稀有金属 2006,(04),556-558 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.2006.04.029
催化动力学光度法测定痕量钴的研究
马伟 丁李
淮北煤炭师范学院化学系,淮北煤炭师范学院化学系,淮北煤炭师范学院化学系 安徽淮北235000,安徽淮北235000,安徽淮北235000
摘 要：
研究了在氨水溶液介质中, 以氯化钾溶液为活化剂, 痕量钴离子催化过氧化氢氧化溴甲酚紫褪色的指示反应, 通过测量590 nm处溶液吸光度的改变, 建立了催化动力学光度法测定痕量钴的新方法。在最佳实验条件下, 该方法测定钴离子的线性范围为0.000 .048μg.ml-1, 检出限为1.6×10-10g.ml-1。对0.040μg.ml-1Co2+进行10次平行测定的相对标准偏差为3.8%。用于维生素B12中钴的测定, 回收率为97.23%。该方法灵敏度高、体系稳定、重现性好。
关键词：
钴 ;催化分光光度法 ;溴甲酚紫 ;
中图分类号： O657.3;O614.812
收稿日期： 2005-06-06
基金： 安徽教育厅自然科学基金项目 (2004KJ320, 2005KJ140); 淮北市科技计划基金项目 (040145);
Catalytic Kinetic Spectrophotometric Determination of Trace Cobalt (Ⅱ)
Abstract：
A new catalytic kinetic spectrophotometric method for the determination of trace cobalt (Ⅱ) was studied.The method is based on the cobalt (Ⅱ) catalyzing oxidation of bromocresol purple by hydrogen peroxide in the media of ammonia water using potassium chloride as an activator.The absorbance was measured at 590 nm.Under the optimum conditions, the linear range of determination is 0.00～0.048 μg·ml- 1.The detection limit is 1.6×10- 10 g·ml- 1.The relative standard deviation is 3.8% (n=10, 0.040 μg·ml- 1 Co2 +) .The method was used to the determination of trace cobalt (Ⅱ) in B1 2.The recovery is 97.23%.
Keyword：
cobalt (Ⅱ) ;catalytic spectrophotometry;bromocresol purple;
Received： 2005-06-06
动力学分析法由于灵敏度高和仪器设备简单, 在微痕量金属离子的测定中已被广泛应用
[1 ,2 ,3 ]
, 催化动力学光度法测定钴也有许多报道
[4 ,5 ,6 ,7 ,8 ]
。 本文研究了在氨水溶液中, 以氯化钾溶液作活化剂, 钴 (Ⅱ) 催化过氧化氢氧化溴甲酚紫使其褪色, 建立了催化动力学光度法测定痕量钴的新方法。
1 实 验
1.1 仪器和试剂
VIS-721型分光光度计 (上海光谱分析仪器厂) ; 数显恒温水槽 HH-6 (国华电器有限公司) 。 钴 (Ⅱ) 标准溶液: 用硝酸钴按常规配成1.00 mg·ml-1 的贮备液, 工作溶液: 1.00 μg·ml-1 ; 溴甲酚紫溶液: 5.0×10-4 mol·L-1 ; 过氧化氢溶液: 0.5 mol·L-1 ; 氯化钾溶液: 0.1 mol·L-1 ; 氨水溶液: 0.1 mol·L-1 。 试剂均为分析纯, 水为二次蒸馏水。
1.2 实验方法
在两支刻度一致的25 ml带塞比色管中, 一支比色管中加1.00 μg Co (Ⅱ) 标准溶液, 另一支比色管中不加Co (Ⅱ) , 作试剂空白, 再分别加入5.0×10-4 mol·L-1 的溴甲酚紫溶液1.2 ml, 0.1 mol·L-1 的氨水1.0 ml, 0.1 mol·L-1 的KCl溶液0.3 ml, 0.5 mol·L-1 的H2 O2 溶液1.3 ml, 用水稀释至刻度, 摇匀, 放入 (85±0.5) ℃恒温水浴中加热11 min (秒表计时) , 迅速取出用冷流水冷却5 min, 终止反应。 以水作参比, 在590 nm处用1 cm比色皿测量试样吸光度值A 及空白吸光度值A 0 , 计算ΔA =A 0 -A 。
