CN103344588A

CN103344588A - 一种微量铜离子浓度检测方法

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Publication number: CN103344588A
Application number: CN2013102704616A
Authority: CN
Inventors: 周仕林; 高明慧; 缪煜清; 杨卓圆; 刘芳; 刘晓艳; 欧阳瑞镯; 陈良霞
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2033-06-28
Also published as: CN103344588B

Abstract

一种微量铜离子浓度检测方法，包括以下步骤：配制AHMT检测液；绘制标准工作曲线；以及检测铜离子浓度：将AHMT检测液滴加到未知浓度的待测铜离子溶液中，充分摇匀后，静置1～10分钟，得到待测反应产物溶液，用紫外-可见分光光度计测试待测反应产物溶液，得到第一紫外可见光谱曲线，并进一步得到特征吸收峰的第一吸光度，从标准工作曲线上，根据第一吸光度，得到与第一吸光度对应的第一铜离子浓度。

Description

一种微量铜离子浓度检测方法

技术领域

本发明涉及一种基于4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑（以下称AHMT）检测液采用紫外-可见分光光度计对微量铜离子浓度进行检测的方法。

背景技术

铜是人体健康不可缺少的微量营养素，对于血液、中枢神经和免疫系统，头发、皮肤和骨骼组织以及脑和肝、心等内脏的发育和功能有重要影响。而且铜的应用非常广泛，几乎涉及每一个行业，如：电气工业、电子工业、能源及石化工业、交通工业、机械及冶金工业等。所以，对铜离子的快速精确检测具有重要意义。

目前，火焰原子吸收法、离子色谱法、电化学法等都是较为成熟的铜离子检测方法，每种方法都有其独特的优点，适用于不同领域。

但是以上的铜离子检测方法多为痕量检测，且都需要精密的检测仪器，对水样的预处理要求高，操作复杂，费时费力，并不适用于微量铜离子快速简便的实时监测。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种操作简单方便，便于实时监测微量铜离子浓度的方法，其检测范围大，且不需添加屏蔽剂来屏蔽溶液中多种其他金属离子的干扰。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于AHMT检测液采用紫外-可见分光光度计对微量铜离子浓度进行检测的微量铜离子浓度检测方法，具有这样的特征，包括以下步骤：配制检测液：取1.5mg～30mg的4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑，溶解于浓度范围在40mmol/L～1.2mol/L之间的硝酸中，配制成4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑浓度在10mmol/L～200mmol/L之间的检测液；绘制标准工作曲线：配制复数个已知浓度铜离子溶液，将检测液分别滴加到复数个已知浓度铜离子溶液中，充分摇匀后，静置1～10分钟，得到复数个反应产物溶液，用紫外-可见分光光度计分别测试复数个反应产物溶液，得到相应的紫外可见光谱曲线，并进一步得到特征吸收峰的吸光度，根据吸光度和相应的已知铜离子浓度绘制得到标准工作曲线；以及检测铜离子浓度：将AHMT检测液滴加到未知浓度的待测铜离子溶液中，充分摇匀后，静置1～10分钟，颜色由无色变为深红棕色，得到待测反应产物溶液，用紫外-可见分光光度计测试待测反应产物溶液，得到第一紫外可见光谱曲线，并进一步得到特征吸收峰的第一吸光度，从标准工作曲线上，根据第一吸光度，得到与第一吸光度对应的第一铜离子浓度，检测液中4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑与已知浓度铜离子溶液中铜离子的摩尔比为1.1:1～5:1。

进一步，本发明的微量铜离子浓度检测方法，还可以具有这样的特征：检测液中，硝酸与4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑的摩尔比为4：1～6:1。

进一步，本发明的微量铜离子浓度检测方法，还可以具有这样的特征：检测液中，硝酸与4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑的摩尔比为6:1，4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑用量为30mg。

进一步，本发明的微量铜离子浓度检测方法，还可以具有这样的特征：复数个已知浓度的铜离子溶液的数量至少是四个。

进一步，本发明的微量铜离子浓度检测方法，还可以具有这样的特征：待测铜离子溶液的pH范围为1～7。

进一步，本发明的微量铜离子浓度检测方法，还可以具有这样的特征：待测铜离子溶液的pH范围为1～6。

另外，本发明的微量铜离子浓度检测方法，还可以具有这样的特征：铜离子溶液的检测范围为128mg/L～12.8g/L。

发明的作用与效果

根据本发明涉及的微量铜离子浓度检测方法，其通过AHMT检测液与溶液中的铜离子进行络合反应，并采用紫外-可见分光光度计测定并绘制反应产物溶液的关于吸光度-浓度的标准工作曲线，通过待测铜离子钠溶液的特征吸收峰的吸光度，从标准工作曲线上得到待测铜离子的浓度。其检测范围大，反应速度快，准确度高，对检测环境的酸碱度要求较低，有广泛的pH检测环境；且其他金属离子对本检测方法的干扰较小，因而无需添加掩蔽剂；同时操作简单方便，便于实时监测铜离子浓度的方法，可应用于环境检测、化工和冶金领域对微量铜离子的实时监测。

