洪利明，刘晓作，刘林海，朱 峰

（上饶师范学院化学化工学院，江西上饶334001）

浊点萃取－分光光度法测定水样中的痕量铜

洪利明，刘晓作，刘林海，朱 峰

（上饶师范学院化学化工学院，江西上饶334001）

研究了新铜试剂（2，9－二甲基－1，10－菲罗啉）为配合剂、Triton X－100为表面活性剂的浊点萃取，分光光度法测定水中痕量铜的新方法。考察浊点萃取、分离和富集金属离子铜的影响因素及适宜的反应条件。结果表明，Triton X－100与铜（Ⅱ）及新铜试剂形成的浅黄色配合物，其最大吸收峰的波长位于450nm处，摩尔吸收系数为2.860×103L·mol－1·cm－1。Cu（Ⅱ）含量在0.1～1.0mg·L－1范围内符合比尔定律，相关系数R2＝0.9987，铜的加标回收率达97%～99%，相对标准偏差为2%～5%。

浊点萃取；新铜试剂；分光光度法

铜是生物体必需的微量元素之一［1］，人体缺乏铜会引起贫血、毛发异常，以及脑障碍；而过量的铜则会导致肝硬化、腹泻、呕吐、运动障碍和知觉神经障碍。铜分布于生物组织中，大部分以金属有机物的形式存在，如金属蛋白，以酶的形式起功能作用。每个含铜蛋白的酶都有它的生理作用，生物系统中的许多关于氧的电子传递和氧化还原反应都因为含铜蛋白的酶起着催化作用，这些酶对生命过程是至关重要的。人类摄取微量元素铜的主要来源是来自于生活中水和食物，摄取铜含量对人身体健康的影响，和水中的铜离子对环境的污染都成为了人们关注的焦点。因此，建立微量铜的分析方法具有十分重要的意义。

浊点萃取［2－7］（cloud point extraetion，简称CPE）是近些年来出现的一种新的液－液萃取技术。它与其他的传统萃取技术不同，不需要使用挥发性有机溶剂，不会污染环境。它以表面活性剂临界胶束浓度和浊点现象为基础，通过改变实验的参数使两相分离。分光光度法具有灵敏度高、准确度高、操作简便、应用广泛等优点，所以是痕量分析重要的检测手段。本实验研究了采用新铜试剂为螯合剂，使用TritonX－100表面活性剂萃取痕量铜离子的实验参数，将浊点萃取与可见分光光度法联用，并且用于实际水样中铜离子的检测。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

722型可见分光光度计（上海精密科学仪器有限公司）；800型离心机（上海手术器械厂）；HH.S 1－1电热恒温水浴锅（上海跃进医疗器械厂）；AAS－240型原子吸收光谱仪（美国瓦里安公司）；CuSO4·5H2O（汕头市西陇化工厂有限公司）；配合显色剂：2，9－二甲基－1，10－啡啰啉［8－9］（上海试剂三厂）；浊点萃取剂：Triton X－100（国药集团化学试剂有限公司）；无水乙醇（国药集团化学试剂有限公司）；NH3－NH4Cl缓冲溶液；正戊烷（国药集团化学试剂有限公司）；以上试剂均为分析纯，所用的溶剂水均为二次蒸馏水。

1.2 实验方法

1.2.1 浊点萃取和测定方法［10］

取1.0mL的Cu2＋标准溶液置于10mL离心管中，分别依次加入1.0mL 2.0×10－3mol／L新铜试剂，1.0ml体积分数为2%的Triton X－100溶液，1.0ml pH为8.2NH3－NH4Cl缓冲溶液和1.5mL正戊烷，用二次蒸馏水稀释至10.0mL，摇匀，置于55℃水浴恒温锅10min后，以4000r／min离心15min，取上层有机相用可见分光光度计测定，以对应的空白试剂为参比，测定吸光度。

1.2.2 样品的预处理［11］

河水样品用普通滤纸过滤以除去悬浮在水中的微粒，然后对水样进行加热消解，具体操作如下：取过滤后的水样100ml于烧杯中，加入5ml浓HNO3，于电热板上低温加热（未沸），溶液消解到2～10ml，取下冷却后，加入2%HNO310ml温热溶解残渣，用事先酸洗过的中速滤纸过滤到50ml容量瓶中，用2%HNO3定容。

2 结果与讨论

2.1 配合物最大吸收波长的确定

金属配合物由于使用配合剂的不同而形成不同的配合物，因此其吸收光谱图也各不相同，在实验过程中，首先要画出配合物的吸收光谱曲线如图1所示，找出其最大的吸收波长。在本实验中，铜的配合物在450nm处吸光度最大。

在实验中发现有机相呈现的颜色为黄色。由图1可见，有机相选择性的吸收了波长在450nm附近的蓝紫色光，而对于蓝紫色光互补［12］的600nm以上的黄色光几乎不吸收，所以有机相呈黄色。

2.2 pH值对浊点萃取的影响

pH值主要影响螯合剂的形态，从而影响到配合物的形成，当溶液的酸度过高或过低时，金属离子与螯合剂形成的配合物都不稳定，从而影响萃取率。因此要选择合适的缓冲溶液。本实验测定了pH值在4.0～10.2时铜的萃取率，不同的pH值对浊点萃取的影响如图2所示，在pH值为8.2时，铜的萃取率最高。因此，本实验选择pH值为8.2。

