rionx-100濁點萃取富集痕量鐵的實驗研究

rionx-100濁點萃取富集痕量鐵的實驗研究

隨著現(xiàn)代分析科學(xué)的發(fā)展，對樣品的分離和提取技術(shù)有了更高的要求。作為一種新型的分離和提取技術(shù)，云率萃取具有萃取效率高、富豐因素大、操作簡單、安全風(fēng)險、易用性等優(yōu)點。傳統(tǒng)的萃取方法需要高純度和高純度的溶劑。它具有低豐分率、操作復(fù)雜、易受環(huán)境污染等缺點。廣泛用于生物聚合物的分離和提取、離體小分子的分離和測定，以及對金屬離子的分離、提取和形態(tài)分析。鐵是人體不可缺少的微量元素,是合成人體血紅蛋白的重要原料之一,也是肌紅蛋白、紅細(xì)胞色素酶系、過氧化酶以及過氧化氫酶等的組成成分,它擔(dān)負(fù)著向人體器官和肌肉輸送氧氣的重要任務(wù).人體所必需的十多種微量元素中,鐵無論在重要性還是所占比例上,都處于首位.人體長期缺鐵,會導(dǎo)致缺鐵性貧血,免疫功能下降等癥狀.因此,研究微量鐵的測定新方法具有重要的現(xiàn)實意義.目前已報道的測定鐵的方法包括火焰原子吸收光譜法,催化-流動注射分析法,液相色譜法,電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法等.但是,大多數(shù)需要較昂貴的儀器,不便普及.濁點萃取是富集痕量金屬離子的安全低毒、有效、快速及經(jīng)濟(jì)的方法.其是基于金屬離子與絡(luò)合劑結(jié)合形成疏水性的物質(zhì),然后與表面活性劑的疏水基團(tuán)結(jié)合,被萃取進(jìn)入表面活性劑相,形成金屬離子-絡(luò)合劑-表面活性劑體系,而親水性物質(zhì)仍留在水相中,通過改變實驗參數(shù)引發(fā)相分離,將樣品中的待測物質(zhì)分離出來.由于表面活性劑相的體積遠(yuǎn)小于水相,分析物在與基體成分分離的同時得到了一定程度的富集.目前,濁點萃取法用于環(huán)境樣品中痕量鐵的分離及測定,報道較少,而且鮮見于酒類樣品中的測定.本文研究了以KSCN作為絡(luò)合劑,應(yīng)用TritonX-100非離子表面活性劑濁點萃取痕量鐵的各種實驗條件,建立了自來水樣及酒類樣品中測定痕量鐵的簡單、快速、靈敏的新方法,取得了滿意結(jié)果.1實驗部分1.1硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)使用液5.2inUV-2550型分光光度計(日本島津公司);DF-1015集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鄭州長城科工貿(mào)有限公司);pHS-25C酸度計(上海理達(dá)儀器廠).鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(100mg·L-1):準(zhǔn)確稱取0.2159g硫酸鐵銨[FeNH4(SO4)2·12H2O]溶解于10mL體積比為1∶1的鹽酸溶液中,移入250m容量瓶內(nèi),用水稀釋至刻度.使用時逐級稀釋為10mg·L-1.TritonX-100:5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù));KSCN溶液:0.5mol·L-1;NaOH溶液:1mol·L-1.實驗所用試劑均為分析純,實驗用水為石英二次亞沸水.青島9度啤酒,劍南春,蘋果王老窖,謝村小花雕酒樣均為市售.1.2kscn-2-2-硫基雙亞甲基-5-2-四氫-1,3,5.4.5%.5%.5%5.2.5%.5%-5-甲基苯磺酸酯5-甲基苯磺酸酯5.2.3.4.5%5.2.5%,5.2.5%5.2.5.2.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%.5%準(zhǔn)確移取一定量的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液于10mL離心管中,分別依次加入1.60mL0.5mol·L-1的KSCN溶液,1.60mL5%的TritonX-100溶液和1.60mL正辛醇.振蕩,用二次亞沸水定容至刻度,然后于35℃水浴恒溫反應(yīng)35min,待分相完全后,用自制取樣器吸去水相,以2.0mL無水乙醇溶解稀釋剩余的表面活性劑相,試劑空白為參比,在波長λ515nm測定吸光度.2結(jié)果與討論2.1顏色和提取條件的選擇2.1.1最大吸收波長的確定實驗中以試劑空白為參比,從400~800nm對Fe3+-SCN--TritonX-100體系進(jìn)行光譜掃描,以確定體系的最大吸收波長.結(jié)果表明:體系在515nm處吸光度值最大,因此選擇515nm為體系的測定波長.2.1.2scn-濃度對吸光度的影響實驗中考察了不同濃度SCN-對鐵萃取的影響,其結(jié)果如圖1所示.隨著SCN-濃度的增大,吸光度逐漸增加且趨于穩(wěn)定,當(dāng)加入量大于1.60mL時,吸光度值不再增加,實驗中選擇加入1.60mL0.5mol·L-1KSCN使其充分絡(luò)合.2.1.3體系ph值的影響pH值是影響絡(luò)合物形成的主要因素之一,但對非離子表面活性劑的萃取效率而言,pH值影響不大.