1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚与多种金属离子螯合性质研究.doc

精品论文大全1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚与多种金属离子螯合性质研究丁云松，杨振宁 重庆大学化学化工学院，重庆 (400044) e-mail：snake_摘要：研究了 1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(pan)与铜、镉、汞、铅、锌、钴、镍离子形成的螯 合物的性质。实验表明：金属离子与 pan 形成的螯合物最大吸收波长在 550570 之间，光度分析时线性范围大、相关系数均超过 0.99。由此可知 pan 是一种性质稳定的分析试剂， 能够准确的对金属离子进行监测。关键词：1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(pan)，分光光度法，摩尔吸光系数，相关系数，螯合物0. 引言现阶段，分光光度法在环境监测中仍然是一种使用较为普遍的监测方法，而选择正确 的有机分析试剂是分光光度法中最为重要的环节1。1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(pan)是一种常 见的金属离子显色剂，能与许多金属离子形成稳定的络合物，可以准确的监测出离子的浓 度。本文详细的研究了铜、镉、汞、铅、锌、钴、镍和 pan 的螯合条件以及监测的准确度。1. 实验部分1.1 实验仪器与试剂仪器：紫外-可见分光光度计：lambda850 型，美国 perkinelmer 公司；超声波清洗器： kh-500db，昆山禾创超声仪器有限公司；电子分析天平：fa1104n 精确到 0.0001g，上海 精密科学仪器有限公司；酸度计：phs-3c，精确到 0.1(型号)，上海大中分析仪器厂；纯水 器：pw60l/h，15-18.2m.cm，上海美雷环境科技有限公司试剂：pan 的四氯化碳溶液；naac-hac 缓冲溶液；nh4cl-nh3h2o；纯铜粉；hgcl2； cocl2h2o； ni(no3)26h2o；zno；pb(no3)2 ；cdcl22（1/2）h2o。所用试剂均为 分析纯（ar），均配成 10mg/l 的标准溶液。1.2 实验方法分别移取适量的各种金属离子标准溶液于 50ml 比色管中，加水定容至 25.0 ml，依次 加入 2.5ml nh4cl-nh3h2o 缓冲溶液、5mlpan-chcl3 溶液，剧烈震荡 2s。放置 25min 后转入 1cm 比色皿中，在 510580nm 波长范围内间隔 1nm 对螯合物进行吸光度测定。1.3 panpan 是一种熔点为 140142的黄色针状晶体，可用作测定金属离子的光度试剂和螯 合滴定的金属指示剂。固体 pan 很稳定，可溶于碱性溶液和有机试剂，其溶液成黄色3。2. 结果与讨论2.1 吸收光谱按照述实验方法进行实验，得到铜、镉、汞、铅、锌、钴、镍-pan 螯合物的吸光曲 线见图 1-7。由图 1 可知各种金属离子螯合物的最大吸光波长分别为：max,cu-pan=561， max,cd-pan=555 ， max,hg-pan=560 ， max,pb-pan=556 ， max,zn-pan=556 ， max,co-pan=554 ，-3-max,ni-pan=570，max,cu-pan=561max。可以看出各种金属离子的吸收光谱重叠较为严重，在不加入其它屏蔽剂的情况下相互之间的光谱干扰无法消除。cd2+co2+520 530 540 550 560570wavelenth(nm)530 540550wavelen56g0th(nm)cu2+图 1 cd2+的吸收光谱图 2 co2+的吸收光谱fig.1 the absorption spectra of cd2+fig.2 the absorption spectra of co2+hg2+530 540 550 56w0 avelen5g7t0h(nm)530 540 550 wa5v6e0 length(n5m70)ni2+图 3 cu2+的吸收光谱图 4 hg2+的吸收光谱fig.3 the absorption spectra of cu2+fig.4 the absorption spectra of hg2+abs0.105pb2+0.1000.0950.090540550560wa57v0elength(nm58)00.085535 540 545 550555wave56le0ngth(n5m65)图 5 ni2+的吸收光谱图 6 pb2+的吸收光谱fig.5 the absorption spectra of ni2+fig.6 the absorption spectra of pb2+zn2+nnnmoon n520 530 540550wavelen5g60th(nm)螯合物结果图图 7 zn2+的吸收光谱图 8 pan 与金属离子形成的螯合物结构fig.7 the absorption spectra of ni2+fig.8 the molecular formula of chelate compound formed by pan and metal ion2.2 螯合物组成pan 为三齿配位体结构3如图 8，与待测金属离子生成 ml2 型正常螯合物。2.3 ph 的确定用稀 naoh 和 hno3 溶液调节金属离子溶液至不同 ph 值，得到不同金属离子螯合物在不同 ph 值 下的吸光度，试验结果见图 2、图 3。