附图说明

图1是本实施例中的铜离子溶液的紫外-可见光谱曲线；

图2是本实施例中的标准工作曲线图；

图3是本实施例中的待测铜离子溶液中其他金属离子的干扰图；

图4为本实施例中测定铜离子溶液的下限浓度的曲线图；以及

图5为本实施例中测定铜离子溶液的上限浓度的曲线图。

具体实施方式

以下实施例结合附图对本发明作具体阐述。

配制AHMT检测液时硝酸的浓度范围为40mmol/L～1.2mol/L，AHMT用量为1.5mg～30mg，检测液中AHMT的浓度为10mmol/L～200mmol/L，硝酸与AHMT的摩尔比为4：1～6:1，当硝酸与AHMT的摩尔比为6:1时，AHMT用量最多可为30mg；检测液中AHMT与已知浓度铜离子溶液中铜离子的摩尔比为1.1:1～5:1；待测铜离子溶液的pH范围为1～7，优选为1～6。

在本实施例中：

配制AHMT检测液：取1.5mg～30mg的AHMT粉末，溶解于浓度为90mmol/L的硝酸中，配制50mL浓度为20mmol/L的AHMT检测液。

图1是本实施例中的铜离子溶液的紫外-可见光谱曲线。

图2是本实施例中的标准工作曲线图。

绘制标准工作曲线：分别配制10ml编号为一号～八号的铜离子标准溶液，其铜离子浓度为别为0mmol/L、3mmol/L、6mmol/L、9mmol/L、12mmol/L、15mmol/L、18mmol/L、20mmol/L。分别取2ml一号～八号铜离子标准溶液，滴加到相应编号为1～8号的10ml试管中，再分别准确移取4mL浓度为20mmol/L的AHMT检测液分别滴加到1～8号试管中，AHMT检测液中4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑与已知浓度铜离子溶液中铜离子的摩尔比为1.1:1～5:1，充分摇匀，静置10min后，分别从1～8号试管中取1ml反应产物溶液加入到10mm比色皿中，用紫外-可见分光光度计（U-3900，HITACHI）测试得到紫外可见光谱曲线，如图1所示。AHMT检测液与铜离子的反应产物在可见光区的特征吸收峰在460nm左右，分别从每个紫外可见光谱曲线的特征吸收峰上得到1～8号反应产物溶液的吸光度。

按照上述方法进行三组平行试验后，将所得的所有吸光度的值扣除空白吸光度的值，再根据处理后的吸光度和相应的铜离子浓度绘制标准工作曲线，如图2所示。

检测铜离子浓度：将AHMT检测液滴加到未知浓度的待测铜离子溶液中，充分摇匀后，溶液由无色变为深红棕色，静置1～10分钟，得到待测反应产物溶液。用紫外-可见分光光度计测试待测反应产物溶液，得到紫外可见光谱曲线。从紫外可见光谱曲线上得到待测反应物溶液的特征吸收峰的吸光度，从标准工作曲线上，从标准工作曲线上，根据吸光度，得到与吸光度对应的铜离子浓度。

图3为Cu²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Ag⁺、Bi³⁺、Ni²⁺离子的紫外可见光谱曲线。

如图3所示，在相近的浓度范围内，在紫外可见光谱的460nm波长处，只有Cu²⁺出现了很强的吸收峰，而Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Ag⁺、Bi³⁺、Ni²⁺等其他金属离子的吸光强度都很弱，因而在实际检测中，可以忽略这些其他金属离子对微量铜离子浓度检测结果可能造成的干扰，从而本实施例的检测方法在实际检测时不需要添加Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Ag⁺、Bi³⁺、Ni²⁺这些其他金属离子的屏蔽剂来进行水样预处理。

图4为本实施例中测定铜离子溶液的下限浓度的曲线图。

确定测定下限：分别配制10ml0mmol/L、0.5mmol/L、1mmol/L、2mmol/L、3mmol/L、4mmol/L、5mmol/L、6mmol/L、8mmol/L、10mmol/L的铜离子标准溶液，用90mmol/L硝酸配制50ml20mmol/L AHMT检测液。分别取4ml不同浓度的铜离子标准溶液滴加到编号为1a～10a的10ml试管中，然后准确移去4ml的AHMT检测液分别滴加到1～10号试管中，充分摇匀，静置10min后，取1ml反应产物到10mm比色皿中，用紫外-可见分光光度计测其吸光度。三组平行试验后，将所得的不同浓度的铜离子的吸光度值扣除空白后，根据处理后的吸光度和相应的铜离子浓度作出测定铜离子溶液的下限浓度的曲线图，如图4所示。取0.01吸光度相对应的0.5mmol/L的铜离子浓度作为本方法的检出限。按照美国EPA SW-846规定，测定下限为2mmol/L，即128mg/L。

