水樣中常見(jiàn)金屬離子的快速測(cè)定

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摘要：報(bào)道了用高效毛細(xì)管電泳對(duì)自來(lái)水水樣中常見(jiàn)金屬離子的快速測(cè)定方法。試驗(yàn)結(jié)果表明，K+、Na+、Li+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等七種離子在8min內(nèi)可全部分離，回收率在98.0%～103.3%范圍內(nèi)。峰面積和遷移時(shí)間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別在3.2%和1.1%以下，重現(xiàn)性較好，具有較高的檢測(cè)靈敏度。

關(guān)鍵詞：高效毛細(xì)管電泳堿金屬堿土金屬

常見(jiàn)金屬陽(yáng)離子的分析方法有原子吸收法［1］、離子色譜法［2］、發(fā)射光譜法等。毛細(xì)管電泳(CapillaryElectrophoresis,CE)是一種新型的分離技術(shù)，它具有分辨率高、分離速度快、分析成本低、操作簡(jiǎn)便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。

毛細(xì)管電泳的原理是：毛細(xì)管的兩端分別浸在含有同種電解液的儲(chǔ)液槽中，毛細(xì)管內(nèi)也充滿此電解液，一端為進(jìn)樣端，另一端連接在線檢測(cè)器，被分離的樣品從毛細(xì)管的一端進(jìn)入后，便在毛細(xì)管兩端施加電壓，樣品中各帶電組分在管中受電滲流EOF和自身電泳的作用，向檢測(cè)器方向移動(dòng)，遷移速度取決于樣品的荷質(zhì)比。本文用具有紫外吸收的咪唑作為背景電解質(zhì)，采用間接紫外法測(cè)定，獲得了較理想的檢測(cè)靈敏度。

1試驗(yàn)部分

1.1儀器

7530型紫外分光光度計(jì)，賓達(dá)1229型毛細(xì)管電泳儀(北京市新技術(shù)應(yīng)用研究所)，pH—25型酸度計(jì)，彈性石英毛細(xì)管柱50μmi.d.×72cm(購(gòu)自河北永年光導(dǎo)纖維廠)，有效長(zhǎng)度60cm；電壓0～30kV。

1.2試劑

咪唑(AR級(jí))；K+、Na+、Li+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等七種陽(yáng)離子的氯化物標(biāo)準(zhǔn)品(AR級(jí))；濃硫酸(AR級(jí))。

標(biāo)樣及電解質(zhì)載液均用純水配制；6mmol/L咪唑用硫酸調(diào)至pH＝4.5。

1.3電泳條件

柱溫：25℃；電壓：30kV；檢測(cè)波長(zhǎng)：212nm；進(jìn)樣方式：電動(dòng)進(jìn)樣。

2結(jié)果與討論

2.1分離體系的確定

2.1.1背景電解質(zhì)的選擇

大多數(shù)金屬陽(yáng)離子沒(méi)有紫外吸收，含有不飽和鍵的胺類化合物可作為共存離子測(cè)定陽(yáng)離子。選擇咪唑?yàn)楣泊骐x子，獲得了較理想的靈敏度。

2.1.2pH值的選擇

電解質(zhì)pH值影響電滲流的大小，從而對(duì)分離效果產(chǎn)生影響。pH值越大，分離所需時(shí)間越短，但分離效果變差。試驗(yàn)證明，pH＝4.5時(shí)效果最佳。

2.1.3檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇

在共存離子的最大吸收波長(zhǎng)處檢測(cè)到最大信號(hào)；在光源的最高強(qiáng)度發(fā)射波長(zhǎng)處檢測(cè)到最低噪音?？紤]到檢測(cè)波長(zhǎng)處應(yīng)使信噪比最高，所以選擇212nm作為間接檢測(cè)波長(zhǎng)。

2.1.4咪唑濃度選擇

試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)咪唑濃度≥6mmol/L時(shí)，各個(gè)離子可達(dá)完全分離。隨著其濃度的增加，盡管分離趨于良好，但噪音增大，所以選擇6mmol/L咪唑最佳。

2.1.5分離電壓的選擇

在CE中，電壓越高，各離子遷移時(shí)間越短，分離越差。試驗(yàn)證明，選擇30kV為最佳。

2.2陽(yáng)離子標(biāo)樣譜圖

在上述條件下測(cè)得的陽(yáng)離子標(biāo)樣譜圖如圖1所示。

2.3標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

選擇一組適當(dāng)濃度的陽(yáng)離子標(biāo)準(zhǔn)混合溶液進(jìn)行線性試驗(yàn)，得出標(biāo)準(zhǔn)曲線方程。結(jié)果如表1所示。

表１各種陽(yáng)離子的校正曲線方程

離子

方程

r

r2

Ｋ＋

C=-6.432×１0-2+1.351×10-3R

0.9991

0.9982

Ｎa+

C=-1.726×10-2+2.983×10-4R

0.9994

0.9988

Li+

C=1.358×10-2+4.563×10-4R

0.9993

0.9986

Ca2+

C=-5.799×10-2+4.235×10-4R

0.9990

0.9980

Mg2+

C=-2.157×10-2+2.684×10-4R

0.9991

0.9982

Ba2+

C=4.391×10-2+3.255×10-4R

0.9992

0.9984

Sr2+

C=1.872×10-2+8.721×10-4R

0.9998

0.9996

由表1可知，本法r均優(yōu)于0.999，線性關(guān)系良好。

2.4精密度試驗(yàn)

選擇七種陽(yáng)離子的標(biāo)準(zhǔn)樣品，在毛細(xì)管電泳儀上重復(fù)10次試驗(yàn)，峰面積和遷移時(shí)間的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差分別在3.2%與1.1%以下(見(jiàn)表2、3)，可見(jiàn)其重現(xiàn)性良好。

表２各種陽(yáng)離子分析峰面積的重現(xiàn)性（n＝10）

離子

平均值（μV.s)

標(biāo)準(zhǔn)偏差

RSD（%）

K+

2819.12

188.12

1.5

Na+

979.45

27.78

2.8

Li+

3559.81

20.06

0.6

Ca2+

3001.06

61.01

2.0

Mg2+

2975.46

92.08

3.0

Ba2+

789.05

25.43

3.2

Sr2+

1784.24

47.89

2.6

表3各種陽(yáng)離子分析遷移時(shí)間重現(xiàn)性（n=10）

離子

平均值（min）

標(biāo)準(zhǔn)偏差

RSD（%）

K+

4.01

0.03

0.7

Na+

4.90

0.03

0.6

Li+

5.96

0.07

1.1

Ca2+

5.02

0.04

0.8

Mg2+

5.21

0.05

0.9

Ba2+

4.49

0.03

0.7

Sr2+

4.68

0.04

0.8

2.5回收率試驗(yàn)

取一份自來(lái)水為樣品，計(jì)算其結(jié)果，數(shù)據(jù)如表4所示。試驗(yàn)表明，平均回收率在98.0%～103.3%之間，回收率良好。

表４回收率試驗(yàn)

離子

測(cè)定值（10-6mg/L)

加標(biāo)值（10-6mg/L)

回收率（%）

K+

1.85

2.92

99.1

Na+

1.20

1.62

103.3

Ca2+

4.46

4.70

99.0

Mg2+

12.70

11.31

99.2

Ba2+

2.02

2.30

98.0