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分光光度法作為一種經典的分析方法,因其設備成本低、操作簡便、靈敏度較高等優點,被廣泛應用于水中重金屬的檢測。對于水中銻(Sb)含量的測定,分光光度法通過銻與特定顯色劑反應生成有色絡合物,進而進行定量分析,是一種非常實用且高效的技術。 分光光度法測定銻的核心是顯色反應。其基本原理是:水樣中的銻離子(通常是Sb(III))在酸性介質中,與特定的有機顯色劑發生絡合反應,生成穩定的、在特定波長下有強烈吸收的有色絡合物。該絡合物的吸光度值與水中銻的濃度在一定范圍內服從朗伯-比爾定律,即吸光度(A)與濃度(C)成正比關系(A = εbC)。通過測量有色溶液的吸光度,與標準曲線進行比對,即可計算出水樣中銻的準確含量。 常用的顯色劑包括5-Br-PADAP(2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基酚)、結晶紫、羅丹明B等。其中,5-Br-PADAP因其與銻形成的絡合物靈敏度高、選擇性好而備受青睞。 檢測步驟詳解 1. 水樣預處理: 采集的水樣可能含有懸浮物、有機物或其他干擾離子,且銻可能以不同的價態存在。因此,檢測前通常需要進行預處理: 消解: 若水樣含有有機物或銻被包裹在懸浮顆粒中,需采用酸消解法。通常加入硝酸-硫酸混合酸,加熱至樣品清澈透明,以徹底破壞有機物并將所有形態的銻轉化為可測定的離子形態。 價態還原與掩蔽: 為保證顯色反應的專一性,通常需要將水中的Sb(V)還原為能與顯色劑反應的Sb(III)。常使用碘化鉀-硫脲作為還原劑和掩蔽劑。碘化鉀不僅能將Sb(V)還原為Sb(III),其生成的KI3還能與Sb(III)形成配合物,從而增強后續顯色反應的靈敏度和選擇性。同時,硫脲可以掩蔽某些干擾離子(如Cu2?)。 2. 顯色反應: 取適量預處理后的水樣或標準溶液于比色管中。 調節酸度: 精確加入一定量的鹽酸或硫酸,維持反應所需的最佳酸度環境(通常為較強酸性)。 加入顯色劑: 加入5-Br-PADAP等顯色劑溶液,并定容至一定體積。 反應穩定: 劇烈振蕩混合均勻,在室溫下靜置一段時間(如15-20分鐘),確保顯色反應完全且生成的絡合物顏色達到穩定。 3. 吸光度測量: 選擇一臺可見光分光光度計,根據所用顯色劑-銻絡合物的最大吸收波長(例如,使用5-Br-PADAP時,最大吸收波長通常在606 nm附近)設置儀器。 用參比溶液(通常為所有試劑但不含銻的空白溶液)校正儀器零點,以消除試劑本身顏色的干擾。 將充分顯色的待測溶液倒入光徑為1cm的比色皿中,放入分光光度計測量其吸光度值。 4. 繪制標準曲線與結果計算: 配制一系列已知濃度的銻標準溶液,與待測水樣進行完全相同的預處理和顯色操作。 測量各標準溶液的吸光度,以銻濃度為橫坐標,吸光度為縱坐標,繪制標準曲線。理想狀態下應得到一條通過原點的直線。 將待測水樣的吸光度值代入標準曲線的回歸方程中,即可計算出水樣中銻的濃度。若水樣在預處理階段經過了稀釋或濃縮,需在計算時進行相應換算。 分光光度法測定水中銻,其方法檢出限可低至1-2 μg/L,線性范圍良好,相對標準偏差(精密度)和加標回收率(準確度)均能滿足常規水質監測的要求。該方法是實驗室日常監測的可靠手段,尤其適合基層單位及現場快速篩查。隨著自動化技術的發展,基于分光光度法的在線自動監測儀也已出現,通過液液微萃取等技術富集和顯色,實現了對地表水中痕量銻的連續、自動監控,為水環境重金屬污染預警提供了強有力的工具。
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