环境水中Cd检测方案(紫外分光光度)

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多波长K系数方程法同时测定水样中的 Cu2+、Co2+、Cd2+ 汪志国 摘 要 多波长K系数方程法同时测定水样中Cu2+、Co2+、Cd2+，即选定三个测定波长，分别将三组分在两个波长处的吸光度转换为另一波长处的吸光度，即可列出一个多元一次方程组，进而解出此波长处各组分的吸光度，求得各组分的含量。对水样中的Cu2+、Co2+、Cd2+三组分同时测定，结果令人满意。 关键词 多波长；K系数方程法；Cu2+；Co2+；Cd2+ 对已知多组分体系不经分离同时测定的方法很多，本文通过建立多波长K系数方程并求解， 也可求得各组分浓度。实验结果表明，本法简便、快速，运算量不大。本法是在Cu2+、Co2+、Cd2+三组分混合体系中进行测定的，本法同样适合于其他多组分体系。 1 原理 对m、n、p三组分体系，吸收光谱严重重叠，根据光的加和性原理，则下式成立：〖JP〗 A0＝A0m+A0n+A0p     A1＝A1m+A1n+A1p    (1)     A2＝A2m+A2n+A2p 式中A0、A1、A2分别表示混合物在波长λ0、λ1、λ2处的吸光度，等于m、n、p三组分在波长λ0、λ1、λ2处的吸光度之和。根据郎伯—比尔定律，对于m组分，在波长λ0、λ1处，有：A0m＝ε0mbcm，A1m＝ε1mbcm，两式相比得：A1m/A0m＝ε1m/ε0m=K1m/0,A1m、A0m可通过纯组分的吸收光谱求得，称K1m/0为m组分在波长λ1处对λ0的转换系数，从而： A1m＝K1m/0×A0m，同样在波长λ2处有：A2m＝K2m/0×A0m。 同理，对n组分，有： A1n＝K1n/0×A0n， A2n＝K2n/0×A0n。 对p组分，有： A1p＝K1p/0×A0p， A2p＝K2p/0×A0p。再将(1)式转换得如下方程组： A0＝A0m+A0n+A0p   A1=K1m/0×A0m+K1n/0×A0n+K1p/0×A0p                                     (2)     A2=K2m/0×A0m+K2n/0×A0n+K2p/0×A0p 通过测定各纯组分在三波长处的吸光度即可确定K系数。对于混合溶液，分别测量其在三波长处的总吸光度，代入(2)式，即可求得各组分在波长λ0处的吸光度，再在各组分在波长λ0处的标准曲线上，求得相应浓度值。 2实验部分 2.2实验方法 在60ml分液漏斗中，加入适量金属离子溶液，加cadionphen、NaOH各10ml，用水稀释至20ml，摇匀，静置5min，准确加入CHCl 350ml,萃取，静置分层，放有机相于干燥的比色管中，再移入1cm比色皿中，进行光度测定。 图1 配合物吸收光谱 2.3配合物吸收光谱 由图1可以看出，三组分的配合物在450～550nm内的吸收光谱重叠较大，本文以480、500、520nm为测定波长，其中500nm为转换波长。 2.4 Cu2+、Co2+、Cd2+的校准曲线及K系数 2.4.1 Cu2+: Cu2+标液加入量（ml) Cu2+浓度(mg/L) 析光度 K系数：在以上各浓度处分别测定480、500、520nm的吸光度，按K系数公式计算，取平均值 ，得：K480/500=0.9601，K480/500=0.8333。 2.4.2 Co2+ K480/500=0.8859，K480/500=0.8857。 2.4.3 Cd2+ K480/500=0.9651，K480/500=0.7734。 2.5 Cu2+、Co2+、Cd2+的K系数方程 3 结果与讨论 3.1 精密度 六次测定Cu2+、Co2+、Cd2+(浓度分别为0.1mg/L)混合溶液的相对标准偏差分别为3.3%、2.8%、3.1%。 3.2最低检出限 按空白值3倍标准偏差计算得Cu2+、Co2+、Cd2+的最低检出限分别为1.7μg/L，0.9μg/L,1.5μg/L。 3.3干扰离子试验 经试验，1000倍的Zn2+、Pb2+、Na+、Ca2+、Ba2+、NH4＋、Al3+、K+；100倍的Sn2+、Mn2+不干扰测定，常见阴离子不干扰，Ag+、Ni2+严重干扰，Ag+可加HCl去除，Ni2+可加丁二酮肟去除。 3.4 实际水样及加标回收试验 取某工厂废水样，经原子发射光谱分析其中主要的金属阳离子为Mn2+、Cu2+、Fe(2+,3+)、Al3+、K+、Zn2+、Pb2+、Na+、Co2+、Ca2+、Cd2+等，以本法测得水样中Cu2+、Co2+、Cd2+浓度分别为0.16mg/L、0.08mg/L、0.05mg/L。分别加入0.2mg/l Cu2+、0.1mg/L Co2+、0.1mg/L Cd2+进行加标回收试验，Cu2+、Co2+、Cd2+的回收率分别为90.0～102.0%、91.0～106.7%、90.7～95.0%。 4 结论 4.1 按理论计算K系数是一个常数，但在实际测定过程中，应以不同浓 度的K系数平均值作为测定波长下的K系数，以减少误差。 4.2 测定波长应选择各组分吸收光谱中几个较大吸收波长，如本文选择 480、500、520nm，转换波长为各组分吸收光谱中最大吸收值500nm，这有利于提高测定的灵敏度。  多波长K系数方程法同时测定水样中Cu2+、Co2+、Cd2+，即选定三个测定波长，分别将三组分在两个波长处的吸光度转换为另一波长处的吸光度，即可列出一个多元一次方程组，进而解出此波长处各组分的吸光度，求得各组分的含量。对水样中的Cu2+、Co2+、Cd2+三组分同时测定，结果令人满意。