1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚與多種金屬離子螯合性質研究.doc

精品論文大全1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚與多種金屬離子螯合性質研究丁云松，楊振寧 重慶大學化學化工學院，重慶 (400044) e-mail：snake_摘要：研究了 1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(pan)與銅、鎘、汞、鉛、鋅、鈷、鎳離子形成的螯 合物的性質。實驗表明：金屬離子與 pan 形成的螯合物最大吸收波長在 550570 之間，光度分析時線性范圍大、相關系數(shù)均超過 0.99。由此可知 pan 是一種性質穩(wěn)定的分析試劑， 能夠準確的對金屬離子進行監(jiān)測。關鍵詞：1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(pan)，分光光度法，摩爾吸光系數(shù)，相關系數(shù)，螯合物0. 引言現(xiàn)階段，分光光度法在環(huán)境監(jiān)測中仍然是一種使用較為普遍的監(jiān)測方法，而選擇正確 的有機分析試劑是分光光度法中最為重要的環(huán)節(jié)1。1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(pan)是一種常 見的金屬離子顯色劑，能與許多金屬離子形成穩(wěn)定的絡合物，可以準確的監(jiān)測出離子的濃 度。本文詳細的研究了銅、鎘、汞、鉛、鋅、鈷、鎳和 pan 的螯合條件以及監(jiān)測的準確度。1. 實驗部分1.1 實驗儀器與試劑儀器：紫外-可見分光光度計：lambda850 型，美國 perkinelmer 公司；超聲波清洗器： kh-500db，昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；電子分析天平：fa1104n 精確到 0.0001g，上海 精密科學儀器有限公司；酸度計：phs-3c，精確到 0.1(型號)，上海大中分析儀器廠；純水 器：pw60l/h，15-18.2m.cm，上海美雷環(huán)境科技有限公司試劑：pan 的四氯化碳溶液；naac-hac 緩沖溶液；nh4cl-nh3h2o；純銅粉；hgcl2； cocl2h2o； ni(no3)26h2o；zno；pb(no3)2 ；cdcl22（1/2）h2o。所用試劑均為 分析純（ar），均配成 10mg/l 的標準溶液。1.2 實驗方法分別移取適量的各種金屬離子標準溶液于 50ml 比色管中，加水定容至 25.0 ml，依次 加入 2.5ml nh4cl-nh3h2o 緩沖溶液、5mlpan-chcl3 溶液，劇烈震蕩 2s。放置 25min 后轉入 1cm 比色皿中，在 510580nm 波長范圍內間隔 1nm 對螯合物進行吸光度測定。1.3 panpan 是一種熔點為 140142的黃色針狀晶體，可用作測定金屬離子的光度試劑和螯 合滴定的金屬指示劑。固體 pan 很穩(wěn)定，可溶于堿性溶液和有機試劑，其溶液成黃色3。2. 結果與討論2.1 吸收光譜按照述實驗方法進行實驗，得到銅、鎘、汞、鉛、鋅、鈷、鎳-pan 螯合物的吸光曲 線見圖 1-7。由圖 1 可知各種金屬離子螯合物的最大吸光波長分別為：max,cu-pan=561， max,cd-pan=555 ， max,hg-pan=560 ， max,pb-pan=556 ， max,zn-pan=556 ， max,co-pan=554 ，-3-max,ni-pan=570，max,cu-pan=561max?？梢钥闯龈鞣N金屬離子的吸收光譜重疊較為嚴重，在不加入其它屏蔽劑的情況下相互之間的光譜干擾無法消除。cd2+co2+520 530 540 550 560570wavelenth(nm)530 540550wavelen56g0th(nm)cu2+圖 1 cd2+的吸收光譜圖 2 co2+的吸收光譜fig.1 the absorption spectra of cd2+fig.2 the absorption spectra of co2+hg2+530 540 550 56w0 avelen5g7t0h(nm)530 540 550 wa5v6e0 length(n5m70)ni2+圖 3 cu2+的吸收光譜圖 4 hg2+的吸收光譜fig.3 the absorption spectra of cu2+fig.4 the absorption spectra of hg2+abs0.105pb2+0.1000.0950.090540550560wa57v0elength(nm58)00.085535 540 545 550555wave56le0ngth(n5m65)圖 5 ni2+的吸收光譜圖 6 pb2+的吸收光譜fig.5 the absorption spectra of ni2+fig.6 the absorption spectra of pb2+zn2+nnnmoon n520 530 540550wavelen5g60th(nm)螯合物結果圖圖 7 zn2+的吸收光譜圖 8 pan 與金屬離子形成的螯合物結構fig.7 the absorption spectra of ni2+fig.8 the molecular formula of chelate compound formed by pan and metal ion2.2 螯合物組成pan 為三齒配位體結構3如圖 8，與待測金屬離子生成 ml2 型正常螯合物。