专利名称：分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法
技术领域：
本发明涉及一种检测水环境中铜离子浓度的方法，特别是一种分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法。
背景技术：
铜是一种分布很广的微量元素，地壳中铜的平均丰度为55ppm。铜是生命所必需的微量元素，参与酶催化功能，也是人体血液、肝脏和脑组织等铜蛋白的组成部分，成人每日的需要量估计为20mg，但过量的铜对人和动植物都有害。水中铜含量达0. 01mg/L时，对水体自净有明显的抑制作用，超过3mg/L,会产生异味,超过15mg/L,就无法饮用。过高浓度的铜离子会引起水体细菌，菌类的死亡，也会引起人体肝脏和肾脏的损伤和肠胃功能的絮乱。因此，对铜离子的检查在环境保护和人体健康方面，具有很重要的意义。目前，分光光度法检测水质中铜的测定主要有2，9_二甲基-1，10-菲啰啉分光光度法(GB/T 7473-87)和二乙基二硫代氨基甲酸钠分光光度法(GB/T 7474-87)。然而，上述两种方法，所需的试剂种类多，操作繁琐，显色剂配制成溶液后稳定性差，存放时间短，检测后的废液无法回收利用从而造成二次污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种对水的PH适应性广，使用简单快捷，经回收处理后可以重复使用，不产生固液气三废的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法。本发明采用如下技术方案
一种分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其步骤是向含铜离子的水中加入溶有铜显色剂的有机相，当显色剂溶液与含铜离子水充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，铜离子水与显色剂溶液分层，对显色剂溶液进行干燥后，直接用分光光度法根据有机相的吸光度来判定铜离子的浓度。采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，具有如下优点本发明所需检测试剂少，成本低，操作简单、快捷；所用检测剂配制成有机溶液后稳定好，可长期存放不变质； 所用检测剂检测后的废液可以回收经处理后进而可以重复使用，不造成二次污染。本发明的优选方案是
所述铜显色剂是水杨醛肟或含有不同取代基的水杨醛肟衍生物或是水杨醛肟与水杨醛肟衍生物的混合物。所述有机相为苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、四氯化碳、三氯甲烷、二氯甲烷其中之一或是上述两者或两者以上的混合物；或是其他与水不能互溶的有机溶剂。所述显色剂溶液的浓度是0. 5g/L 10 g/L。所述显色剂溶液与铜离子水的体积比是I :1 I :2。所述显色剂溶液与铜离子水混合后，振荡15 20分钟。所述对有机相溶液的干燥时间是20 30分钟。所述显色剂溶液与铜离子水的体积比是I :1。所述含铜水溶液的pH值是2 6。
所述显色剂是3-溴-5-叔丁基水杨醛肟。
具体实施例方式
下面结合实施例详述本发明
实施例I :
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以苯为有机相。首先配制显色剂溶液称取 lg3-溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容，既得显色剂的有机溶液。铜离子水的pH值是2 ;取IOml显色剂溶液和IOml 铜离子水于50ml锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水与显色剂溶液分层；对铜离子水与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min，然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为0. 041 ;水环境中的铜离子浓度值是35 mg/L。实施例2:
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以甲苯为有机相。首先配制显色剂溶液称取 lg3-溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容；既得显色剂的有机溶液。铜离子水溶液的pH值是3，取IOml显色剂溶液和IOml铜离子水溶液于50ml锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后， 有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水溶液与显色剂溶液分层；对铜离子水溶液与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min，然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为 0. 0365 ;铜离子水溶液的浓度是30mg/L。实施例3:
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以甲苯为有机相。首先配制显色剂溶液称取 lg3_溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容；既得显色剂的有机溶液。铜离子水溶液的pH值是4 ;取IOml显色剂溶液和 IOml铜离子水溶液于50ml锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水溶液与显色剂溶液分层；对铜离子水溶液与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min，然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为0. 029 ； 铜离子水溶液的浓度是25mg/L。实施例4:
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以乙酸乙脂为有机相。首先配制显色剂溶液 称取lg3_溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容，既得显色剂的有机溶液。铜离子水溶液的pH值是4 ;取IOml显色剂溶液和IOml铜离子水溶液于50ml锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水溶液与显色剂溶液分层；对铜离子水溶液与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min， 然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为 0. 0225 ;铜离子水溶液的浓度是10mg/L。
