顯色酸度對(duì)鉬銻抗分光光度法測(cè)定土壤中總磷的影響

王文路

(甘肅省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，甘肅 蘭州 730020)

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顯色酸度對(duì)鉬銻抗分光光度法測(cè)定土壤中總磷的影響

王文路

(甘肅省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，甘肅 蘭州 730020)

采用堿熔-鉬銻抗分光光度法測(cè)定土壤中總磷時(shí)，顯色溶液的酸度影響磷鉬絡(luò)合物的形成和穩(wěn)定，pH指示劑2,4-二硝基苯酚在環(huán)境溫度低時(shí)配制困難、辨色不明顯。分析了顯色酸度對(duì)吸光值的影響，并對(duì)2,4-二硝基苯酚的配制方法進(jìn)行了改進(jìn)，方法操作簡(jiǎn)單，提高了分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。

分光光度法；磷；酸度；pH指示劑

土壤總磷是指土壤中各種形態(tài)磷素的總和[1-3]，是土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)的主要項(xiàng)目之一。目前我國(guó)已將氫氧化鈉堿熔-鉬銻抗分光光度法測(cè)定土壤中總磷列為標(biāo)準(zhǔn)方法《土壤 總磷的測(cè)定 堿熔-鉬銻抗分光光度法》(HJ 632-2011)(以下簡(jiǎn)稱《HJ 632-2011》)。該法中所使用的pH指示劑2,4-二硝基苯酚在溫度低時(shí)配制困難，辨色不明顯，有可能導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果發(fā)生偏離。

現(xiàn)探究了顯色酸度對(duì)磷鉬藍(lán)穩(wěn)定性所產(chǎn)生的影響，并對(duì)2,4-二硝基苯酚指示劑配制方法進(jìn)行了改進(jìn)與應(yīng)用驗(yàn)證。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器

TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)；PXSJ-216型離子分析儀(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司)。

1.2 主要試劑及配制

1.2.1 2,4-二硝基酚指示劑的配制

配制方法1(ρ=0.002 g/mL)：按《HJ 632-2011》中的配制方法，即0.20 g 2,4-二硝基苯酚溶于適量水中，溶解后加水至100 mL，混勻[4]。

配制方法2(ρ=0.001 g/mL)：2,4-二硝基苯酚0.10 g溶于20 mL乙醇中，用水稀釋至100 mL。若存在少量沉淀，取上清液，或過濾后使用。

1.2.2 其他試劑

總磷標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：采用環(huán)保部標(biāo)準(zhǔn)樣品研究所制備的“GSBZ 50033-95水質(zhì)總磷(203942)”標(biāo)準(zhǔn)樣品。其他試劑及配制同《HJ 632-2011》。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

參照《HJ 632-2011》方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 顯色酸度對(duì)吸光值的影響

顯色溶液的酸度在很大程度上影響磷鉬絡(luò)合物的形成，當(dāng)酸度過高時(shí)，會(huì)破壞磷鉬藍(lán)的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致顯色不完全或完全不顯色，結(jié)果偏低；當(dāng)酸度過低時(shí)，磷鉬雜多酸和過量鉬酸銨同時(shí)被還原，且影響顯色體系穩(wěn)定性。因此，過酸與不足均會(huì)影響分析結(jié)果[5]。

為了驗(yàn)證顯色酸度對(duì)吸光值的影響，用磷標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行pH值影響實(shí)驗(yàn)，調(diào)節(jié)樣品溶液pH值分別在2～3，4～5，6～7，8～9之間，加入鉬酸鹽顯色后比色測(cè)定吸光度，并計(jì)算磷檢出量、相對(duì)偏差。分別在顯色15，30和45 min后測(cè)定吸光值的變化，以確定樣品不同pH值對(duì)吸光值穩(wěn)定性的影響，結(jié)果見表1。

表1 樣品溶液pH值的變化對(duì)吸光值影響①

① 含磷：(28.4±1)μg。

由表1可見，磷含量相同的樣品通過調(diào)節(jié)樣品pH值在2～9之間，顯色15 min后，不同pH值的樣品吸光值無太大差別；在顯色30～45 min后，所對(duì)應(yīng)磷含量吸光值(即磷鉬藍(lán)的穩(wěn)定性)與顯色15 min時(shí)無明顯變化，且與樣品pH值的調(diào)節(jié)也無明顯關(guān)聯(lián)。由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算知，當(dāng)調(diào)節(jié)樣品pH值在2～9之間，加入鉬酸鹽溶液后，顯色體系pH值可達(dá)0.89～1.30之間([H+]在0.050～0.129 mol/L)，已接近鉬銻抗體系最終的顯色酸度0.35～0.55 mol/L (H+)，可使磷鉬藍(lán)基本達(dá)到顯色穩(wěn)定。表1中經(jīng)過有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的驗(yàn)證，測(cè)定結(jié)果均在質(zhì)控范圍(28.4±1) μg內(nèi)。