其中铜、镉、铅、锌-pan 的 ph 变化图类似于图 9，在 ph9 时吸 光度大且恒定；汞-pan 的 ph 变化图类似于图 10，在 ph6 时吸光度大且恒定；钴、镍-pan 在 ph5 时吸光度大且恒定。absabs0.400.80.350.60.304.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.010.0ph11.00.105 6 7 8 9ph10图 9 cu2+离子吸光度随 ph 值的变化趋势图 10 hg2+离子吸光度随 ph 值的变化趋势fig.9 relation between cu2+ ion absorbency and phfig.10 relation between hg2+ ion absorbency and ph24 吸收剂用量及吸收剂浓度吸收剂用量为 5.0ml，分别使用不同浓度的 pan-chcl3 溶液实验，当吸收剂浓度大于0.090g/l 后，吸光度值基本不再变化。2.5 显色时间反应时间的变化如图 11。反应时间超过 25min，吸光度基本不变化。但时间超过 2h，吸光度呈下降趋势。故实验最佳反应时间取 25min。abs-6-2.6 震荡时间101520253035 t /min40 图 11 形成显色金属螯合物的反应时间(分) fig.11 coloration time of metal chelator(min)为使金属离子与螯合剂完全反应，螯合过程中须振荡待测溶液，实验得到的振荡时间与吸光度的关系见表 1，结合图 4 曲线实验最佳震荡时间取 2min。表 1 震荡时间(秒) table.1 the oscillating time (s)不震荡轻微震荡剧烈震荡 30s剧烈震荡 60s剧烈震荡 2m剧烈震荡 3m剧烈震荡 4m吸光度0.001350.009560.095310.235650.578940589640.596322.7 线性范围及灵敏度各种金属的具体线性范围及灵敏度见表 22表 2 金属离子光谱分析的线性范围、相关系数和摩尔吸光系数table.2 linear range, relation coefficient and the molar absorption coefficient values of metal ions金属离子摩尔吸光系数线形范围相关系数 r2cu2+3.65*1040.051.0mg/l0.9925cd2+1.13*1050.0050.5mg/l0.9979zn2+4.5*1040.051.0mg/l0.9936co2+4.2*1040.051.0mg/l0.9915ni2+5.0*1040.051.0mg/l0.9963hg2+2.6*104pb2+4.4*1043. 结论通过对实验结果的分析表明：pan 是一种性质稳定的有机分析试剂，可以作测定许多 金属离子的光度试剂和螯合滴定的金属指示剂。试剂本身缺乏选择性，但可以通过控制 ph 值的大小和添加掩蔽剂改善对金属离子的选择性（具体掩蔽剂的掩蔽效果见表 33）。由于 pan 试剂本身选择性较差，且不同金属离子的吸收光谱重叠较严重，如将其作为同时监测多种金属离子的有机分析试剂效果应该非常好，而且在以有的文献中反应，监测效果很好4。综上所述，pan 是一种监测性能较好的分析试剂，能够准确的对金属离子进行监测。表 3 掩蔽试剂效果table.3 the effect of the sequestering agent金属离子kcn柠檬酸盐氟化物edtaag+bi+-cd ce() co()-+-+-cu()fe()-+-gahg()-+-+-in+-lamn()+-ni-+-pb pd() pt()+-uo22+ + y()+zn-注：“+”号表示与 pan 反应“-”号表示金属离子被掩蔽-+-+-参考文献1 杨保民,铜、钴、镍、锌与 pan 形成的络合物研究及铜的测定,昆明理工大学学报(理工版) 2005,8,30 (4),1171192 分析化学手册-第三分册-电化学分析与光学分析,化学工业出版社,4514523 程广禄,上野景平,今村寿明,有机分析试剂手册-地质出版社,1985,5,1421494 李天增,张雪峰,双波长分光光度法同时测定锰和镍的研究,大庆高等专科学校学报,2000,10,20(4),6264 5 陶 明,铁、锰-pan 配合物吸附波及其应用, 四川师范大学学报(自然科学版),1997,9,第 20 卷,第 5 期the study of chelate complex quality between 1-(2-pyridine azo)-2-naphthol(pan) and metal ionsding yunsong, yang zhenningchemistry & chemical engineering college, chongqing university, chongqing (400044)abstractwe study chelate complex quality between 1-(2-pyridine azo)-2-naphthol(pan) and metal ions(cu2+, cd2+, hg2+, pb2+, zn2+, co2+, ni2+). the results indicate: the maximal absorption wavelength ofchelate complexes is between 550 and 570. the linear range is large and the relation coefficient