分光光度法測定微量鋁常采用鉻天青S(CAS)、氯化磺酚S,以及鋁試劑等作為顯色劑,但以鉻天青S為最佳。鉻天青S顯色劑靈敏度較高,但選擇性較差。各種資料介紹的情況也不完全一致。資料[1]介紹,采用HAc-MeAc緩沖體系,CAS和鋁在pH值5.3～6.1時形成有色配合物,在其光譜中有吸收帶λmax=540～545nm。資料[2]認為,HAc-MeAc緩沖體系不好,Ac-要與鋁配合,改為使用pH=5.5的二乙(烯)三胺緩沖溶液。資料[3]特別強調介質酸度,認為是該法的關鍵,顯色時一定要控制溶液的pH值在5.6～5.8之間。試劑的加入必須按次序,先加EDTA-Zn,再加鉻天青S和緩沖溶液。資料[4]使用HAc-NaAc緩沖體系,實測顯色體系pH值為5.2～5.3。近年來由于陽離子表面活性劑和兩性表面活性劑的應用,使鉻天青S和鋁的體系的對比度大大提高,靈敏度也進一步提高,因此,三元配合物的研究及其在分光光度測定中的應用受到重視[2]。陽離子表面活性劑的增敏作用是由于它們的端電荷與配位陰離子締合生成多元配合物并被膠束增溶所產生的[5]。

從以上資料可知,在Al-CAS二元配合物法測定微量鋁的方法中,所主張的pH值是不一致的,采用的緩沖系統也不完全一樣。而Al-CAS-表面活性劑三元系統的靈敏度和選擇性更高。

我們在鋁預鞣白濕皮技術的研究過程中,根據資料[4],采用HAc-NaAc緩沖體系,為了提高測定結果的準確性和穩定性,我們對Al- CAS二元系統和Al-CAS-1631(十六烷基三甲基氯化銨)陽離子表面活性劑三元系統測定鋁含量的方法進行了對比。

1試驗部分

1.1儀器

pHS-3C酸度計721分光光度計

1.2溶液配制

(1)鉻天青S顯色劑:按資料[4]的方法配制成濃度為0.08%的乙醇溶液。

(2)鋁標準溶液:用分析純硫酸鋁按資料[4]的方法配制成鋁濃度為5μg/ml的溶液。

(3)緩沖溶液:按資料[4]的方法,稱取70克無水醋酸鈉,溶于水后,加冰醋酸9ml,用水稀釋至1000ml搖勻待用。

1.3Al-CAS二元系統法測定鋁含量

取鋁標準溶液3ml,加鉻天青S顯色劑5ml,再加緩沖溶液15ml,調節pH值,用無離子水稀釋至50ml,充分搖勻后在721分光光度計上測吸光度E值。比色皿厚度1cm。

用稀酸或稀堿調節溶液pH值,獲得不同的測定pH值,并用不同的波長測定吸光度E。結果見表1,并根據表1的結果確定最大吸收的波長,以pH值為橫座標,在不同pH值條件下用該波長所測得的吸光度E為縱座標作圖,得圖1。

1.4Al-CAS-1631陽離子表面活性劑三元系統

參照資料[2],取3ml鋁標準溶液,加5ml鉻天青S顯色劑,再加0.05M的1631陽離子表面活性劑10ml,緩沖溶液15ml,在pH計上用稀酸或稀堿調節pH值,然后用無離子水定容至50ml,用不同的波長測定吸光度E值。結果見表2。根據表2的結果,確定了最大吸收的波長,并以pH值為橫座標,在不同pH值條件下用該波長所測得的吸光度E為縱座標作圖,得圖2。

2         結果與討論

表1是用Al-CAS二元配合物法在不同的pH值條件下,用不同的波長測得的吸光度E值。從表1可見,Al-CAS二元配合物在550～554nm范圍有最大吸光度E值。據此,選擇λ=550nm測定相同Al含量和CAS含量,不同pH值條件下的吸光度E值,見圖1。表2為用Al-CAS-1631陽離子表面活性劑三元系統法,用不同波長在不同pH值條件下測得的吸光度E值,其鋁含量和CAS用量與上述二元配合物系統相同。按照Al-CAS二元配合物法類似的方法,選擇λ=6

20nm,測得吸光度E值作圖2。從表1和表2可見,隨著系統pH值的升高,最大吸收波長逐漸增大,有明顯的紅移現象,但在所選擇的pH值測定范圍內,用620nm波長測定吸光度E值時,都獲得最大E值或接近最大E值。顯然,在該儀器條件下,選擇620nm作為測定波長是最恰當的。

比較圖1和圖2可知,當分別使用其最大吸收波長λmax測定吸光度E時,Al-CAS-1631系統中,高靈敏度出現在更高的pH值范圍(6.4～7.0),在該pH值范圍,特別是pH值=6.8附近時,靈敏度大大提高(約高出二元法最大測定值一倍以上)。而在Al-CAS二元系統中,在低pH值范圍(5.1～5.4)的靈敏度高一些,但大大低于Al-CAS-1631的靈敏度。三元系統有高吸光度值的可測pH范圍為0.6個pH值,二元系統則為0.3個pH值范圍。前者易操作pH值范圍明顯大于后者。但是,二元系統在最大吸收pH值范圍內的E值更穩定。

結論

(1)　1631陽離子表面活性劑可作為Al-CAS-表面活性劑三元系統分光光度法測定鋁含量的表面活性劑。

(2)　三元系統法較二元配合物系統,其最大吸收波長紅移,有最大吸收的pH值提高,范圍擴大,靈敏度大大提高,但Al-CAS二元配合物法在5.1～5.4pH值范圍內的穩定性更好。本試驗出于鋁預鞣白濕皮技術的分析需要,其它干擾金屬離子較少,因此不涉及方法的選擇靈敏度問題。由此當鋁含量不是太少,又無其它金屬離子嚴重干擾時,使用Al-CAS二元配合物分光光

度法測定鋁含量更合適,它較Al-CAS-表面活性劑三元系統更簡便。

參考文獻

1[蘇]A.N.拉扎列夫,金屬分析中的有機試劑,北京師范大學出版社,1983,14～15

2張濟新等,儀器分析實驗,高等教育出版社,1994,230～234

3艾同娟等,金屬化學分析技術指南,貴州人民出版社,1988,164～165

4成都科技大學、西北輕工業學院,皮革理化分析,輕工業出版社,1988,345～347

5張玨,無機分析中的有機試劑,中國地質大學出版社,1991,184～187