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DPD分光光度法测定过硫酸氢钾复合粉中有效氯含量
时间:2017-06-01 点击次数:1629


DPD分光光度法测定过硫酸氢钾复合粉中有效氯含量

测定过硫酸氢钾复合粉中有效氯含量的N,N 一二乙基一1,4一苯二胺(DPD)分光光度法。
以碘酸钾标准溶液为对照,将DPD溶液和磷酸盐缓冲液(pH 6.5)混合后,加入待测样品,在325 nm处对三者反应形成的红色半醌式化合物进行分光光度测定。结果表明:有效氯浓度在0.05~2.0 mg/L范围内与吸光度值呈现良好的线性关系,相关系数r为0.999 2;方法重复性好(RSD≤2.65% ,n=6);准确度高,平均回收率为93.68% ~105.55%(RSD≤1.29% ,/1,=6),且与碘量滴定法测定的结果相比在统计学上无显著差异。该法简单、准确、重现性好,可作为过硫酸氢钾复合粉有效氯含量的测定方法。

过硫酸氢钾复合粉是一种新型的过氧化物消毒剂,其在水中经链式反应可以连续持久地产生次氯酸、新生态氧和活性氧自由基,氧化和氯化病原体,干扰微生物DNA、RNA合成,使菌体蛋白质变性凝固,从而杀灭病原微生物⋯ ;过硫酸氢钾复合粉以过硫酸氢钾复合盐为主要成分,辅以氯化钠、表面活性剂等,具有低毒、广谱、和使用方便的优点,美国农业部(USDA)已将其作为机场出入境消毒的常用消毒剂之一,来控制外来病原的入侵。目前此类消毒剂已广泛用于各型农场、畜舍环境、饮水设备及空气的消毒。


过硫酸氢钾复合粉中有效氯含量的控制是发挥其消毒效应的核心环节之一,目前测定消毒剂中有效氯含量的方法为碘量滴定法,但此法操作繁琐、费时;其他测定有效氯含量的方法有分光光度法、化学发光法、碘离子选择电极法、色谱法、漫反射光谱法和流动注射分析法等,在这些方法中zui常用的为N,N 一二乙基一1,4一苯二胺(DPD)分光光度法,但其多用于饮用水、医院污水及造纸和印染废水中余氯的测定 ,尚未见对消毒剂中有效氯质量控制研究的详细报道。本研究采用DPD分光光度法测定过硫酸氢钾复合粉中有效氯的含量,旨在建立一种简单、快速、重现性好的有效氯质量控制方法。

