分光光度法测定焦化废水中的吲哚_于文涛

分光光度法测定焦化废水中的吲哚于文涛*顾磊唐美华方煜宇(南京工业大学制药与生命科学学院,南京210009)摘要二苯胺磺酸钠在酸性溶液中遇到NaNO2时,氧化为二苯联苯胺磺酸紫。由于该氧化物不稳定,分解产物再与NO-2发生重氮化反应,加入吲哚后偶合成红色化合物。该化合物最大吸收波长为525nm;摩尔吸光系数为0.57×104Lmol-1cm-1;线性范围0.053～24mg/L。该化合物至少稳定1h,焦化废水中存在的其它物质不干扰吲哚测定,样品的回收率为98.8%～102%。关键词分光光度法,二苯胺磺酸钠,吲哚,焦化废水2004-05-09收稿;2004-07-19接受1引言吲哚及其衍生物在自然界分布很广,常存在于动、植物及蛋白质的腐败产物中。吲哚也常用于医药、农药、香料及染料等工业中。炼钢的副产品煤焦油中含有大量吲哚,通常都得到回收利用。但焦化废水中所含的吲哚却是易造成污染且难降解的物质之一。目前环境学者利用光合细菌、反硝化细菌等多种细菌降解含吲哚的废水取得了新进展。吲哚检测方法除液相色谱[1]、气相色谱[2]和毛细管电泳[3]等分离分析的方法外,用廉价的分光光度计测定的方法不多,文献[4]报道了对二甲氨基苯甲醛光度法,但此法线性范围窄。本研究将氧化还原指示剂二苯胺磺酸钠与吲哚定量反应生成红色化合物,在波长525nm处测定焦化废水中的吲哚取得了较好结果。此法对焦化废水及细菌降解后的废水进行监控分析,不仅操作简单,稳定性好,线性范围宽,而且废水中许多物质都不干扰测定,方法的选择性非常好。2实验部分2.1仪器与试剂DU650型分光光度计(Beckman公司)。二苯胺磺酸钠水溶液:2g/L;HCl:1mol/L;亚硝酸钠水溶液:10g/L,冰箱避光保存可用一星期;氨基磺酸胺水溶液:20g/L,冰箱避光保存可用一星期;吲哚标准溶液:准确称取吲哚标准品(分析纯,上海化学试剂公司)0.0500g于100mL容量瓶中,加入少量乙醇溶解吲哚,用水稀释至刻度,此储备液为0.5g/L,用时稀释成0.1g/L的标准使用液。以上试剂均为分析纯,水为去离子水。废水样品:南京钢铁厂焦化车间提供。2.2实验方法移取2g/L的二苯胺磺酸钠溶液3mL于25mL的容量瓶中,加入1mol/L的盐酸6mL,摇匀,加入10g/L的亚硝酸钠2.5mL,摇动,待溶液的紫色褪去后在0～15℃放置5min,然后加入20g/L的氨基磺酸胺溶液3.0mL,充分摇荡使小气泡逸出,最后加入吲哚溶液,在50～60℃的水浴显色5min,取出再放置15min,流水冷却消除热溶涨,用1cm的比色皿将试剂空白与显色溶液在DU650型分光光度计上于波长420～600nm扫描吸收光谱。有色产物的最大吸收波长为525nm。3结果与讨论3.1反应机理的探讨二苯胺磺酸钠在盐酸介质中加入亚硝酸钠后,立刻被氧化为深紫色的二苯联苯胺磺酸紫,摇动溶液即褪为无色。这是因为二苯联苯胺磺酸紫不稳定,它在含有氧化剂的溶液中,还会被氧化而分解[6],进而转位、重排[7,8],生成联苯胺磺酸盐,同时氨基发生重氮化反应。实验现象也证实溶液放置5min颜色第33卷2005年5月分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报ChineseJournalofAnalyticalChemistry第5期680～682从无色变为淡黄色,符合重氮化反应的特点。再加入氨基磺酸胺除去多余的亚硝酸钠,最后加入吲哚溶液,重氮组分与吲哚在β位进行取代[9]偶合成红色的化合物。反应机理为:3.2试剂用量的确定二苯胺磺酸钠用量在2～6mL吸光度基本不变,实验选取3mL。在相同浓度的H2SO4、HCl、HNO3、醋酸和NaOH几种介质中,HCl显色最好,醋酸最差,NaOH不显色;实验选取6mL1mol/LHCl。亚硝酸钠的用量在2～4mL之间,吸光度基本不变,实验选取2.5mL。氨基磺酸胺的用量在2.5～4mL之间,吸光度基本不变,实验选取3mL。为了证实试剂组合是否最佳,进行了四因素(二苯胺磺酸钠、HCl、亚硝酸钠、氨基磺酸胺)三水平的正交试验,结果表明:所选试剂用量达到了最佳试剂组合。3.3重氮化与显色条件的确定及有色化合物的稳定性重氮化反应是一个放热反应,一般都是在0～5℃的条件下进行。实验观察到,在0～15℃之间差别不大,因此实验选取重氮化温度为10～15℃;重氮化时间在0、5、10min进行实验,结果以放置5～10min较稳定,实验选取5min;显色反应的温度和时间对结果影响较大,温度越高显色越快,但有色产物的稳定性下降,因此实验选用的显色条件为50～60℃水浴中显色5min,取出静置15min。对有色产物稳定性进行了实验,结果表明:该有色产物在室温下至少稳定1h。3.4精密度实验、工作曲线和检出限按2.2方法,取不同含量的吲哚进行测定,平行测定