2 结果与讨论
2.1 吸收光谱曲线
按实验方法, 分别测量催化体系和非催化体系的吸收光谱曲线 (图1) , 表明催化体系和非催化体系的吸收光谱形状基本一致, 最大吸收波长均在590 nm。 故本实验选用测量波长为590 nm。
2.2 氨水溶液用量的影响
按实验方法, 固定其他条件和试剂用量, 改变氨水的用量进行实验, 结果表明, 当氨水用量在0.6～1.2 ml范围时, ΔA 最大且变化较小。 故本实验选用0.1 mol·L-1 氨水的用量为1.0 ml。
图1 吸收光谱曲线Fig.1 Absorption spectra
(1) H2 O2 +溴甲酚紫+KCl; (2) Co (Ⅱ) + (1)
2.3 溴甲酚紫溶液用量的影响
按实验方法, 固定其他条件和试剂用量, 改变溴甲酚紫的用量进行实验。 结果表明, 当溴甲酚紫的用量为1.2 ml时, ΔA 最大。 故本实验选用5.0×10-4 mol·L-1 溴甲酚紫溶液的用量为1.2 ml。
2.4 H2O2溶液用量的影响
按实验方法, 固定其他条件和试剂用量, 改变H2 O2 的用量进行实验。 结果表明, H2 O2 的用量在1.1～1.5 ml范围内, ΔA 最大, 且变化较小。 故本实验选用0.5 mol·L-1 H2 O2 的用量为1.3 ml。
2.5 KCl溶液用量的影响
按实验方法, 固定其他条件和试剂用量, 改变KCl溶液用量进行实验。 结果表明, 随着KCl溶液用量的增加, ΔA 先增大后减小, 在0.3 ml时, ΔA 出现最大值。 故本实验选用0.1 mol·L-1 的KCl溶液用量为0.3 ml。
2.6 反应温度的影响
按实验方法, 改变不同的温度进行实验, 结果表明, 在50 ℃以下, 催化反应速度很慢, 在60～85 ℃之间, 催化反应速度随反应温度的升高而加快, 且反应温度与ΔA 呈线性关系; 超过85 ℃, 由于非催化反应速度加快, ΔA 逐渐降低。 故本实验选用反应温度为 (85±0.5) ℃。
2.7 反应时间的影响
按实验方法, 改变不同的反应时间进行实验。 结果表明, 在5～13 min之间, 反应时间与ΔA 呈线性关系; 超过13 min, ΔA 下降。 故本法选用反应时间为11 min。
2.8 工作曲线和检出限
在最佳条件下, 改变不同Co (Ⅱ) 量进行实验, 绘制工作曲线见图2。 图中表明Co (Ⅱ) 量在0.00～0.048 μg·ml-1 范围内, 与ΔA 呈线性关系, 其线性回归方程为:
ΔA =10.63c Co2+ (μg·ml-1 ) -0.0022, r =0.9975
对0.040 μg·ml-1 Co2+ 进行10次平行测定的相对标准偏差为3.8%。 对11次空白实验的标准偏差为5.7×10-4 , 方法的检出限为1.6×10-10 g·ml-1 。
2.9 共存离子的影响
按实验方法, 在25 ml溶液中含1.0 μg Co (Ⅱ) 的测定, 当相对误差小于±5%, 对25种离子进行干扰实验, 下列离子的允许量 (倍数) 为K+ , Na+ , NO3 - , Cl- , SO4 2- , PO4 3- (≥500, 未做最高限) ; Ca2+ , Mg2+ (200) ; Se (Ⅵ) , IO3 - (100) ; Ba2+ , Zn2+ , V (Ⅴ) , I- (50) ; Al3+ , Pb2+ , Ag+ , Ti (Ⅳ) , Zr (Ⅳ) (10) ; Tl (Ⅲ) , Mo (Ⅵ) , Fe3+ (5) ; Mn2+ (1.5) ; Fe2+ , Cu2+ (0.5) 。 由此可见, 大部分离子允许量较高, 一般样品可直接进行测定。
2.10 样品分析
准确移取维生素B12 针剂1.0 ml于100 ml烧杯中, 加入浓硝酸5.0 ml, 加热消化, 滴加过氧化氢1.0 ml, 蒸干, 冷却后用水溶解, 转入250 ml容量瓶中, 定容, 取此液4.0 ml按实验方法测定6次, 结果见表1。
图2 工作曲线
Fig.2 Working curve
表1 样品中钴的分析结果 下载原图
Table 1 Determination results of cobalt in samples
表1 样品中钴的分析结果
3 结 论
研究了在氨性溶液中, 以氯化钾溶液作活化剂, 钴 (Ⅱ) 催化过氧化氢氧化溴甲酚紫, 使其褪色, 建立了催化动力学光度法测定痕量钴的新方法。 该方法灵敏度高, 体系稳定, 重现性好。
参考文献
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