图5为本实施例中测定铜离子溶液的上限浓度的曲线图。

确定测定上限：分别配制10ml0mmol/L、0.5mmol/L、1mmol/L、2mmol/L、3mmol/L、4mmol/L、5mmol/L、6mmol/L、8mmol/L、10mmol/L的铜离子标准溶液，用90mmol/L硝酸配制50ml20mmol/L AHMT检测液。分别取4ml不同浓度的铜离子标准溶液滴加到编号为1b～10b的10ml试管中，然后准确移去4ml的AHMT检测液分别滴加到1～10号试管中，充分摇匀，静置10min后，将反应产物稀释10倍后，取1ml反应产物到10mm比色皿中，用紫外-可见分光光度计测其吸光度。经过三组平行试验，将所得的不同浓度的铜离子的吸光度值扣除空白后，根据处理后的吸光度和相应的铜离子浓度作出测定铜离子溶液的上限浓度的曲线图，如图5所示，因而能够准确的定量测量铜离子的最大浓度200mmol/L（12.8g/L）为测定下限。

最终可得铜离子溶液的检测范围为128mg/L～12.8g/L。

实施例的作用与效果

根据本实施例涉及的微量铜离子浓度检测方法，其通过AHMT检测液与溶液中的铜离子进行络合反应，并采用紫外-可见分光光度计测定并绘制反应产物溶液的关于吸光度-浓度的标准工作曲线，通过待测铜离子钠溶液的特征吸收峰的吸光度，从标准工作曲线上得到待测铜离子的浓度。其检测范围大，可检测铜离子浓度的范围为128mg/L～12.8g/L；反应速度快，准确度高，对检测环境的酸碱度要求较低，有广泛的pH检测环境，其测试范围可达1～7；且其他金属离子对本检测方法的干扰较小，因而无需Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Ag⁺、Bi³⁺、Ni²⁺这些金属离子的屏蔽剂进行水样预处理；同时操作简单方便，便于实时监测铜离子浓度的方法，可应用于环境检测、化工和冶金领域对微量铜离子的实时监测。

Claims

1.一种基于4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑检测液采用紫外-可见分光光度计对微量铜离子浓度进行检测的微量铜离子浓度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

配制检测液：取1.5mg～30mg的所述4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑，溶解于浓度范围在40mmol/L～1.2mol/L之间的硝酸中，配制成所述4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑浓度在10mmol/L～200mmol/L之间的所述检测液；

绘制标准工作曲线：配制复数个已知浓度铜离子溶液，

将所述检测液分别滴加到所述复数个已知浓度铜离子溶液中，充分摇匀后，静置1～10分钟，得到复数个反应产物溶液，

用紫外-可见分光光度计分别测试所述复数个反应产物溶液，得到相应的紫外可见光谱曲线，并进一步得到特征吸收峰的吸光度，

根据所述吸光度和相应的已知铜离子浓度绘制得到所述标准工作曲线；以及

检测铜离子浓度：将所述检测液滴加到未知浓度的待测铜离子溶液中，充分摇匀后，静置1～10分钟，得到待测反应产物溶液，

用紫外-可见分光光度计测试所述待测反应产物溶液，得到第一紫外可见光谱曲线，并进一步得到特征吸收峰的第一吸光度，

从所述标准工作曲线上，根据所述第一吸光度，得到与所述第一吸光度对应的第一铜离子浓度，

其中，所述检测液中4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑与所述已知浓度铜离子溶液中铜离子的摩尔比为1.1:1～5:1。

2.根据权利要求1所述的微量铜离子浓度检测方法，其特征在于：

其中，所述检测液中，所述硝酸与所述4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑的摩尔比为4：1～6:1。

3.根据权利要求2所述的微量铜离子浓度检测方法，其特征在于：

其中，所述检测液中，所述硝酸与所述4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑的摩尔比为6:1，所述4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑用量为30mg。

4.根据权利要求1所述的微量铜离子浓度检测方法，其特征在于：

其中，所述复数个已知浓度的铜离子溶液的数量至少是四个。

5.根据权利要求1所述的微量铜离子浓度检测方法，其特征在于：

其中，所述待测铜离子溶液的pH范围为1～7。

6.根据权利要求1所述的微量铜离子浓度检测方法，其特征在于：

其中，所述待测铜离子溶液的pH范围为1～6。

7.根据权利要求1所述的微量铜离子浓度检测方法，其特征在于：

其中，所述待测铜离子溶液的浓度检测范围为128mg/L～12.8g/L。