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紫外光谱在环境分析中的应用

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的紫外光谱研究结果表明,随HQ浓度的增加,HQ-明胶体系的吸收强度增大,基于吸光度增强和HQ浓度的关系,求出了反应的结合常数和热力学参数。由热力学参数并结合HQ分子与明胶作用后的紫外二阶导数谱可以推断它们之间主要靠氢键力结合而形成复合物。

3、紫外光谱对红枣中酚类物质的测定分析

红枣是中国传统的药食两用食物之一,含有多种生物活性物质,其中的多糖、CAMP等活性成分已有较多研究[6-9],但关于枣中酚类物质的研究相对较少。为了分析陕北红枣中酚类物质的组成与含量,选择9种常见的酚类化合物并建立了它们的紫外分光光度法,同时对红枣中的酚类物质进行了分析测定。

红枣样品经过超声波法、索氏回流法、萃取法3种不同方法处理后,采用紫外分光光度法,在相应检测波长下对没食子酸等9种酚类物质的含量进行测定。结果表明:除没食子酸外,儿茶素等8种酚类化合物检测浓度在0.002~0.010mg/mL范围内与吸光度线性关系良好,相关系数(r2)为0.9954~0.9998,以儿茶素为对照品的平均回收率为99.30%,相对标准偏差(RSD)为1.87%。儿茶素和表儿茶素占检测到的酚类物质总量的55%以上。该方法简单、准确,可用于红枣中酚类物质含量的测定。

紫外分光光度法测定酚类化合物的含量原理是根据酚类化合物在190~400nm的紫外区有特征吸收[10],利用其吸收的强弱定量测定。张向前,陈宗礼等[11]通过试验用甲醇分别配制一定浓度的样品溶液和标准品溶液,然后在190~400nm的紫外区进行光谱扫描,通过对样品溶液和标准品溶液的光谱扫描结果分析,以确定没食子酸等9种酚类物质的测定波长。

采用超声波法、索氏回流法与萃取法提取陕北红枣样品中的酚类物质,尽管提取效率不同,但最终的测定结果均表明,烘干后的陕北红枣中含有原儿茶酸、没食子酸等9种酚类化合物,其中儿茶素和表儿茶素占检测到的酚类物质总量的55%以上,绿原酸在检测到的9种酚类化合物中含量最少[12]。 4、 紫外光谱在有机污染化合物测定中的应用

首先,紫外分光光度计对综合指标的测定。由于我国水体中有机污染化合物的含量严重超标,且成分较为复杂,因此,在我国现有仪器装备等条件下, 很难对水体中所有有机物进行定量及定性分析。因此,测定综合指标 COD 仍为

目前我国水体监测中最为重要的方法。采用国标法测定 COD 主要是将过量 K2CrO7 有机物进行回流,2 h 后对剩余 K2CrO7 进行回滴,并以回滴溶液量来对水样 COD 进行计算,此法耗时相当长。可以利用快速消解紫外分光光度计法对 COD 进行测定[13],这样可以有效解决国标法耗时长、操作麻烦等问题,因此,已经在水质监测中得到了广泛的应用。

其次,对类别指标的测定。除了测定 COD 来对水体污染程度进行评价以外,有时还需要对类别有机污染物含量进行测定,例如石油、苯胺、挥发酚、硝基苯等种类,这些均可利用紫外分光光度计进行。 5、测定紫外分光光度计在测定水中总氮含量的应用

N、P是造成水体富营养化的重要因素,因此对水体中N是衡量水质指标的重要指标之一。测定水中总氮的方法原理[14]是在60℃以上水溶液中,过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧, 硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子, 故在氢氧化钠的碱性介质中可促使分解过程趋于完全。分解出的原子态氧在120-124℃条件下, 可使水样中含氮化物的氮元素转化为硝酸盐。并且在此过程中有机物同时被氧化分解。利用紫外分光光度法于 波长220 nm和275 nm处, 分别测出吸光度A220及A275,按照公式求出吸光度 A:

A=A220-A275 按A的值查校准曲线并计算总氮含量。 测定水样中总氮的实验步骤如下:

( 1 ) 用25mL比色管取样品10mL,用氢氧化钠溶液调节pH在5 ~ 9 。 ( 2 ) 加入5mL碱性过硫酸钾溶液, 塞紧磨口塞用布及绳等方法扎紧瓶塞, 以防弹出。

( 3 ) 将比色管置于压力锅中, 加热时温度达120-124℃后开始计时, 保持此温度加热30 min。

( 4 ) 冷却、开阀放气, 移去外盖, 取出比色管并冷至室温。 ( 5 ) 加 1 + 9 盐酸溶液1mL, 用无氨水稀释至25mL标线, 混匀。

( 6 ) 移取部分溶液至1cm石英比色皿在紫外分光光度计上, 用无氨水(预处理分析步骤同上) 加 1 + 9 盐酸溶液作参比, 测定水样在220 nm和275 nm波长外的吸光度。

薛慧婷[15]应用紫外分光光度法测定水中的总氮, 并测定了总氮标准样品、加标回收率、标准曲线等,标准曲线的线性相关系数在0.9999以上, 加标回收率在95.0%~105.0%之间, 标准样品的测定结果均在总氮的标准值1.240~1.370mg/L范围之内, 测定结果令人满意,且方法简单,试剂用量少,操作简便,快速准确,灵敏度高,提高了工作效率。

六、紫外光谱使用中应注意的问题

1、紫外可见分光光度计检测指标的一些误区

首先是紫外可见分光光度计的基线平直度和基线漂移概念。基线平直度主要与仪器的滤光片切换和光源切换有关。基线漂移是与时间有光的光度值的变化量,主要影响因素是电子学部分和周围的环境。

再就是紫外可见分光光度计的线性动态范围,可以直接测定仪器的LDR,一般是配制不同浓度的标准溶液(以数量级递增),直接在仪器上测定不同的吸光度。分别求出偏离比尔定律1%时的最大吸光度Amax和最小吸光度Amin,然后二者相除就是仪器的LDR。 2、实际分析中A值偏离的问题

导致样品A值偏大或偏小的原因有以下几个:

一是入射光不是纯的单色光导致;

二是溶液的化学因素导致偏离,待测溶液产生离解、缔合等反应导致A发生变化,在实际实验过程中要注意化学预处理;

三是朗伯比尔定律本身的局限性导致,只有在溶液浓度小于0.01mol/L的稀溶液中才成立。

3、实验过程中如何保护吸收池

一是拿取吸收池时,只能用手触摸两侧的毛玻璃,不可接触光学面,四面的则只能拿棱;

二是不能将光学面与硬物或者赃物接触,只能用擦镜纸清洁; 三是凡是腐蚀玻璃的待测溶液不得长时间盛放在吸收池内;

四是吸收池用完后用去离子水洗净,如果有有机污染物可以用3mol/L的HCl和等体积的乙醇混合溶液浸泡洗涤;

五是不得在电炉或者是火焰上烘烤吸收池。

参考文献

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