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半胱氨酸-银体系测定水中银离子

更新时间:2009-03-28

银是贵金属元素之一,在工业生产的很多领域,如化工、冶金、医药、建材以及人们的日常生活中都发挥着巨大的作用[1-3]。监测Ag+的主要方法有分光光度法[4]、原子吸收光谱法、溶出伏安法、X射线法、电感耦合等离子原子发射光谱法[5]、电感耦合等离子质谱法等。普通方法在测定水中痕量Ag+上灵敏度不高,选用样品较贵[6]。我们用L-半胱氨酸与银离子反应生成半胱氨酸-银的新物质测定其在230nm处的吸光度值实现了Ag+的富集,提高了灵敏度,降低了检出限并将此方法应用于水中Ag+的测定。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

T6紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

选取2017年7月—2018年6月来院实习的本科5年制大五学生32名,随机平均分为对照组和观察组,两组实习生均来自重庆医科大学。对照组男生7人,女生9人;观察组男生8人,女生8人,对照组理论课学习平均成绩(86.4±1.3)分,观察组平均成绩(87.3±1.1)分,P>0.05为差异无统计学意义,具有可比性。

银储备液:0.20.1g·L-1;银标准使用液:20μg·mL-1;L- 半胱氨酸:0.1g·L-1;十二烷基硫酸钠:4g·L-1;四硼酸钠:8g·L-1

所用试剂均为分析纯,实验用水为蒸馏水。

1.2 实验方法

当Ag+为30mg·L-1,控制误差在±5%之内,对常见共存离子的影响进行了试验。结果表明,1000倍 Sr2+、K+,800 倍 Mg2+、Na+、NH4+,400 倍 Fe3+ ,100倍 Ca2+、Cd2+,Al3+,50 倍 Ni2+,6 倍 Pb2+共存离子不影响测定。

2 条件实验

2.1 半胱氨酸的浓度影响

实验考查了半胱氨酸加入量对体系吸光度的影响。实验表明,半胱氨酸的加入量在0~8mL范围内,反应体系的吸光度随着半胱氨酸加入量的增加而增加,加入量在6mL时,吸光度达到最大。如表1所示。

力控末端执行器的传感器一般安装于恒力补偿作动部件与工具头之间,其检测反馈信号为恒力补偿作动部件与工具头之间的相互作用力,而非工具头与工件之间的相互作用力,这两者存在一定的差值,并主要受工具头和动力部件重力和惯性力的影响。因此,为提高工具头与工件间作用力的控制精度和响应速度,一方面应研发具有高功率质量比的动力部件,减小运动部件的质量,另一方面应开展工具头和动力部件的重力和惯性力补偿技术研究,其中包括利用多轴加速度计或陀螺仪等反馈信号解算力控末端执行器的姿态和质量力的补偿算法等关键技术。

 

表1 半胱氨酸加入量对吸光度的影响Tab.1 Effect of cysteine addition on absorbance

  

半胱氨酸的量/mL 0 2 4 5 6 7 8 230nm处吸光度 0.202 0.233 0.273 0.289 0.301 0.271 0.252

2.2 表面活性剂浓度的影响

实验考察了温度对体系吸光度的影响(表4)。

 

表2 表面活性剂的浓度对吸光度的影响Tab.2 Effect of surfactant concentration on absorbance

  

加入量/mL 0紫外吸光度SDS CTMAB 曲拉通0.165 1 0.189 2 0.222 3 0.235 4 5 6 0.250 0.241 0.202 0.15 0.155 0.155 0.152 0.145 0.157 0.180 0.150 0.132 0.155 0.163 0.159 0.152 0.153

2.3 pH值的影响

实验考查了pH值对体系吸光度的影响。当pH值较高或较低时,S原子和α-羧基氧、α-氨基的氮都存在竞争,所以不予以讨论。实验表明体系吸光度随着pH值增大而增大,在pH为7.2时达到最大。见表3。

 

表3 pH值对吸光度的影响Tab.3 Effect of pH on absorbance

  

pH值 5 6 6.5 7.2 7.8 8.2 8.8吸光度 0.15 0.183 0.201 0.251 0.14 0.2 0.244

2.4 温度的影响

实验考查了表面活性剂加入量对体系吸光度的影响。实验表明,体系加入表面活性剂(SDS)的量在0~6之间,吸光度随表面活性剂的浓度增加而增加,加入量在4mL时,吸光度最大,表面活性剂CTMAB和曲拉通对体系吸光度影响不大,如表2所以选用SDS作为本体系的表面活性剂。

 

表4 温度对吸光度的影响Tab.4 Effect of temperature on absorbance

  

温度/℃ 15 20 30 40 50吸光度 0.241 0.248 0.245 0.243 0.244

结果表明银曲线的回归方程为y=0.0907x+0.0305,曲线的相关系数 R2=0.9975。测定范围为 0~8mg·L-1。x 的单位为 mg·L-1,y 为吸光度值。对 30mg·L-1钴溶液平行测定11次,相对标准偏差RSD为0.5%;20次空白试验,求得检出限为1.1×10-2μg·mL-1

