紫尿酸和硫代紫尿酸与铁钴显色体系的比较研究

十月

2023/10/24

私聊

紫外可见分光光度计（UV）

十月

紫尿酸（violuric acid，VA）和硫代紫尿酸（thivioluric acid，TVA）是结构和性质相似的两种金属指示剂，其化学式分别为C₄H₃N₃O₄和C₄H₃N₃O₃S，在碱性介质中二者均可与铁(Ⅱ)和钴(Ⅱ)发生灵敏的配合反应形成分别形成稳定的蓝色和黄色配阴离子并成功应用于微量铁(Ⅱ)的水相^[1-4]和树脂相光度法测定^[5-6]及铁(Ⅱ)和钴(Ⅱ)同时测定^[7-8]，本文对紫尿酸和硫代紫尿酸与铁(Ⅱ)和钴(Ⅱ)显色体系分析性能分析比较于下。

铁(Ⅱ)-紫尿酸和铁(Ⅱ)-硫代紫尿酸显色体的比较

表1 铁(Ⅱ)-紫尿酸和铁(Ⅱ)-硫代紫尿酸显色体的比较

	紫尿酸体系	硫代紫尿酸体系
显色反应介质的pH值	水相：9～11（9.5）树脂相：9.2～12.3（10.0）	水相：7.6～11（9.0）树脂相：9.2～11.0（10.0）
配阴离子的吸收峰波长（nm）	水相：620和350树脂相：620	水相：658和384，树脂相：665
配阴离子的摩尔吸光系数ε（L·mol^-1·cm^-1）	水相：ε₆₂₀=1.93×10⁴,ε₃₅₀=2.64×10⁴ 树脂相：ε₆₂₀=2.1×10⁵	水相：ε₆₅₈=2.42×10⁴,ε₃₈₄=4.18×10⁴，树脂相：ε₆₆₅=2.02×10⁵
线性范围及相关系数r	水相：0～50μg/29.0ml，r=0.9997 树脂相：0～25μg/29.0ml，r=0.9998	水相：0～50μg/25ml，r=0.9998 树脂相：0～20μg/30ml，r=0.9999
加标回收率（%）	水相：>95%,树脂相：96～103%	水相：98～102%,树脂相：96～104%
平行测定的相对标准偏差(RSD,%，n=5-6)	水相：<5% 树脂相：2.4～3.7%	水相：2.3～4.2% 树脂相：1.7～4.1%
反应的特异性	高于5倍量的铜、2倍量的钴、镍对铁的测定有负干扰（620nm测定）。	高于2倍量的镉、汞和5倍量的铬（Ⅵ）对铁的测定有负干扰。

1、紫尿酸光度法测定铁^[1]。

在碱性条件下,VA与Fe(Ⅱ)发生灵敏的配合反应形成一种稳定的蓝色配阴离子,该配阴离子在620nm和350nm处各有一个正吸收峰,其ε620=1.93×10⁴,ε350=2.64×10⁴,且配阴离子在620nm和350nm的吸光度及其两者之和(A(620+350)均与Fe(Ⅱ)在0～50.0μg/29.0ml呈良好的线性关系,据此本文建立了以VA为显色剂测定微量铁的光度法，方法用于自来水中铁的测定，获得了令人满意的结果。

2、紫尿酸双波长叠加光度法测定水中微量铁^[2]。

在碱性介质中,铁(Ⅱ)与紫尿酸发生显色反应形成一种蓝色配阴离子,该配阴离子具有两个吸收峰,分别位于630 nm和350 nm,吸光度A630,A350之和△A与铁(Ⅱ)的含量在0～50 μg/25 mL的范围内符合比尔定律，方法应用于水样中微量铁的测定，其结果原子吸收光谱法相吻合，加标回收率为98～102%，5次平行测定的相对标准偏差为1.2～2.9%。

3、铁(Ⅱ)-硫代紫尿酸显色体系的研究及应用^[3]。

在碱性介质中，铁（Ⅱ）与硫代紫尿酸反应形成一种稳定的兰色配合物，该配合物在波长658nm和384nm具有吸收峰，其表观摩尔吸光系数ε分别为2.42×10⁴ L·mol^-1·cm^-1和4.18×10⁴ L·mol^-1·cm^-1，且其吸光度A₆₅₈、A₃₈₄及其二者之和△A均与铁（Ⅱ）在一定的范围内呈良好的线性关系，据此建立了一种测定微量铁的新的分光光度法。该法铁（Ⅱ）含量在0～50．0μg／25mL范围内符合比耳定律，应用于水样中铁的测定，获得了令人满意的结果。

4、硫代紫尿酸光度法测定微量铁的研究^[4]。

在碱性介质中，铁(Ⅱ)与硫代紫尿酸发生显色反应形成一种蓝色配阴离子，该配阴离子的最大吸收波长位于655 nm，吸光度A₆₅₅与铁(Ⅱ)的含量在0～50.0 μg/25 mL的范围内符合比尔定律，由曲线斜率法求得的表观摩尔吸光系数ε₆₅₅=2.55×10⁴L·mol^-1·cm^-1，方法应用于水样中微量铁的测定，其结果与国标法（邻菲罗啉光度法）结果差异无显著性（t=0.80，P>0.05），加标回收率为96～102%，6次平行测定的相对标准偏差为2.3～4.2%，方法最低检出限为26μg/L。

