.9%)置于150mL燒杯中，加入(1+1) 硝酸20mL.加熱溶解后，加入(1+1)硫酸10mL并加熱置冒白煙。冷卻后，加水溶 轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中，用水定溶至標(biāo)線，此溶液1.00mL含1.00mg銅。 2) 銅標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：取上述銅標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液5.00mL，于1000mL容量瓶中，用水 定溶至標(biāo)線，此溶液1.00mL含5.00μg銅。 3) 4) 10%(m/v)鹽酸羥胺溶液：將50g鹽酸羥胺溶于水并稀釋至500mL； 0.2%(m/v)新亞銅靈溶液：稱取0.2g新亞銅靈溶于100mL甲醇中； 5) 37.5% (m/v )檸檬酸鈉溶液：將150g檸檬酸鈉溶于400mL水中，加入10%(m/v) 鹽酸羥胺溶液5mL和新亞銅靈溶液l0mL，用50mL氯仿萃取除去其中雜質(zhì)銅， 棄去有機(jī)層； 6) 乙酸-乙酸鈉緩沖液： 將100g三水合乙酸鈉溶于適量水中，再加入6mol/L的乙酸 溶液13mL，定容至500mL，混勻。此溶液的pH值約為5.7。
2.4 樣品預(yù)處理 1) 2) 清潔地表水可直接進(jìn)行測定。 含懸浮物和有機(jī)物較多的地表水或廢水， 可吸取50mL酸化的水樣置150mL燒杯 中，加入5mL硝酸，在電熱板上加熱消解并蒸發(fā)到10mL左右。稍冷再加入5mL 硝酸和1mL高氯酸，繼續(xù)加熱消解，蒸至近干，加水40mL，加熱煮沸3min， 冷卻。將試液轉(zhuǎn)入50mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線(若有沉淀，應(yīng)過濾除去)。
2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn) 取5.00μg/mL銅標(biāo)使用準(zhǔn)液0.00，0.50，1.00，2.00，3.00，5.00mL，于25mL比 色管中，加水至15.0mL，依次加入鹽酸羥胺溶液1.5mL，檸檬酸鈉溶液3mL，乙酸-乙酸鈉 緩沖液3mL，新亞銅靈溶液1.5mL，混勻，加水至標(biāo)線，充分混勻，靜置5min。以試劑空 白為參比，用50mm比色皿于457nm處測定吸光度，每個實(shí)驗(yàn)點(diǎn)重復(fù)3次，數(shù)據(jù)見表1，以銅 液濃度作為橫坐標(biāo)，吸光度A平均值作為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖2。由圖可知，本方法 的線性范圍為0~25μg/25mL，回歸方程為y=0.0314x+0.0035，相關(guān)系數(shù)r=0.9985，摩爾吸光 系數(shù)ε=1.0×104L·mol-1·cm-1。 表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線測定數(shù)據(jù) 5.0μg/mL 銅標(biāo)液 加入量(mL) 銅標(biāo)液濃度 (μg/25mL) 吸 光 度 A 1 2 3 0.00 0.00 0.000 0.000 0.000 0.50 2.50 0.118 0.097 0.100 1.00 5.00 0.174 0.156 0.144 2.00 10.00 0.296 0.297 0.319 3.00 15.00 0.463 0.470 0.441 5.00 25.00 0.817 0.812 0.780 7 平均值 0.000 0.105 0.158 0.304 0.458 0.803 A 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 5 10 15 20 25 30 μg/25mL y = 0.0314x + 0.0035 R2 = 0.9972 圖2 標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.6 水樣測定 吸取水樣15.00mL(或適量經(jīng)鹽酸酸化至pH為1~2，含銅0~25μg)于25mL比色管中，以 下按標(biāo)準(zhǔn)曲線實(shí)驗(yàn)操作。 