图1 吸收光谱图的绘制

图2 pH值对浊点萃取的影响

2.3 缓冲溶液用量对浊点萃取的影响

加入缓冲溶液主要是为了使反应一直保持在合适的pH值，使金属离子与配合螯形成的配合物稳定，吸光度达到最大。由图3可见，当缓冲溶液的用量为1.0ml时吸光度最大。因此，缓冲溶液用量选为1.0ml。

2.4 新铜试剂用量对浊点萃取的影响

加入配合剂是为了与金属离子形成配合物，使得金属离子能够被萃取到表面活性剂胶束相中。因此应选择疏水基团多，而亲水基团少的配合剂，这样能使萃取效率提高。改变配合剂的用量对浊点萃取的影响见图4，当配合剂的用量为1.0mL的时候，有机相的吸光度最大。所以，本实验选取的新铜试剂的浓度为2.0 ×10－3mol／L，用量为1.0mL。

图3 缓冲溶液的用量对浊点萃取的影响

图4 新铜试剂用量对浊点萃取的影响

2.5 Triton X－100的用量对浊点萃取的影响

每种表面活性剂都有其固定的临界胶束浓度，Triton X－100的临界胶束浓度不仅决定了其用量，而且也决定了其萃取分离的效果，为此本实验通过改变Triton X－100的用量测定其萃取效果。实验结果见图5，当Triton X－100的用量为1.4mL时，其萃取效果最好。因此，本实验Triton X－100的用量为1.4mL。

图5 Triton X－100用量对浊点萃取的影响

2.6 绘制标准曲线

在以上用量确定的条件下，配制一系列浓度的铜离子标准试液，经本实验方法测定吸光度，实验的结果：铜的含量在0～1.0μg·mL－1范围之内服从比尔定律。由标准工作曲线求得线性回归方程：A＝0.046C－0.002，相关系数R2＝0.9987。这表明浊点萃取－分光光度法检测铜的吸光度与铜的浓度呈良好的线性关系。

2.7 水样中Cu（Ⅱ）对比实验——火焰原子吸收光谱法［13］

2.7.1 仪器工作条件

通过改变实验条件考察了Cu元素的仪器工作条件，并进行了优化选择。见表1为火焰原子吸收分光光度计的工作条件。

表1 火焰原子吸收的工作条件

2.7.2 线性范围和检出限

配制一系列浓度的铜离子标准试液，进行火焰原子吸收光谱法测定，绘制标准曲线，Cu2＋的质量浓度在0.01～50μg·mL－1范围内符合朗伯－比尔定律，由工作曲线求得回归方程：A＝0.00494C＋0.06234，相关系数R2＝0.9996，以11次空白测定值标准偏差的3倍除以斜率计算检出限为0.0032μg·mL－1。这表明其线性关系良好，火焰原子吸收分光光度法检测铜的精确度高。

2.8 水样中Cu（Ⅱ）的测定

2.8.1 样品中铜的测定和回收率实验

取20ml（溶液浓度的测量扩大了20倍）处理后的河水样品按实验方法对样品中痕量铜进行测定。回收率实验及原子吸收实验的结果，见表2。

表2 样品中铜离子含量的测定（n＝6）

3 结论

浊点萃取是一种简单的、安全的、高效的萃取与检测微量金属离子的方法。TritonX－100在加入的正戊烷后使它的浊点降低了。用新铜试剂作螯合剂、TritonX－100作为浊点萃取剂，与Cu2＋在pH＝8.2的缓冲体系中能形成稳定的配合物，分相后的配合物会富集在正戊烷中，可直接用分光光度计测定。在本实验过程中发现，使用本实验的方法测定水样中痕量的Cu（Ⅱ），结果还是令人满意的。

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Determination of Trace Amouts of Copper in Water Samples by Cloud Point Extraction–spectrophotometry

HONG Li－ming，LlU Xiao－zuo，LlU Lin－hai，ZHU Feng

（School of Chemistry and Chemical Engineering，Shangrao Normal University，Shang rao 334001）

A new method for the determination of trace Cu in water by spectrophotometry with cloud point extraction was investigated.The influence of cloud point extraction，separation and rich metal ions copper and appropriate reaction conditions were studied.It has shown that the Triton X－100with Cu（II）and new copper reagents to form a yellow complex.The maximum absorption wavelength and apparent molar absorptivity were 450nm and 2.860×103L·mol－1·cm－1.Beer’s law was obeyed in the range of 0.1～1.0mg·L－1，the relevant factors R2＝0.9987，a determining efficiency of recovery of 97%to 99%，and the relative with standard deviation（RSD）of 2%to 5%.

cloud point extraction；2，9－dimethyl－1，10－phenanthroline；spectrophotometry

O657.32

A

1004－2237（2015）06－0075－04

10.3969／j.issn.1004－2237.2015.06.015

2015－03－08

上饶师范学院科技项目（201003113）

洪利明（1979－），男，江西上饶人，讲师，硕士，主要从事分析化学研究。E－mail：hlm2012love＠163.com