通常要獲得較好的萃取效率,體系的pH值一般宜控制在被萃取物處于電中性狀態(tài).實驗表明,在中性或弱酸性溶液中,體系對鐵的萃取效果最好,所以本文選用在中性溶液中進(jìn)行測定.2.1.4tri能力的測量TritonX-100的用量不僅決定了萃取分離的效果而且也決定了膠束相體積的大小,實驗探討了TritonX-100的用量對體系吸光度的影響,結(jié)果如圖2所示當(dāng)TritonX-100的用量在1.60mL時,體系的吸光度最大,因此實驗選擇TritonX-100溶液的用量為1.60mL.2.1.5正辛醇體系的選擇在濁點萃取中,濁點溫度通常要低于100℃,而TritonX-100的濁點是65℃.加入有機(jī)溶劑于TritonX-100中,能夠降低其濁點溫度.實驗考察了有機(jī)溶劑丙三醇、異丁醇、正己醇、正辛醇、正癸醇等對濁點萃取的影響.結(jié)果發(fā)現(xiàn),正辛醇的加入能夠顯著降低TritonX-100的濁點溫度,縮短體系Fe3+-SCN--TritonX-100相分離的時間.因此,實驗選擇加入正辛醇降低TritonX-100的濁點溫度.同時,亦考察了正辛醇對體系萃取效率的影響.對照兩組平行試驗,未加入和加入正辛醇體系進(jìn)行濁點萃取時的情況.第一組實驗中,表面活性劑聚集在離心管底部,微紅,粘稠而量少;第二組實驗中,醇和表面活性劑聚集在離心管上部,紅色,渾濁而量較多.由此可見,較之第一組實驗,在第二組實驗中,由于TritonX-100和正辛醇的同時存在,鐵被最大程度地萃取并且富集于表面活性劑和醇相之中,因而膠束相顏色加深且體積增大.其可能的原因是正辛醇對該體系有協(xié)同萃取效應(yīng).正辛醇與TritonX-100相互作用,不僅改變了水溶液的極性、密度、溶解參數(shù)等,而且也影響了TritonX-100的臨界膠束濃度(CMC)、膠束的大小以及分相行為,從而降低了TritonX-100的濁點溫度.所以,正辛醇的加入縮短了萃取時間,增強(qiáng)了體系的萃取效率.圖3是不同正辛醇的用量對體系吸光度的影響,實驗結(jié)果表明:正辛醇的用量為1.60mL,體系吸光度值最大,所以選擇正辛醇的用量為1.60mL.2.1.6平衡時間的確定此外,實驗考察了平衡時間對體系吸光度的影響,結(jié)果如圖5所示.加熱35min,吸光度達(dá)到最大值,故本實驗選取的平衡時間為35min.2.2鐵的測定按照上述實驗方法,測量1.0mg·L-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(誤差不超過±5%),實驗結(jié)果表明大量的K+,Na+,Ca2+Mg2+,Cl-,SO42-等存在對鐵的測定沒有干擾;而樣品中存在能與KSCN發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的金屬離子Co2+,Zn2+時,對鐵的測定有一定干擾.但當(dāng)c(共存離子/鐵)≤20時,可以通過增加KSCN濃度來消除干擾.2.3鐵離子檢測在優(yōu)化了的實驗條件下,配制一系列濃度的鐵離子溶液,按照上述實驗方法進(jìn)行濁點萃取-光度法測定,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線.結(jié)果表明:鐵離子濃度在0.1~1.0mg·L-1范圍內(nèi),吸光度和濃度呈線性關(guān)系,回歸方程為:A=0.1144c-0.0072,r=0.9980;鐵離子濃度在1.0~10mg·L-1范圍內(nèi),吸光度和濃度呈線性關(guān)系,回歸方程為:A=0.1541c-0.0249,r=0.9975.同時進(jìn)行10次空白試驗,計算方法的檢出限為0.02mg·L-1.2.4樣品分析2.4.1酒樣的制備水樣處理方法:取一定量的自來水樣(西安市自來水),濾膜過濾以除去懸浮在水中的微粒,貯于4℃冰箱中備用.酒樣按文獻(xiàn)方法處理:準(zhǔn)確移取25.00mL酒樣于100mL小燒杯中,加入1.0mL濃硝酸,加熱煮沸10min,消化完全并趕盡酒精,然后再加入適量的活性炭,脫色后趁熱過濾,用NaOH溶液調(diào)至中性,再轉(zhuǎn)移至25mL容量瓶中,定容備用.2.4.2加標(biāo)回收實驗對已處理的自來水樣,市售青島9度啤酒,劍南春,蘋果王老窖,謝村小花雕樣品按上述實驗方法測定并進(jìn)行加標(biāo)回收實驗,結(jié)果如表1所示.由表中可知回收率在97.4%~101.6%之間,表明該方法可靠.3正辛醇萃取與傳統(tǒng)萃取方法相比,濁點萃取可以避免使用大量有機(jī)溶劑,是分離富集痕量金屬離子的一種簡單安全、經(jīng)濟(jì)高效的方法.實驗結(jié)果表明:TritonX-100能夠有效地分離富集痕量的鐵,具有低毒、價廉等優(yōu)點.另外,加入正辛醇可以降低TritonX-100的濁點溫度,操作簡便,易于控制.正辛醇既是