用锐线光谱分光光度法测定钒的研究初探

论文导读：取0、100、 200μg钒的标准溶液于3只25ml比色管中，按实验方法求取吸光度，绘制吸收曲线，得出530nm为最大吸收峰值。偶氮砷Ⅲ溶液1.5—3.0ml时，得到较大的吸光度差值，本法选取2.0ml。实验表明在一般条件下，褪色反应速度较慢，但随着温度的升高和加入活化剂后，其反应速度大大加快，在沸水浴中，经过约4min后，测其吸光度△A为最大，且趋于稳定，20min以后吸光度差值△A趋于恒值。
关键词：钒,原子吸收分光光度测定,偶氮砷Ⅲ,褪色
钒存在于岩石矿物中，是铀的主要伴生元素之一 [1] ，光度及极谱分析测定钒的方法不少。紫外及可见光分光光度测定和原子吸收测定，其原理皆基于比尔定律，其中一个是分子吸收分析，另一个是原子吸收分析，采用不同的分析仪器。本实验在WFX-110原子吸收仪器上，用空心阴极灯作光源，测定矿石样中微量钒。
1 实验部分
1.1 仪器及主要试剂
WFX-110型原子吸收分光光度计(北京瑞利公司)；722型光栅光度计(上海第三分析仪器厂) 空心阴极灯
1.2 主要试剂
HNO 3 1+1; 偶氮砷Ⅲ溶液：ρ=0.4g·L -1 溶液。
钒标准溶液：称取0.1286g已预先在120℃下干燥过的优级纯NH 4 VO 3 溶于水后移入1L容量瓶中，稀释至刻度，钒含量为100mg·L -1 ，摇匀，用时再稀释至10mg·L -1 的工作液。抗坏血酸水溶液：ρ=2.0 g·L -1 (现用现配)。
1.3 试验方法
准确移取含钒量为200μg的标准溶液于25ml比色管中，加入5.0ml（1+1）HNO 3 溶液、2.0ml0.4 g·L -1 的偶氮砷Ⅲ溶液、0.5ml2.0 g·L -1 的抗坏血酸水溶液，用水稀释至刻度，摇匀。于此同时做两个空白试验，并将它们放于沸水浴中10min取下，流水冷却至室温。然后以不含偶氮砷Ⅲ的空白溶液作为参比，静置一小时后用1cm比色皿在722型光栅光度计和WFX-110型原子吸收分光光度计上分别测定吸光度，原子吸收仪器工作参数：狭缝0.2nm 、 灯电流2.0mA 测定方式：吸光度。并得出△A=A 0 -A的值。
2结果与讨论
2.1.1 采用722型光栅光度计时的光谱吸收曲线
取0、100、 200μg钒的标准溶液于3只25ml比色管中，按实验方法求取吸光度，绘制吸收曲线，得出530nm为最大吸收峰值；结果见图1。

图1 采用722型光栅光度计时的光谱吸收曲线
2.1.2 偶氮砷Ⅲ的用量
当取0.4 g·L -1 偶氮砷Ⅲ溶液1.5—3.0ml时，得到较大的吸光度差值，本法选取2.0ml。
2.1.3 抗坏血酸的用量
取2.0 g·L -1 抗坏血酸溶液0.2—0.7ml加入到100μg钒的标准溶液时，其吸光度随之变化。在0.3ml以上时, △A值较大，且基本不变，但超过0.6ml后虽催化反应加快，但非催化反应更快，△A值下降,故本实验采用0.5ml。
2.1.4 显色时间与温度的影响
实验表明在一般条件下，褪色反应速度较慢，但随着温度的升高和加入活化剂后，其反应速度大大加快，在沸水浴中，经过约4min后，测其吸光度△A为最大，且趋于稳定，20min以后吸光度差值△A趋于恒值。论文大全。本实验采用7min并用流水冷却至恒温，吸光度至少在24小时内保持不变。
2.1.5 工作曲线及共存离子影响
准确移取不等量的钒标准溶液于系列比色管中，按实验方法测定各自的吸光度差值，并绘制工作曲线，可测定0～20m g·L -1 的钒量。曲线的回归方程为：△A=0.0637C+0.0150 r=0.9997。
共存离子的干扰情况：对含200μg钒的测定，在误差范围之内常见离子的允许量（mg）:K Na NH 4 100；Zn 40 ；Cu Cl 5 ；NO 3 4 ；Mn Ca 3 ；Fe 0.10。个别样品采用掩蔽方法。
2.2.1 采用原子吸收分光光度计测定时光源及波长的选择
由于原子吸收分光光度计使用的是发射锐线光谱的空心阴极灯，而非连续光源，因此需选择适当的空心阴极灯及波长，才能进行紫外及可见光光度测定。偶氮砷Ⅲ在系统内显色后，根据2.1测得吸收光谱。得出530nm为峰值吸收，灵敏度最高。论文大全。下列表1列出几种空心阴极灯及波长的实验数据。实验表明：下列各元素的空心阴极灯及波长均可用于此显色反应。测量吸光度A 0 （空白）和A（样品），计算△A= A 0 -A 用△A—C作工作曲线。论文大全。
 

2. 2. 2比色皿托架的安装
在原子化器上固定一个比色皿托架，使其在同一光路的相同位置上，且能将1cm的比色皿嵌入，不发生位移。安装拆卸方便且溶液均匀处能被空心阴极灯发射出的锐线光源通过。
2 .2 .3酸度的影响
分别以H 2 SO 4 、 HCl 、HNO 3 作介质。结果表明：HNO 3 介质下整个体系干扰最小，反应活性较强。故实验选用(1+1) HNO 3 5mL。体系酸度为0.02mol/LHNO 3.
抗坏血酸的用量及偶氮砷Ⅲ的用量与前2.1实验相同.
2. 2.4标准系列测定
分别取一系列钒标准溶液,按实验方法显色.在加置简易比色皿托架的WFX-110型原子吸收分光光度计上测定结果列入表二.从表中可以看出各波长所测定结果的线性关系都较好.
表二 标准溶液测定结果
 

吸光度差值ΔA		标准溶液浓度ρ(V)mg/L						相关系数
		0.0000	0.2000	0.4000		0.6000	1.0000
灯	波长
Pb	406.0	0.0021	0.0281	0.0552	0.1019		0.1405	0.9990
Ca	422.7	0.0011	0.0380	0.0723	0.1052		0.1900	0.9996
Cr	425.4	0.0012	0.0511	0.1017	0.2030		0.2552	0.9995
Fe	386.1	0.0007	0.0496	0.0935	0.1351		0.2481	0.9997
K	404.4	0.0005	0.0517	0.1034	0.2068		0.2585	0.9998
Na	589.0	0.0009	0.0521	0.1042	0.2084		0.2601	0.9997

2. 2.5有关国家标准样品的测定

将国家标准样品物质按国标常规方法制样显色,分别在WFX-110型原子吸收分光光度计及722型光栅光度计上进行测定.其结果列入表三,从表中可以看出WFX-110型原子吸收分光光度计作为紫外及可见光分光光度计使用,其准确度与精密度都优于722型光栅光度计.
表3国家标准样品测定表
 

3 结论
3.1通过查阅文献资料，我们知道样品中钒含量测定通常有催化光度法 [3] 、萃取比色法 [4] 、ICP-AES法 [5] 、火焰原子吸收光谱法 [6] 、催化极谱法 [7 、 ] 动力学荧光法 [8] ，未见利用锐线光谱光度法测定钒的研究报道。
3.2 原子吸收分光光度计，不仅有自己广泛的用途，亦可是一台性能优异的紫外及可见光分光光度计

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