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锰是一种人体和动植物必需的微量元素,同时也是造成环境污染的元素。目前国内外测定水体中痕量锰的分析方法大多需要样品预处理才能进行,操作步骤繁琐,条件苛刻,很多都需要使用昂贵的分析仪器及试剂,分析成本较高。
本论文对测定水体中痕量锰的催化动力学分光光度法进行了研究,并对其反应机理进行了初步探讨。通过研究,建立了一种直接测定水体中痕量锰的新方法;得到了催化反应的动力学方程及各反应物的反应级数。将本文建立的方法应用到淡水及海水体系等实际水体中锰的测定,能取得令人满意的结果。本论文的主要成果有以下几点:
1.建立了一种能直接测定痕量锰的新的分析方法。
本论文利用催化动力学原理测定痕量锰元素,研究得到了一种新的反应体系。此体系以弱酸性艳蓝(RAWL)为指示剂,高碘酸钾为氧化剂,氨三乙酸(NTA)作活化剂。通过正交实验和单因素实验,确定了此反应体系的最佳分析条件:RAWL浓度为40.0mg/L,pH值为5.80,KIO<,4>浓度为1.00×10<'-4>mol/L,时间为3.0min,NTA浓度为2.00×10<'-4> mol/L,温度为20.0℃。在最佳分析条件下,本分析方法的相对标准偏差(RSD)为0.76﹪~1.25﹪,加标回收率为98.5﹪~102﹪,检出限为1.5×10<'-10>g/mL,线性范围为0~50.0ng/mL。干扰离子实验表明:大多数阳离子及阴离子均不干扰测定。本论文所建立分析方法的特点为:高准确度,高精密度,高灵敏度,高选择性,检出限低,线性范围宽,而且仪器价廉、操作简单、在室温下进行。
2.对方法的动力学参数进行了测定,确定了反应的动力学方程。
对新建方法的动力学参数进行测定。实验得到:弱酸性艳蓝的反应级数α=0.9534≈1,高碘酸钾的反应级数β=0.4205≈1/2,锰的反应级数γ=1.0739≈1,氨三乙酸的反应级数θ=0.4519≈1/2;反应体系的表观活化能E<,a>=-39.88kJ/moL,表观反应速率常数K=0.1768 min<'-1>。通过实验确定了本反应的动力学方程为:
3.本分析方法能成功地应用于淡水体系中锰的测定。
将所建立的分析方法应用于自来水、黄河及长江水样中锰的测定。样品测定的相对标准偏差RSD在0.43﹪~1.14﹪之间,回收率在98.3﹪~105.5﹪之间。将该法的测定结果与用原子吸收法的测定结果进行比较,测定结果基本一致。因此该分析方法能成功应用于淡水体系中痕量锰的测定。
4.本分析方法能成功地应用于海水体系中锰的测定。
将所建立的分析方法应用于海水样品中锰的测定。样品测定的相对标准偏差RSD在0.54﹪~1.21﹪之间,加标回收率在96.0﹪~102.6﹪之间。将该法的测定结果与用原子吸收法的测定结果进行比较,测定结果基本一致。因此该分析方法能成功应用于海水体系中痕量锰的测定。