5、紫尿酸树脂相光度法^[5]测定微量铁。

利用碱性条件下，铁(Ⅱ)与紫尿酸反应形成蓝色配阴离子且该配阴离子能被以苯乙烯型强碱性阴离子交换树脂完全吸附，在620nm测定树脂相的吸光度,建立了痕量铁的紫尿酸树脂相光度测定法,方法线性范围为Fe(Ⅱ)0～25.0μg/29ml，其灵敏度约为水相光度法的10倍，方法用于自来水中铁的测定,结果令人满意。

6、硫代紫尿酸树脂相光度法测定微量铁的研究^[6]。

在碱性介质中，铁（Ⅱ）与硫代紫尿酸反应形成一种稳定的兰色配阴离子，且该配阴离子能被阴离子交换树脂完全吸附，建立了一种测定水中微量铁的硫代紫尿酸树脂相光度法，该法铁（Ⅱ）含量在0～20.0μg/30mL范围内符合比尔定律，由曲线斜率法求得的表观摩尔吸光系数ε₆₆₅=2.02×10⁵L·mol^-1·cm^-1（是水相光度法的8倍），方法应用于自来水和标准水样中铁的测定，其结果与原子吸收光谱法和标准值相吻合，加标回收率在96～104%，相对标准偏差（RSD）在1.7～4.1%（n=5）。

钴(Ⅱ)-紫尿酸和钴(Ⅱ)-硫代紫尿酸显色体的比较

表2 钴(Ⅱ)-紫尿酸和钴(Ⅱ)-硫代紫尿酸显色体的比较

	紫尿酸体系	硫代紫尿酸体系
显色反应介质的pH值	9～11（9.5）	8～10（9.0）
配阴离子的吸收峰波长（nm）	365	424
配阴离子的摩尔吸光系数ε（L·mol^-1·cm^-1）	4.2×10⁴	6.41×10⁴
线性范围及相关系数r	0～50μg/29.0ml，r=0.9997	0～25μg/25ml，r=0.9998
加标回收率（%）	98%～104%	97%～103%
平行测定的相对标准偏差(RSD,%)	2.2%～3.7%	2.2%～3.7%

1、紫尿酸光度法同时测定铁和钴^[7]。

利用铁钴配阴离子在365nm处的吸光度具有良好的加和性，建立了同时测定铁,钴的紫尿酸光度法。铁、钴量均在0～50.0μg/29ml范围内符合比耳定律，方法用于自来水中铁和钴的同时测定，结果分别与邻菲罗啉光度法和亚硝基R盐光度法一致，回收率分别为96%～102%和98%～104%。

2、以硫代紫尿酸为显色剂分光光度法同时测定铁和钴^[8]。

利用在碱性介质中，铁(Ⅱ)和钴(Ⅱ)可与硫代紫尿酸反应分别形成稳定的蓝色和黄色配阴离子，铁(Ⅱ)配阴离子在658 nm和395 nm具有吸收峰，钴(Ⅱ)配阴离子只有一个吸收峰位于424 nm，体系的吸光度AFe₆₅₈、ACo₄₂₄与铁、钴含量在一定的范围内呈线性关系，且铁(Ⅱ)、钴(Ⅱ)配阴离子在424 nm波长处的吸光度具有良好的加和性，在658 nm测定铁，在424 nm测定钴的质量浓度分别在0～50.0μg/25 mL和0～25.0 μg/25 mL范围内符合比耳定律，该方法应用于水样中微量铁和钴的同时测定，其结果与原子吸收光谱法相吻合，加标回收率分别为98%～104%和97%～103%，相对标准偏差(n=5)分别在1.8%～3.4%和2.2%～3.7%。

结论

两体系的显色酸度、选择性、重现性、回收率基本相当，但灵敏度TVA体系略高于VA体系，铁的线性范围两者一致，但钴的TVA体系的线性范围比VA体系窄，分别为0～25μg/25 mL和0～50 μg/29 mL。

参考文献

1）黄选忠.紫尿酸光度法测定微量铁[J].理化检验：化学分册，1994，30(4):228-229

2）陈孝进，王菊纲，彭兰，等.紫尿酸双波长叠加光度法测定水中微量铁[J].化学分析计量， 2012，21(2):72-74

3）黄选忠，黄伟.铁(Ⅱ)-硫代紫尿酸显色体系的研究及应用[J].分析科学学报，2009， 25(4):490-492

4）黄选忠，陈孝进.硫代紫尿酸光度法测定微量铁的研究[J].中华预防医学杂志， 1999，33(2):119-120

5）黄选忠.紫尿酸树脂相光度法测定痕量铁[J].理化检验：化学分册，1995,31(6):346-347

6）黄选忠，陈孝进，彭兰.硫代紫尿酸树脂相光度法测定微量铁的研究[J].公共卫生与预防医学，2005,16(5):61-62

7）黄选忠.紫尿酸光度法同时测定铁和钴[J].理化检验：化学分册，1996，32(4):227-228

8)黄选忠，黄伟.以硫代紫尿酸为显色剂分光光度法同时测定铁和钴[J].理化检验：化学分册, 2009， 45(12):1410-1412