间苯二胺的动力学光度法测定

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间苯二胺是一种重要的化工原料，同时也是一种致癌的芳香胺类物质，其毒理作用与苯胺相似。目前测定苯胺类有机物质的主要方法有气相色谱法［1］、高效液相色谱法［2］和荧光光度法［3］等，但这些方法仪器成本较高。动力学分光光度法操作简便、分析速度快，所用仪器简单。本文观察发现，在稀盐酸介质中，间苯二胺对Fe(III)-H2O2-灿烂绿的反应体系速率有明显的影响，并使该体系在360nm处的吸光度值有明显升高，且间苯二胺在一定浓度范围内，与体系吸光度值的变化存在线性关系，从而建立了测定间苯二胺的动力学分析新方法。该法用于废水中间苯二胺的测定，结果令人满意。

1 材料与方法

1?1 仪器与试剂 UV-2550型紫外分光光度计(日本岛津公司)；721型分光光度计(上海精密科学仪器有限公司)；KQ-50B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；SC-15型数控超级恒温槽(上海天平仪器厂)；FC-104型电子分析天平(上海精密科学仪器有限公司天平仪器厂)。间苯二胺标准溶液：0?1g／L，准确称取间苯二胺0?1g，用水溶解并定容至1000ml，避光保存；HCl溶液：0?1mol／L；灿烂绿溶液：2?0×10-3mol／L；Fe(III)标准溶液：0?1g/L Fe(III)，准确称取硫酸高铁铵0?8611g，用少量水溶解完全并定容至1000ml；H2O2溶液：30％。所用试剂均为分析纯，分析用水为二次蒸馏水。

1?2 方法 于2支10ml具塞比色管中，依次加入2?0×10-3mol／L灿烂绿溶液2?0ml，0?1mol／L HCl溶液0?2ml，30％H2O2溶液2?0ml和0?1mg/L Fe(III)标准溶液1?5ml，其中一支加入适量间苯二胺标准溶液，另一支不加作为对照，用蒸馏水分别稀释至刻度，摇匀，放入55℃超级恒温槽内水浴加热7min后取出，流水冷却3min终止反应。用1cm比色皿，以蒸馏水作空白，在360nm波长处测定加间苯二胺体系的吸光度A和不加间苯二胺体系的吸光度A0，并计算ΔA=A-A0值。

2 结果与讨论

2?1 吸收曲线 按实验方法分别测定不同反应体系的吸收光谱。在灿烂绿-H2O2-HCl-FeFe(III)对照体系中加入少量间苯二胺后，体系的吸收曲线与对照体系比较有明显升高，吸光度值增加，且间苯二胺的浓度越大，体系的吸光度值越高，ΔA越大，说明在Fe(III)不变的情况下，加入间苯二胺可使该体系反应的速率发生改变，据此可以测定间苯二胺-灿烂绿-H2O2-HCl-Fe3+体系中间苯二胺的浓度。由于在波长360nm处ΔA最大，所以选择该波长为测定的工作波长。

2?2 试剂用量 固定反应温度55℃，反应时间7min，加入间苯二胺工作液1?0ml的条件下，按实验方法分别对HCl、H2O2、灿烂绿和Fe(III)溶液的用量进行隔离试验。结果表明，HCl溶液用量在0?2～0?4ml，H2O2溶液用量在1?5～2?5ml，Fe(III)溶液用量在1?0～2?0ml，灿烂绿溶液用量在1?5～2?5ml范围内，ΔA值较大。在此基础上，设计了4因素3水平正交试验，以优化试剂用量(表1)。由此确定测定用量为，0?1mol／L的HCl溶液0?2ml，30％的H2O2溶液2?0ml，0?1mg／L的Fe(III)溶液1?5ml，2?0×10-3mol／L的灿烂绿溶液2?0ml。

表1 正交试验结果（略）

2?3 反应温度的影响 在试剂用量确定的条件下，固定反应时间7min，仅改变反应温度，观察体系的反应速度变化。在室温下，加间苯二胺体系和未加间苯二胺的体系几乎均无反应，随着反应温度的升高，2种体系的反应速度逐渐加快，当反应温度升至55℃时，ΔA达到最大，温度继续上升，ΔA迅速减小，所以选择反应温度为55℃。

2?4 反应时间的影响 在已选定的反应条件下，按实验方法观察反应时间的改变对反应的影响。当间苯二胺标准工作液加入1?0ml时，反应加热时间在0～7min内，ΔA与反应时间t呈良好的线性关系，由ΔA对时间t作图，其线性回归方程为：ΔA=0?0361t(min)+0?0036,相关系数r=0?9905；反应在7min时，ΔA达到最大，且仪器读数误差较小，所以采用加热时间为7min。该反应的速率常数为6×10-4/s。反应后的体系在室温下静置，测定吸光度值，差异无统计学意义，体系稳定性较好。

2?5 工作曲线和检出限 按实验方法，加入不同量的标准间苯二胺工作液，分别测定吸光度A0与A，并计算ΔA。结果表明，间苯二胺浓度在1?0～14?0mg／L范围内与ΔA呈良好的线性关系，其线性回归方为：ΔA=0?0447+0?0196c(mg／L)，r=0?9968。根据11次平行空白实验的标准偏差S及工作曲线斜率K，用3倍法(3S／K)求得该方法的检出限为0?86mg／L。

2?6 共存离子的影响 观察常见物质对测定的影响，当间苯二胺的质量浓度为6?0mg／L，相对误差控制在±5％以内时，下列倍数的共存离子对测定不干扰，K+、Na+、Cl-、F-(3000)；SO2-4、NO-3、Mg2+、Ca2+、Ba2+、Br-、NH+4(1000)；Hg2+、Sn2+、Bi3+、Cr3+、Pb2+(500)；Ag+、邻二硝基苯(100)；Ni2+、Co2+、Zn2+、苯基邻氨基苯甲酸(30)；Cu2+、Al3+、盐酸羟胺(10)；邻苯二酚(2)；等量的间苯二酚、邻苯二胺有干扰，可用蒸馏法进行分离。

2?7 样品分析 取一定量的实验室水样，蒸馏后按实验方法进行测定，同时加入间苯二胺标准工作液进行回收实验，见表2。

表2 样品测定结果（略）

3 小结

在稀盐酸介质中，间苯二胺对Fe(III)+H2O2+灿烂绿体系的反应速率有明显的影响，据此可以测定微量间苯二胺。优化的试剂用量为0?1mol／L HCl溶液0?2ml、30％ H2O2溶液2?0ml、0?1mg／L Fe(III)溶液1?5ml、2?0×10-3mol／L灿烂绿溶液2?0ml；反应温度55℃，反应时间7min，体系的稳定性较好，该方法测定间苯二胺的浓度范围为1?0～14?0mg/L，检出限为0?86mg／L。用于水样中间苯二胺的测定，简便快速。

【参考文献】

〔1〕 宋艳涛，王正萍，王琳.固相微萃取气相色谱法测定废水中三乙胺和苯胺［J］.环境监测管理与技术,2005,17(1)：37-38.

〔2〕 黄成，周光明，彭红军，等.反相高效液相色谱法快速测定靛蓝中残留苯胺［J］.西南师范大学学报,2004,29(6)：996-999.

〔3〕 冯素玲，王瑾，樊静，等.痕量苯胺的动力学荧光法测定［J］.光谱学与光谱分析2005,25(2)：249-251.

〔4〕 陈宁生，郭新愿.催化光度法测定水发食品浸泡液中微量甲醛［J］.中国公共卫生,2003,19(9):11-13.