μ 公式： c銅， g/mL = A ?6?1 A0 ?6?1 a bV 式中：A為樣品/蒸餾水測定吸光度值；A0為試劑空白/蒸餾水吸光度值；a為回歸方程截 距；b為回歸方程斜率；V為樣品體積（mL）。 3 結(jié)果與討論 3.1 最大吸收波長的測定 準(zhǔn) 取5.00mL銅標(biāo)準(zhǔn)液于25mL比色管中，加水至15.0mL，依次加入鹽酸羥胺溶液 1.5mL，檸檬酸鈉溶液3mL，乙酸-乙酸鈉緩沖液3mL，新亞銅靈溶液1.5mL，混勻，加水至 標(biāo)線，充分混勻，靜置5min。以蒸餾水做參比，用50mm比色皿測定400-650nm的吸光度值， 見圖3，由圖可知，最大吸收峰出現(xiàn)在457nm處。所以，以下實(shí)驗(yàn)均測定457nm的吸光度值。 8 0.6 λMAX=457nm 0.5 A 0.4 0.3 0.2 0.1 0 400 450 500 550 600 λ/nm 圖3 亞銅-新亞銅靈絡(luò)合物光譜曲線 3.2 鹽酸羥胺用量對吸光度的影響 按3.1的實(shí)驗(yàn)步驟，其中鹽酸羥胺的用量為0.25，0.50，0.75，1.00，1.25，1.50，1.75， 2.00mL，其余實(shí)驗(yàn)條件不變，在457nm處測定絡(luò)合物吸光度值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。 0.6 0.5 A 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1 1.5 2 V/mL 圖4 鹽酸羥胺用量對吸光度A的影響 當(dāng)鹽酸羥胺加入量大于1.5mL時， 吸光度值達(dá)到最大， 并基本不變。 所以可以選取1.5mL 作為鹽酸羥胺的加入量。 3.3 緩沖溶液的pH值及用量對吸光度的影響 按3.1的實(shí)驗(yàn)步驟，其中緩沖溶液分別采用pH為5.1，5.4，5.7，6.0，6.3，其余實(shí)驗(yàn)條 9 件不變，在457nm處測定絡(luò)合物吸光度值。見圖5。 A 0.6 0.5 0.4 0.3 5 5.5 6 6.5 pH 圖5 緩沖溶液的pH值對吸光度的影響 當(dāng)pH值為5.7時，吸光度值最大，所以選用pH為5.7的緩沖溶液。關(guān)于緩沖溶液的加入 量，試驗(yàn)加入1-3mL，對測定明顯無影響。為加大緩沖容量，本法采用加入量為3mL。 3.4 新亞銅靈用量對吸光度的影響 按3.1的實(shí)驗(yàn)步驟，其中新亞銅靈的用量分別為0.50，1.00，1.50，2.00，2.50mL，其余 實(shí)驗(yàn)條件不變，在457nm處測定絡(luò)合物吸光度值，見圖6。 0.6 0.5 A 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 V/mL 圖6 新亞銅靈的用量對吸光度的影響 當(dāng)新亞銅靈加入量大于1.50 mL時，吸光度值達(dá)到最大，并基本不變。所以可以選取 1.5mL作為新亞銅靈的加入量。 3.5 顯色時間對吸光度的影響 10 按3.1的實(shí)驗(yàn)步驟，生成黃色絡(luò)合物后，在457nm處分別測定0，0.5，1，2，3，4，5， 6，7，8，9，10，20，30min的吸光度A值，見圖7。 0.6 0.5 A 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 5 10 15 20 25 30 t/min 圖7 顯色時間對吸光度的影響 當(dāng)時間大于4min時吸光度值達(dá)到最大值， 并且在30min內(nèi)基本保持不變。 所以選取5min 為最佳的顯色時間。 3.6 檢測限 重復(fù)測定空白值15次，求得標(biāo)準(zhǔn)偏差Sb，計(jì)算3Sb得到方法檢測限為0.025mg/L。 3.7 精密度與回收率 對銅水樣進(jìn)行6次平行測定， 本法的精密度和并同時做加標(biāo)回收率試驗(yàn)， 結(jié)果見表 2。本法相對標(biāo)準(zhǔn)差（RSD）為3.1%，和加標(biāo)回收率為96.4~102.7% 。 