2.3 ph 的確定用稀 naoh 和 hno3 溶液調節(jié)金屬離子溶液至不同 ph 值，得到不同金屬離子螯合物在不同 ph 值 下的吸光度，試驗結果見圖 2、圖 3。其中銅、鎘、鉛、鋅-pan 的 ph 變化圖類似于圖 9，在 ph9 時吸 光度大且恒定；汞-pan 的 ph 變化圖類似于圖 10，在 ph6 時吸光度大且恒定；鈷、鎳-pan 在 ph5 時吸光度大且恒定。absabs0.400.80.350.60.304.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.010.0ph11.00.105 6 7 8 9ph10圖 9 cu2+離子吸光度隨 ph 值的變化趨勢圖 10 hg2+離子吸光度隨 ph 值的變化趨勢fig.9 relation between cu2+ ion absorbency and phfig.10 relation between hg2+ ion absorbency and ph24 吸收劑用量及吸收劑濃度吸收劑用量為 5.0ml，分別使用不同濃度的 pan-chcl3 溶液實驗，當吸收劑濃度大于0.090g/l 后，吸光度值基本不再變化。2.5 顯色時間反應時間的變化如圖 11。反應時間超過 25min，吸光度基本不變化。但時間超過 2h，吸光度呈下降趨勢。故實驗最佳反應時間取 25min。abs-6-2.6 震蕩時間101520253035 t /min40 圖 11 形成顯色金屬螯合物的反應時間(分) fig.11 coloration time of metal chelator(min)為使金屬離子與螯合劑完全反應，螯合過程中須振蕩待測溶液，實驗得到的振蕩時間與吸光度的關系見表 1，結合圖 4 曲線實驗最佳震蕩時間取 2min。表 1 震蕩時間(秒) table.1 the oscillating time (s)不震蕩輕微震蕩劇烈震蕩 30s劇烈震蕩 60s劇烈震蕩 2m劇烈震蕩 3m劇烈震蕩 4m吸光度0.001350.009560.095310.235650.578940589640.596322.7 線性范圍及靈敏度各種金屬的具體線性范圍及靈敏度見表 22表 2 金屬離子光譜分析的線性范圍、相關系數(shù)和摩爾吸光系數(shù)table.2 linear range, relation coefficient and the molar absorption coefficient values of metal ions金屬離子摩爾吸光系數(shù)線形范圍相關系數(shù) r2cu2+3.65*1040.051.0mg/l0.9925cd2+1.13*1050.0050.5mg/l0.9979zn2+4.5*1040.051.0mg/l0.9936co2+4.2*1040.051.0mg/l0.9915ni2+5.0*1040.051.0mg/l0.9963hg2+2.6*104pb2+4.4*1043. 結論通過對實驗結果的分析表明：pan 是一種性質穩(wěn)定的有機分析試劑，可以作測定許多 金屬離子的光度試劑和螯合滴定的金屬指示劑。試劑本身缺乏選擇性，但可以通過控制 ph 值的大小和添加掩蔽劑改善對金屬離子的選擇性（具體掩蔽劑的掩蔽效果見表 33）。由于 pan 試劑本身選擇性較差，且不同金屬離子的吸收光譜重疊較嚴重，如將其作為同時監(jiān)測多種金屬離子的有機分析試劑效果應該非常好，而且在以有的文獻中反應，監(jiān)測效果很好4。綜上所述，pan 是一種監(jiān)測性能較好的分析試劑，能夠準確的對金屬離子進行監(jiān)測。表 3 掩蔽試劑效果table.3 the effect of the sequestering agent金屬離子kcn檸檬酸鹽氟化物edtaag+bi+-cd ce() co()-+-+-cu()fe()-+-gahg()-+-+-in+-lamn()+-ni-+-pb pd() pt()+-uo22+ + y()+zn-注：“+”號表示與 pan 反應“-”號表示金屬離子被掩蔽-+-+-參考文獻1 楊保民,銅、鈷、鎳、鋅與 pan 形成的絡合物研究及銅的測定,昆明理工大學學報(理工版) 2005,8,30 (4),1171192 分析化學手冊-第三分冊-電化學分析與光學分析,化學工業(yè)出版社,4514523 程廣祿,上野景平,今村壽明,有機分析試劑手冊-地質出版社,1985,5,1421494 李天增,張雪峰,雙波長分光光度法同時測定錳和鎳的研究,大慶高等?？茖W校學報,2000,10,20(4),6264 5 陶 明,鐵、錳-pan 配合物吸附波及其應用, 四川師范大學學報(自然科學版),1997,9,第 20 卷,第 5 期the study of chelate complex quality between 1-(2-pyridine azo)-2-naphthol(pan) and metal ionsding yunsong, yang zhenningchemistry & chemical engineering college, chongqing university, chongqing (400044)abstractwe study chelate complex quality between 1-(2-pyridine azo)-2-naphthol(pan) and metal ions(cu2+, cd2+, hg2+, pb2+, zn2+, co2+, ni2+). the results indicate: the maximal absorption wavelength ofchelate complexes is between 550 and 570. the linear range is large and the relation coefficient