2018年11月19日,由中国石油西南油气田公司牵头修订的天然气工业核心标准GB 17820-2018《天然气》由国家市场监管总局和国家标准委正式发布,新标准将于2019年6月1日正式实施。其中,对进入长输管道的天然气的高位发热量、总硫、硫化氢和二氧化碳含量指标引入过渡期要求。

2.5 反应时间的影响

对于Ni2+、Pb2+的干扰,可加入2g·L-1柠檬酸铵作为掩蔽剂来消除干扰,可以使上述共存离子在100倍以上才会干扰测定,使实验方法的选择性显著提高。

 

表5 反应时间对吸光度的影响Tab.5 Effect of reaction time on absorbance

  

时间/min 0 10 20 30吸光度 0.202 0.217 0.232 0.251 40 50 0.25 0.252

由表5可以看出,反应体系吸光度随着反应时间的增加而增加,在反映时间为30min时达到了最高点,后面趋于平稳。

式中:P1、P2为断面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ处的静压,Pa;ρ1、ρ2为断面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ处的空气密度,kg/m3;v1、v2为断面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ处的风速,m/s;Z1、Z2为断面Ⅰ—Ⅰ、Ⅱ—Ⅱ处的标高,m;g为重力加速度,取9.8 m/s2;hr为风流从断面Ⅰ—Ⅰ到断面Ⅱ—Ⅱ过程中的阻力损失,Pa。

2.6 工作曲线和精密度检出限

由表4可以看出,体系的吸光度并不随着温度的变化而变化。

2.7 共存离子的影响

常温下,向25mL比色管中依次加入浓度为0.8mmol·L-1的半胱氨酸水溶液、不同浓度的硝酸银使用液、4%的十二烷基硫酸钠水溶液(SDS),加入四硼酸钠缓冲溶液调节pH值,定容到25mL,等待30min测其紫外吸收光谱。

实验考察了反应时间对体系吸光度的影响(表5)。

3 样品分析与测定

取经HNO3、HClO4处理过的污水处理站废水2.0mL,分别加入0.2mL 2g·L-1柠檬酸铵作掩蔽剂,其他同1.2,实验结果见表6。

由表6可见,加标回收率在98%~100%之间,说明本方法用于实际样品测定准确可靠。

 

表6 实际样品测定结果Tab.6 Results of actual sample determination

  

编号 水样/mg·L-1 1 0.0123 2 0.013 3 0.0125均值 0.0126加标样/mg·L-1 回收率/%0.0633 98.5 0.0642 97.8 0.0641 99.8 0.0638 98.7

4 结论

(1)本文研究了在常温下,溶液中L-半胱氨酸与银离子反应生成半胱氨酸-银的新物质,在230nm波长下测定吸光度确定银离子浓度的新方法。

结合数据库技术与应用课程特点及教学体验,按照“案例导向、项目驱动”的教学方法[7],选择专题项目作为案例,通过项目案例将数据库技术与学科专业关联起来,将理论学习与实践训练融为一体。课堂教学按教学线进行,以讲解基础知识为基石,介绍项目案例为主,讨论为辅。实践教学按实践线进行,以项目开发为主,模拟企业的项目管理和开发过程,以项目开发带动数据库课程的理论学习,每一个子项目按照“任务实现→问题分析→知识储备→项目实践”的模式,使学生可以循序渐进地学习数据库的知识和技能,更好地掌握所学内容,并与学科专业相融合。

(2)体系对水中Ag+进行富集,与传统方法相比提高了灵敏度。

推论 2.4 测度Μ(B,K)是Rd上的界为A的测度紧框架, 那么对于任意可测集J⊂K, ∀Rd,下面命题等价:

(3)一般金属离子对体系不产生干扰,对于Ni2+

、Pb2+的干扰,可加入2g·L-1柠檬酸铵作为掩蔽剂来消除干扰。

参考文献

[1] 黄晓梅,李国斌,胡亮,等.银的提取研究进展及前景展望[J].昆明理工大学化学工程学院,2015,(3):26-29.

[2] 黄斐斐.半胱氨酸的电化学检测方法研究[D].大连:大连理工大学,2013:11-12.

[3] 董璐.氨基酸金属配合物的合成与表征[J].北京理工大学,2015,14-15.

[4] 肖子丹,张朝平,湛雪辉.半胱氨酸-银(I)反应的研究[J].湖南师范大学自然科学学报,2009,32(4):66-70.

[5] 丁爱梅,张东光.火焰原子吸收光谱法连续测定高纯铋锭中痕量铜、银、锌[J].中国无机分析化学,2015,5(1):56-58.

[6] 袁君杰,谢幼专,韩辰,等.微波消解-ICP-MS测定动物血清和组织器官中的微量银元素[J].光谱学与光谱分析,2014,34(9):2533-2535.

 
刘施羽,余萍
《化学工程师》 2018年第04期
《化学工程师》2018年第04期文献

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