混合表面活性劑百里香酚藍(lán)分光光度法測(cè)定鈦

湯家華 林皖麗

摘要：以阿拉伯樹(shù)膠和溴化十六烷基三甲胺（CTMAB）混合表面活性劑為增敏、增穩(wěn)劑，百里香酚藍(lán)為顯色劑，用分光光度法測(cè)定了水泥中鈦的含量。探討了鈦（Ⅳ）和百里香酚藍(lán)顯色反應(yīng)條件，著重考察了不同的表面活性劑對(duì)體系的增敏和增穩(wěn)作用。結(jié)果表明：磷酸介質(zhì)中，阿拉伯樹(shù)膠和CTMAB存在下，鈦（Ⅳ）和百里香酚藍(lán)能生成一種紫紅色的配合物，配合物在553 nm波長(zhǎng)處有最大吸收，Ti（Ⅳ）的質(zhì)量濃度在0.08～0.72μg/mL范圍內(nèi)服從比爾定律，表觀摩爾吸光系數(shù)為8.64×104 L·mol-1·cm-1。方法應(yīng)用于水泥樣品中鈦的測(cè)定，結(jié)果滿意。

關(guān)鍵詞：混合表面活性劑；百里香酚藍(lán)；分光光度法；鈦

中圖分類號(hào)：O65文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

鈦具有耐高溫、耐低溫、抗腐蝕性，以及高強(qiáng)度、低密度等特點(diǎn)。目前測(cè)定鈦的方法主要有電感耦合等離子體質(zhì)譜法[1-2]、X射線熒光光譜法[3-4]、滴定法[5]、分光光度法[6-8]等，分光光度法因其具有快速簡(jiǎn)便、重現(xiàn)性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用于鈦含量的測(cè)定[9-10]。百里香酚藍(lán)是棕綠色結(jié)晶性粉末，不溶于水，在不同溶液中呈現(xiàn)不同的顏色：溶于乙醇呈橙色，溶于稀堿液呈藍(lán)色。它的熔點(diǎn)在221℃～224℃范圍內(nèi)。百里香酚藍(lán)不僅是酸堿指示劑[11-12]，還是一種顯色劑，酸度范圍為pH1.2～2.8，從紅色變?yōu)辄S色；堿度范圍為pH8.1～9.7，從黃色到藍(lán)色；作為顯色劑在光度法分析中，已用于鈦[13]、鋅[14]、鐵[15]、硫脲[16]等物質(zhì)的測(cè)定。混合表面活性劑的增穩(wěn)、增敏在光度分析中已得到了應(yīng)用[17-18]。本論述在有關(guān)文獻(xiàn)[13]基礎(chǔ)上，以百里香酚藍(lán)為顯色劑，用阿拉伯樹(shù)膠和溴化十六烷基三甲胺（CTMAB）混合表面活性劑代替單一的阿拉伯樹(shù)膠后，最大吸收波長(zhǎng)由590 nm藍(lán)移至553 nm，不僅配合物的穩(wěn)定性增強(qiáng)，且吸光度增大，表觀摩爾吸光系數(shù)高達(dá)8.64×104L·mol-1·cm-1，與文獻(xiàn)[13]（3.4×104L·mol-1·cm-1）相比，該方法的靈敏度提高了134%。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器和試劑

752紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海元析儀器有限公司）；T9CS雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；FA2004N電子分析天平（上海菁海儀器有限公司）；1810-B石英自動(dòng)雙重純水蒸餾器（金壇市精達(dá)儀器制造有限公司）。

Ti（Ⅳ）標(biāo)準(zhǔn)貯備液：1 mg/mL（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）；Ti（Ⅳ）標(biāo)準(zhǔn)工作液：10μg/mL；移取5.0 mL Ti（Ⅳ）貯備液于500 mL的容量瓶中，用（5∶95）硫酸溶液定容；百里香酚藍(lán)乙醇溶液：0.5 g/L；酒石酸鉀鈉溶液：1 g/L；阿拉伯樹(shù)膠溶液：10 g/L；CTMAB溶液：10 g/L；H3PO4：3 mol/L；實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純，水為二次蒸餾水。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

移取適量T（iⅣ）標(biāo)準(zhǔn)工作液于25 mL容量瓶中，依次加入1g/L酒石酸鉀鈉1.0mL，0.5g/L百里香酚藍(lán)4.0mL，3 mol/L磷酸1.0 mL，10 g/L阿拉伯樹(shù)膠1.0 mL和10 g/L CTMAB溶液0.5 mL，用水定容至刻度、搖勻。靜置10 min后，用1 cm吸收池，以試劑空白為參比，在553 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

2結(jié)果與討論

2.1吸收光譜

移取10μgTi（Ⅳ）標(biāo)準(zhǔn)工作液于25 mL容量瓶中，按實(shí)驗(yàn)方法配制顯色溶液和相應(yīng)的試劑空白溶液，測(cè)定兩種溶液在不同波長(zhǎng)下的吸光度，并繪制吸收光譜如圖1所示。在稀磷酸介質(zhì)中，Ti（Ⅳ）與百里香酚藍(lán)形成了紫紅色配合物，配合物的最大吸收峰在553 nm處，試劑空白為黃色，其最大吸收峰在443 nm，對(duì)比度為110 nm，在相同的環(huán)境下，顯色溶液與試劑空白色差特別大，為了使方法有高的靈敏度，選553 nm為測(cè)定波長(zhǎng)。