2.2 2,4-二硝基苯酚指示劑的視覺判別

2,4-二硝基苯酚常在分析化學(xué)中用作酸堿指示劑，變色范圍是pH值=2.4(無色)～4.4(黃色)[6]。2,4-二硝基苯酚溶于堿液中呈黃色，用0.5 mol/L的硫酸溶液或2 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)使溶液剛呈微黃色即認(rèn)為溶液pH值為4.4。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微黃色、淺黃色于肉眼直接辨認(rèn)存在視覺誤差，且2,4-二硝基苯酚溶于堿液中呈黃色，也對(duì)辨認(rèn)存在干擾?？稍谡{(diào)節(jié)pH值前用pH試紙粗略測(cè)定酸堿程度，再少量滴加酸或堿進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可在比色管下墊放白紙以更準(zhǔn)確地判斷顏色。

2.3 2,4-二硝基苯酚指示劑的配制方法改進(jìn)

在《HJ 632-2011》中，2,4-二硝基苯酚指示劑的配制方法是將0.20 g 2,4-二硝基苯酚溶于適量水中，溶解后加水至100 mL[4]。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，0.20 g 2,4-二硝基苯酚在室溫(20～25 ℃)下很難溶于100 mL水中，經(jīng)過加熱溶解后，待溶液逐漸恢復(fù)至室溫時(shí)，又有一定量晶體析出，該現(xiàn)象在北方冬天或室內(nèi)溫度低于20 ℃時(shí)尤為明顯。這是由于2,4-二硝基苯酚在水中溶解度(g/100 g飽和溶液)分別為：0.137(54.5 ℃)，0.301(75.8 ℃)，0.587(87.4 ℃)，1.22(96.2 ℃)。2,4-二硝基苯酚在水中溶解度較小，0.20 g在室溫下較難全部溶解，配制有一定困難。2,4-二硝基苯酚溶于乙醇、苯、氯仿和乙醚[7]。因此，2,4-二硝基苯酚指示劑的配制可用0.10 g 2,4-二硝基苯酚溶于20 mL乙醇中，用水稀釋至100 mL。兩種方法配制的指示劑對(duì)吸光值的影響對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 2,4-二硝基苯酚指示劑不同配制方法對(duì)吸光值的影響

指示劑配制方法1、配制方法2對(duì)應(yīng)曲線的方程分別為y1=0.029 4x+0.002 3(r=0.999 8)和y2=0.029 7x+0.003 1(r=0.999 7)。

由表2可知，2,4-二硝基苯酚指示劑的配制方法經(jīng)過改進(jìn)后，樣品吸光值穩(wěn)定，曲線斜率和截距均符合要求，且曲線相關(guān)性達(dá)0.999以上。相比《HJ 632-2011》直接用水溶解配制的方法，改進(jìn)后的方法配制更容易，不受室溫條件限制。

3 結(jié)語

磷含量相同的樣品通過調(diào)節(jié)樣品pH值在2～9之間，顯色15 min后，不同pH值的樣品吸光值無太大差別，在顯色30～45 min后，吸光值的變化與顯色15 min時(shí)無明顯變化。這是由于鉬酸鹽本身是由鉬酸銨溶液加入(1+1)硫酸，再加入酒石酸銻氧鉀配制而成，酸度較大，其決定了整個(gè)顯色體系的酸度，而對(duì)于pH值在2～9之間的樣品對(duì)顯色體系酸度的貢獻(xiàn)較小。

相比《HJ 632-2011》直接用水溶解配制的方法，改進(jìn)后的方法配制更容易，不受室溫條件限制。使用2,4-二硝基苯酚指示劑可對(duì)顯色體系酸度進(jìn)行微調(diào)，使樣品測(cè)定條件保持一致，提高分析結(jié)果準(zhǔn)確性。

[1] 國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局. 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M]. 4版. 北京: 中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社, 2006: 243-244.

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Exploration on the Effect of the Colorred-Solution Acidity in Determining Total Phosphorus in Soil by Molybdenum Antimony Anti-Spectrophotometry

WANG Wen-lu

(GansuEnvironmentalMonitoringCenter,Lanzhou,Gansu730020,China)

When using the alkali fusion-molybdenum antimony anti-spectrophotometric method for the determination of total phosphorus in soil, several problems were present including the influence of solution acidity on the formation and stability of the phosphorus molybdenum complex, difficulty in making the pH indicator 2,4-dinitrophenol at low ambient temperature and the coloration was not obvious for identification. This paper studied the effect of the acidity of the colorred solution on the absorbance value and improved preparation method for the 2, 4-dinitrophenol indicator. The modified method is simpler in operation and more accurate in analysis.

Spectrophotometric method; Phosphorus; Acidity; pH indicator

2015-04-28；

2015-07-31

王文路(1986—)，女，工程師，本科，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)與化學(xué)分析工作。

O657.32

B

1674-6732(2015)05-0030-03