分光光度法测定钒及其在

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1、分光光度法测定钒及其在工业、环境、生物、土壤样品中的应用摘要利用钒与DPCH的直接显色反应，建立了灵敏度高、选择性好的分光光度测定微量钒的新方法。在0.0001–0.001MH2SO4或pH为4.0～5.5微酸丙酮介质中，钒（Ⅴ）与DPCH反应生成一紫红色络合物，络合物的最大吸收波长位于540nm，表观摩尔吸光系数和灵敏度分别为4.23´104L×mol-1×㎝-1，10ng×㎝-2。线形范围为0.1~30µg/mL。配合物的组成比为V：DPCH=1：3。显色反应瞬间完成，在48小时内吸光度保持稳定。对于1µg/mL的钒，研究了超过50多种阳离子和阴离子和复合试剂的干

2、扰。此方法成功应用于合金钢铁材料，环境污水，人血和尿等生物样，含V（Ⅴ）和V（Ⅳ）的溶液和复杂合配合。此方法具有较高的精确度和准确度。关键词：分光光度法；钒的测定；DPCH；合金；钢铁；环境；生物样品；土壤样-17-1.引言钒中毒是一种工业危害，环境学家已经断言钒作为一种潜在危险化学物质能对植物、农作物和整个农业体系造成严重破坏。高含量的钒据说存在于化石燃料，例如原油，燃料，油品，煤和褐炭。这些燃料释放的钒进入空气中，然后沉淀于土壤中。有许多钒中毒的事例，如紧张压抑，咳嗽，呕吐，腹泻，贫血和肺癌等，这些症状有时是致命的。最近，钒被定为城市环境污染的指标元素，尤其是空气

3、污染。实验研究和免疫学证据表明钒在预防心脏病方面发挥有益的作用。Shamberger指出环境中钒含量多的国家人们心脏病死亡率较低。环境样品中的钒测定方法有中子活化法，电感耦合等离子体原子发射光谱法，原子吸收光谱法和分光光度法。前两个方法在常规分析中成本和仪器造价均高。原子吸收光谱法灵敏度低，易受样品基础条件的影响，溶剂萃取法的灵敏度高但操作性差。因此在微量级精确测定方面使用简便灵活的方法是极为重要的。本研究的目的就是建立一种简便直接的测量微量钒的分光光度法。据报道，DPCH曾作为分光光度法显色剂与铬反应，以前被用于分光光度法测钒，但此法需溶剂萃取比较耗时，一些干扰还会

4、导致灵敏度低。吡啶和氯仿作为萃取有毒环境污染物的溶剂，已-17-被环保组织列为致癌物质。文献报道了它在灵敏度高、特定的无萃取分光光度法测微量钒中的应用。此方法在灵敏度、选择性、测定范围、简易性、速度、酸度范围、稳定性、准确度、精密度和操作等方面比现有方法有明显的优势。在弱酸介质中钒与DPCH生成一紫红色配合物，在水溶液中直接测定波长。利用合适的掩蔽剂，反应的选择性会更好，空白试剂不显示吸光度。2.实验部分2.1.仪器日本岛津160型双光束紫外可见分光光度计，3010型双显示电极pH计，5000型电脑控制石墨炉原子吸收分光光度计。2.2.试剂所有化学药品均为分析纯试剂或

5、最高纯度试剂。实验中使用二次去离子水和高压液相丙酮。2.2.1.4.12×10-4MDPCH溶液将一定量的DPCH溶解于定量丙酮中，稀释到所需浓度备用。2.2.2.钒标准溶液取0.2269mg偏钒酸胺，用二次去离子水溶解，再加硝酸（1+1）1～2mL酸化，稀释备用，五价钒贮存液浓度为1mg/mL，取100mL备用。2.2.3.钒（Ⅳ）储备液-17-取390.7mg硫酸钒纯试剂用二次去离子水溶解，取100mL备用。钒标准溶液由以上溶液稀释配成。2.2.4.其它溶液大量无机离子和络合试剂溶液由它们的分析纯试剂或别的等级水溶性盐配制而成，若有不溶物，可采用特殊溶解方法。所有

6、玻璃器皿用（1+1）硝酸浸泡至少一天，在使用前用去离子水冲洗。储备液和环境样保存在含1mL浓硝酸的塑料瓶中。3.实验步骤取0.1～1mL（1～300μg）弱酸钒溶液于10mL容量瓶中，依次加入0.1～1.0mL（最佳为0.5mL）0.001MH2SO4，使pH值为4.0～5.5,然后加入1mL4.12×10-4DPCH溶液，静置1min，加入5mL丙酮，用去离子水稀释至刻度，摇匀。以试剂空白作参比，在531nm处测其吸光度。未知样的钒含量可由标准曲线得出。-17-图1硫用量与吸光度曲线4.结果与讨论4.1.影响吸光度的因素4.1.1.吸收光谱分光光度计绘制了在0.00

7、1M硫酸介质中的钒（Ⅴ）-DPCH体系的吸收光谱。钒（Ⅴ）-DPCH吸收光谱是一对称曲线，最大吸收波长位于531nm，表观摩尔吸光系数为4.23×104L×mol-1×cm-1-17-。DPCH不显示吸光度。所有实例在531nm以对应试剂空白进行测定。现有方法的反应机理早期被报道过。图2试剂用量对显色体系的影响曲线4.1.2.溶剂的影响考查了不同的溶剂（苯、氯仿、四氯化碳、硝基苯、异丁醇、甲基异丁酮、乙醇、丙醇和1，4-二氧环己烷），发现丙酮对于体系是最好的溶剂。在有机相中除了正丁醇，无测定吸光度。在502%丙酮介质中，有最大吸光度。因此，测定过程中