2.2酸的影響

試驗(yàn)了硫酸、磷酸、鹽酸等酸性介質(zhì)對(duì)顯色反應(yīng)的影響。結(jié)果表明：在酸度相近情況下，磷酸介質(zhì)中顯色反應(yīng)的靈敏度明顯高于硫酸和鹽酸，因此，確定磷酸為反應(yīng)介質(zhì)。當(dāng)3 mol/L磷酸溶液的用量在0.5～2.0 mL時(shí)，配合物的吸光度基本不變，則確定磷酸溶液用量為1.0 mL。

2.3顯色劑（百里香酚藍(lán)）用量

移取10μgTi（Ⅳ）于25 mL容量瓶中，加入不同量的百里香酚藍(lán)乙醇溶液，按實(shí)驗(yàn)方法加其它試劑，結(jié)果表明：當(dāng)百里香酚藍(lán)的用量為4.0 mL時(shí)，吸光度最大。故確定百里香酚藍(lán)乙醇溶液的用量為4.0 mL。

2.4表面活性劑種類及其用量

試驗(yàn)了單一的離子表面活性劑Tritonx-100、CT？ MAB、阿拉伯樹(shù)膠及阿拉伯樹(shù)膠和CTMAB混合表面活性劑對(duì)體系的作用。結(jié)果表明：加入Tritonx-100時(shí)，吸光度基本無(wú)變化；加入CTMAB、阿拉伯樹(shù)膠時(shí)，吸光度略有增大，但顯色體系不穩(wěn)定；加入阿拉伯樹(shù)膠和CT？ MAB混合表面活性劑時(shí)，不僅吸光度明顯增大且配合物的穩(wěn)定性增強(qiáng)，所以在反應(yīng)體系中加入了阿拉伯樹(shù)膠+CTMAB混合表面活性劑。當(dāng)阿拉伯樹(shù)膠用量為 1.0 mL、CTMAB用量為0.5 mL時(shí)，配合物的吸光度最大且基本不變。所以實(shí)驗(yàn)選取阿拉伯樹(shù)膠和CTMAB的體積分別為1.0 mL和0.5 mL

2.5酒石酸鉀鈉用量的影響

為了提高顯色反應(yīng)的選擇性，實(shí)驗(yàn)時(shí)加入酒石酸鉀鈉掩蔽劑，并討論了酒石酸鉀鈉用量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，當(dāng)酒石酸鉀鈉的用量在0.5～3.0 mL之間時(shí)，吸光度基本不變，確定酒石酸鉀鈉的用量為1.0 mL。

2.6反應(yīng)時(shí)間

實(shí)驗(yàn)表明：在常溫下，Ti（Ⅳ）與百里香酚藍(lán)顯色反應(yīng)瞬間完全，生成一種紫紅色的配合物，吸光度在0.5 h內(nèi)基本穩(wěn)定。

2.7共存離子的影響

考慮到實(shí)驗(yàn)測(cè)定水泥樣品中的鈦，對(duì)水泥樣品中共存離子進(jìn)行了干擾實(shí)驗(yàn)的測(cè)定。對(duì)于10μgTi（Ⅳ），當(dāng)相對(duì)誤差≤±5%時(shí)，共存離子的允許量（mg）為：Mg2+（30），Na+、K+（10），Cu2+（3），NO3-（2），Ca2+、Ba2+、Al3+（1），Zn2+（0.5），F(xiàn)e3+、Mn2+（0.1），Ni2+（0.05）。

2.8工作曲線

在7只25 mL容量瓶?jī)?nèi)分別加入不同量的Ti（Ⅳ）標(biāo)準(zhǔn)溶液，以試劑空白為參比，在波長(zhǎng)553nm處分別測(cè)定不同濃度溶液的吸光度，結(jié)果表明：Ti（Ⅳ）含量在0.08～0.72μg/mL時(shí)與吸光度有良好的線性關(guān)系，線性回歸方程為A=0.0722C（μg/25 mL）+0.1322，相關(guān)系數(shù)r=0.9988，表觀摩爾吸光系數(shù)為8.64×104L·mol-1·cm-1。

3樣品分析

準(zhǔn)確稱量0.5 g左右水泥樣品，按文獻(xiàn)[13]制作成250 mL水泥樣品試液。在25 mL容量瓶中，加入1.00 mL水泥樣品試液，按實(shí)驗(yàn)方法再依次加入其它試劑，顯色后測(cè)定吸光度，利用工作曲線計(jì)算水泥樣品中鈦的含量，分析結(jié)果見(jiàn)表1和表2所列。

4結(jié)論

本論述在磷酸介質(zhì)中，用阿拉伯樹(shù)膠和CTMAB混合表面活性劑，以百里香酚藍(lán)為顯色劑，研究了Ti（Ⅳ）與百里香酚藍(lán)最佳顯色條件。配合物的最大吸收波長(zhǎng)為553 nm，表觀摩爾吸光系數(shù)高達(dá)8.64×104L·mol-1·cm-1，在體系中用阿拉伯樹(shù)膠和CTMAB混合表面活性劑，不僅穩(wěn)定性增強(qiáng)，且方法的靈敏度提高了134%。該方法用于水泥樣品中鈦含量的測(cè)定時(shí)，測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相近、準(zhǔn)確度高、精密度好。

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