催化动力学光度法测定微量重金属含量及反应机理的研究

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重金属是工业生产和生物效应方面均有重要意义的元素。由于重金属对人体的危害很大,因此准确测定食品或环境样品里重金属的含量具有非常重要的意义。动力学分析法是利用化学反应速率和反应物浓度、催化剂之间的关系而进行定量分析的方法。而催化动力学光度法具有灵敏度高、选择性好、设备简单、操作简便的特点,是测定微量重金属的有效方法之一。目前,催化动力学测定微量铬的研究较多,而测定铅的研究较少,同时对反应机理的研究也较少。本论文采用催化动力学光度法分别对测定微量重金属铬(Ⅵ)和铅(Ⅱ)进行了研究,并对其反应机理进行了探讨。 全文共分三部分,主要内容和方法如下: 第1章 分别概述了动力学分析法的发展历史,动力学分析法的特点和分类;详细介绍了催化动力学分光光度法的方法原理;介绍了催化动力学分析法的应用和研究发展趋势;并对近十年国内催化动力学分析法测定微量重金属的最新研究进行了综述;并阐述了本课题的研究背景和意义。 第2章 在pH5.0的NaAc-HAc缓冲介质中,以邻菲哕啉(phen)作活化剂,微量Cr(Ⅵ)对H<,2>O<,2>氧化茜素红S(ARS)褪色反应存在明显的催化作用,由此建立了测定微量Cr(Ⅵ)的新催化动力学光度法。采用固定时间法,在九λ<,max>=422nm处和86℃,对催化体系和非催化体系进行吸光度的测定,应用正交试验法确定了反应的最佳条件是2.0×10<-3>mol/LARS2.6mL、3.0×10<-3>mol/Lphen 1.5 mL、3.0 mol/LH<,2>O<,2> 2.0 mL及pH=5.0NaAc-HAc缓冲溶液2.5mL。测定了有关动力学参数,表观活化能E<,α>=86.52 kJ/mol,速率常数K=0.11min<-1>,半衰期t<,1/2>=6.3min。该方法的检出限为3.3×10<-9> g/mL,线性范围为0.0~0.20μg/mL,并应用于湖水、废水中的铬(Ⅵ)的测定,结果令人满意。同时还探讨了催化反应机理。 第3章 在氨水介质中,痕量Cu(Ⅱ)对H<,2>O<,2>氧化茜素红S的褪色反应具有催化作用,而Pb(Ⅱ)对此褪色反应具有明显的阻抑作用,由此建立了测定微量Pb(Ⅱ)的新催化动力学光度法。应用正交试验法确定了反应的最佳条件是2.0×10<-3>mol/L,ARS 2.0 mL、1.0mol/LNH<,3>.H<,2>O 1.0 mL、1μg/mL Cu<2+>溶液2.0 mL和1.0mol/LH<,2>O<,2> 2.0 mL。同时讨论了温度和反应时间对反应体系的影响,测定了阻抑反应速率常数K=0.13 min<-1>,半衰期t<,1/2>=5.3 min,由此建立了测定微量铅(Ⅱ)新的阻抑动力学光度法。该方法的检出限为7.5×10<-9>g/mL,线性范围为0.0~0.35 μg/mL,并应用于皮蛋和茶叶样品中铅(Ⅱ)的测定,结果令人满意。同时还探讨了阻抑反应机理。
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