1 材料与方法
1.1 仪器与设备UV1901PC紫外可见分光光度计,上海奥析科学仪器有限公司;电子天平,美国梅特勒一托利多仪器有限公司;超纯水机.
1.2 药品与试剂 过硫酸氢钾复合粉:由中国农业科学院上海兽医研究所药学研究室制备,批号091101;碘酸钾:纯度≥99.8% ,批号F20091009;DPD:纯度≥98% ,批号200912,Sigma公司;其他试剂均为分析纯,实验用水为去离子水(电阻率>18 MQ em一)。
1.3 溶液的配制 磷酸盐缓冲溶液(pH6.5):称取十二水合磷酸氢二钠60.5 g、无水磷酸二氢钾46g和乙二胺二乙酸二钠0.8 g,用去离子水溶解并定容至1 L;DPD硫酸盐溶液:称取无水DPD硫酸盐1.1 g,溶于去离子水中,再加入2 mL硫酸(P=1.84 g/mL)和0.2 g乙二胺二乙酸二钠,定容至1L(储存在棕色瓶中,于冰箱内保存);碘酸钾标准贮备液:称取干燥至恒重的优级纯碘酸钾1.006 g,溶于水后定容至1 000 mL容量瓶;碘酸钾标准使
用液:吸取10.0 mL碘酸钾标准贮备液于1 000 mL棕色容量瓶中,加入约1 g碘化钾,加水至标线,混匀,临用现配,1.O0 mL此标准使用液含10.06 gKIO3,相当于0.141 Ixmo](10.0 g)C12。
1.4 标准曲线的制备 分别吸取0、0.50、1.O0、2.O0、4.O0、8.O0、12.0、15.0、18.0、20.0 mL碘酸钾标准使用液于100 mL容量瓶中,然后向各容量瓶中加入1.0 mL硫酸溶液(1 rnol/L);1 min后,于各容量瓶中再加入1.0 mL氢氧化钠溶液(2 mol/L),用去离子水定容。各瓶中有效氯浓度C(C1 )分别为0、0.05、0.1、0.2、D.4、0.8、1.2、1.5、1.8、2.0mg/L。在加入5.0 mL缓冲溶液和5.0 mL DPD的250 mL锥形瓶中,1 min内加入上述标准系列溶液,混匀后,在波长325 nm处,用10 mm比色皿测定各溶液的吸光度,于2 min内完成比色分析。以有效氯浓度C(C1:)对吸光度绘制校准曲线,求出回归方程及相关系数。
1.5 反应产物的制备将过硫酸氢钾复合粉稀释至15 mg/L,然后与锥形瓶中加入的显色剂DPD、碘化钾和缓冲液进行反应,得到待测样品反应产物;而当锥形瓶中不加入待测样品溶液和碘酸钾标准液,仅有显色剂DPD、碘化钾和缓冲液进行反应时,得到空白反应产物;取有效氯浓度为1.5 mg/L的碘酸钾标准液,与显色剂DPD、碘化钾和缓冲液进行反应,得到标准物质反应产物。上述反应产物用于特异性试验。
1.6 有效氯含量测定 称取过硫酸氢钾复合粉100.0 mg,用水溶解定容至100 mL容量瓶,然后吸取此复合粉溶液1.5 mL于100 mL容量瓶中,加水稀释至刻度;另取250 mL锥形瓶,依次加入5.0 mLDPD试剂、稀释至100 mL的消毒剂溶液、1.0 g碘化钾,并逐滴滴加5.0 mL磷酸盐缓冲液,同时摇动锥形瓶使溶液在瞬间混合均匀。在与绘制标准曲
线相同条件下测定吸光度,由标准曲线求得浓度为C,通过下式计算,即可得出过硫酸氢钾复合粉中有效氯的含量。有效氯含量(%):v 1 fIL式中:c一有效氯浓度,单位mg/L;Vo一试样zui大体积,100 mL; 一实际取样体积,单位mL;100一过硫酸氢钾复合粉溶解所需水的体积,单位mL;m一过硫酸氢钾复合粉质量,单位g。
2 结果与讨论
2.1 特异性将待测样品、空白反应产物、标准物质反应产物和待测样品反应产物进行260—760 nm全扫描,结果见图1。在325 nm和510 nm处,待测样品与空白反应产物均无特征吸收峰(空白反应产物仅在260~320 am处有部分吸收)。同时,本试验用DPD分光光度法进行有效氯含量测定时,以空白反应产物为参比溶液,从而保证其他成分对含量测定均无干扰。260.0 300.0 400.0 500.0 600.0 700.0 760
A.待测样品;B.空白反应产物;
C.待测样品反应产物;D.标准物质反应产物 260~760 nm全扫描图谱
2.2 吸收光谱 对不同浓度的碘酸钾标准溶液(0~9 mg/L)显色后的产物进行200~760 nm扫描测量,发现在325 nm和510 nm均有吸收峰,其吸光度与对应的浓度关系见图2a,从此图可以看出,在510 nm处当浓度达到7 mg/L后,产物吸光度值开始下降,而在325 nm处吸光度值仍然继续升高,依然遵从朗伯一比尔定律,故与510 nm处比色相比,325nm处比色可以增加含量测定的线性范围;从图2b标准曲线的斜率上可以发现,吸收波长为325 nm时
的斜率要显著大于后者,而此斜率代表灵敏度的高低。综上,选择zui大吸收波长为325 nm不仅可以增加含量测定的范围,还可以提高DPD法的灵敏度。
A.浓度范围0~9 mg/L;B.浓度范围0~2 mg/L 有效氯浓度与吸光度之间关系
2.3 酸度的影响 取9只100 mL容量瓶,分别加入10.0 mL碘酸钾标准使用液,稀释至刻度;在250mL的锥形瓶中,分别加入5 mL不同pH值(3、4、5、6、6.5、7、8、9和lO)的缓冲液和5 mL DPD硫酸盐溶液,迅速加入上述标准溶液进行测定吸光度值在pH 6~7之间zui大,合适的pH测定范围为中性附近,本试验选择pH为6.5。