表2 精密度與回收率試驗(yàn) 序號 1 2 3 4 5 6 A 樣品/空白 0.602 0.594 0.59 0.631 0.587 0.625 銅含量 加入銅標(biāo) RSD（%） （μg/mL） 樣（μg） 1.271 1.254 1.245 1.332 1.239 1.320 5.00 5.00 5.00 5.00 7.00 7.00 回收值 （μg） 4.92 5.01 5.12 4.82 6.80 7.19 回收率 （%） 98.4 100.2 102.4 96.4 97.1 102.7 3.1 3.8 樣品消解對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 11 選取兩組有機(jī)物含量較高的水樣，采用2.4-（2）的方法進(jìn)行消解，測定；另取相同試 樣未經(jīng)消 直接測定，并同時做加標(biāo)回收率的對照實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3， 表3 樣品消解對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響 樣品 未消解 消解 2 未消解 消解 銅含量測定值 （μg/mL） 0.483 0.806 0.221 0.550 加入銅標(biāo)樣 （μg） 5.00 5.00 5.00 5.00 回收值（μg） 3.57 4.89 2.38 4.92 回收率（%） 71.4 97.8 47.6 98.4 1 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，含懸浮物和有機(jī)物較多的地表水或廢水，如不經(jīng)過消解，直接測定， 比消 的測定值要明顯小很多，主要是由于待測銅離子與某些有機(jī)物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)或其 他副反應(yīng)，影響了亞銅離子的生成以及顯色反應(yīng)的*度。未消解樣品的加標(biāo)回收率也反 映出標(biāo)樣有很大損失，消解后樣品的加標(biāo)回收率，為97.8%，98.4% 。 3.9 方法對比實(shí)驗(yàn) 以不同濃度的銅標(biāo)準(zhǔn)溶液和實(shí)際水樣，分別用本法和標(biāo)準(zhǔn)法測定，結(jié)果見表4，圖8。 表4 本方法與萃取法比較 樣品 標(biāo)樣 1 標(biāo)樣 2 水樣 1 水樣 2 水樣 3 水樣 4 測定平均值（μg/mL） 本方法 0.211 1.504 0.801 0.148 0.609 0.557 萃取法 0.219 1.513 0.796 0.146 0.616 0.549 12 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 標(biāo)樣1 標(biāo)樣2 水樣1 水樣2 測定值（μg/mL） 本方法 萃取法 水樣3 水樣4 圖8 本方法與萃取法比較 由表4和圖8可以看出，用本法和萃取法測定樣品的結(jié)果沒有顯著性差異。 3.10 干擾離子實(shí)驗(yàn) 鉻、錫及其它氧化性離子，、硫化物和有機(jī)物對測定銅有干擾。加入亞硫酸還 原鉻酸鹽可避免鉻的干擾。加入鹽酸羥銨溶液，可消除錫和其它氧化性離子的干擾。樣品 通過消解可除去、硫化物和有機(jī)物的干擾。 新亞銅靈光度法測定水體中銅，操作簡便快速，避免使用有機(jī)溶劑萃取，顯色穩(wěn)定， 干擾離子少，精密度與準(zhǔn) 較好。本方法的線性范圍為0~25μg/25mL，回歸方程為 y=0.0314x+0.0035，相關(guān)系數(shù)r=0.9985，摩爾吸光系數(shù)ε=1.0×104L·mol-1·cm-1，樣品測定的 相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為3.1%，回收率為96.4~102.7%，測定結(jié)果與萃取法基本一致，能夠滿 足環(huán)境監(jiān)測的需要。
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