显色反应产物在不同pH下的吸光度
2.4 温度 同一浓度的标准溶液在不同温度下测定其吸光度值,试验发现,显色速度、灵敏度与稳定性在10—25℃范围内,几乎没有变化,故将DPD比色法的温度确定为l0~25 clC。
2.5 显色时间 将有效氯浓度为1.5 mg/L的过硫酸氢钾复合粉样品与显色剂反应后,在1~30min内测定其吸光度值的变化,在显色2 min内,吸光度值保持稳定,随后吸光度值有所下降,故应在2 min内完成比色分析。显色反应产物的吸光度随时间变化曲线.
2.6 标准曲线 以有效氯的浓度为横坐标,以325ilm处对应的吸光度值为纵坐标作图。当有效氯含量在0.05~2.0 mg/L之间时,线性关系良好(图2),其回归方程为l,=0.4459X+0.0088(r=0.999 2,n=5)。
2.7 加标回收率试验取碘酸钾标准使用液,分别配制低、中、高(0.1、1.0、2.0 mg/L)三种不同浓度的溶液,各平行6份,按照“1.4项”操作,于2min内进行比色分析,计算其加标回收率,结果见表
1.回收率在93.68% ~105.55% ,表明度良好。
表1 加标回收率试验(n=6)
2.8 精密度对低、中、高(0.1、1.0、2.0 mg/L)三个剂量的碘酸钾标准溶液进行精密度试验,每个浓度测定6次,其RSD分别为2.65% 、1.90% 和0.68%(表2);取同批复合粉消毒剂溶液100 mL,按照“1.6项”操作,平行测定6次,其RSD为0.69%。结果表明方法具有较好的重复性和重现性。 DPD分光光度法测定过硫酸氢钾复合粉有效氯含量的精密度考察(n=6)
2.9 DPD法与碘量法的比较 用DPD法和碘量法同时测定6份样品,并对结果进行有效氯百分含量计算,结果见表3。经统计学处理,两者无显著性差异(t:2.389,P>0.05)。
3 结论
本试验对DPD分光光度法的zui佳吸收波长、缓冲液pH、温度和显色时间进行考察,结果发现:当选择zui大吸收波长为325 nm时,既可以扩大标表3 DPD分光光度法与碘量法测定过硫酸氢钾复合粉有效氯含量对比试验方法DPD法10.60 10.57 10.40 10.59 10.62 10.54碘量法 10.57 10.39 10.18 10.42 10.46 10.38准曲线的线性范围 j,又提高了此法的灵敏度;缓冲液的pH应为中性附近,本试验选择pH为6.5;适宜测定温度为常温;显色2 min内反应产物的吸光度值保持稳定,故应在2 min内完成比色分析。
测定过硫酸氢钾复合粉中的有效氯含量时,为避免缓冲溶液与显色剂混合后放置过久而呈现假红性,混合后应立即加入过硫酸氢钾复合粉溶液进行测定。本试验建立的分析方法具有良好的重现性和重复性(RSD~<2.65%),有效氯浓度在0.05—2.0 mg/L范围内线性关系良好,平均回收率达到93.68% ~105.55%,与碘量法比较,两者在统计学上无显著性差
异,且操作简便,快速,结果准确度较高,可作为过硫酸氢钾复合粉消毒剂中有效氯含量的测定方法。

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