实施例5
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以乙酸乙脂为有机相。首先配制显色剂溶液称取lg3_溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容，既得显色剂的有机溶液。铜离子水溶液的pH值是6 ;取IOml显色剂溶液和IOml铜离子水溶液于50ml锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水溶液与显色剂溶液分层；对铜离子水溶液与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min，然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为0. 018， 铜离子水溶液的浓度是15mg/L。实施例6:
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以三氯甲烷为有机相。首先配制显色剂溶液: 称取lg3_溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容，既得显色剂的有机溶液。铜离子水溶液的pH值是6 ;取IOml显色剂溶液和IOml铜离子水溶液于50ml锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水溶液与显色剂溶液分层；对铜离子水溶液与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min， 然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为 0. 0095 ;铜离子水溶液的浓度是15mg/L。实施例7
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以四氯化碳为有机相。首先配制显色剂溶液: 称取lg3_溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容，既得显色剂的有机溶液。铜离子水溶液的pH值是6 ;取IOml显色剂溶液和IOml铜离子水溶液于50ml锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水溶液与显色剂溶液分层；对铜离子水溶液与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min， 然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为
0.0035，铜离子水溶液的浓度是5mg/L。实施例8
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以苯为有机相。首先配制显色剂溶液称取
0.5g3-溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容，既得显色剂的有机溶液。铜离子水溶液的pH值是3，取IOml显色剂溶液和IOml铜离子水溶液于50ml锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水溶液与显色剂溶液分层；对铜离子水溶液与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min，然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为0. 0034，铜离子水溶液的浓度是5mg/L。实施例9
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以甲苯为有机相。首先配制显色剂溶液称取 10g3-溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至超过IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容，既得显色剂的有机溶液。含铜离子水溶液的pH值是4 ;取IOml显色剂溶液和IOml铜离子水溶液于50ml锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水溶液与显色剂溶液分层；对铜离子水溶液与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min，然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为0. 041，铜离子水溶液的浓度是35mg/ L0实施例10
以3-溴-5叔丁基水杨醛肟为显色剂，以甲苯为有机相。首先配制显色剂溶液称取 10g3-溴-5叔丁基水杨醛肟、溶于IOOml有机相中，并转移至超过IL的容量瓶中，再添加有机相至IL后定容，既得显色剂的有机溶液。含铜离子水溶液的pH值是2 ;取5ml显色剂溶液和IOml铜离子水溶液于50ml 锥形瓶中充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，有机相的颜色随着铜离子浓度发生变化，25°C下震荡20min后铜离子水溶液与显色剂溶液分层；对铜离子水溶液与显色剂溶液进行分液，显色剂溶液用无水硫酸镁干燥20min，然后取有机相直接用分光光度法检测铜离子浓度；有机相在波长为670nm处测定吸光度为0. 0036，铜离子水溶液的浓度是
0.25mg/L0本发明检测水溶液的pH值范围广，pH在2-6范围内，均可用于检测并且不受pH值影响。铜离子检测范围广，铜离子浓度在0. 5mg/L-35mg/L,吸光度与浓度符合朗伯比尔定律，线性回归良好，相关系数R=O. 999。
权利要求
1.一种分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于向含铜离子的水中加入溶有铜显色剂的有机相，当显色剂溶液与含铜离子水充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，铜离子水与显色剂溶液分层，对显色剂溶液进行干燥后，直接用分光光度法根据有机相的吸光度来判定铜离子的浓度。
2.根据权利要求I所述的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于 所述铜显色剂是水杨醛肟或含有不同取代基的水杨醛肟衍生物或是水杨醛肟与水杨醛肟衍生物的混合物。
3.根据权利要求I所述的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于 所述有机相为苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、乙酸乙酯、四氯化碳、三氯甲烷、二氯甲烷其中之一或是上述两者或两者以上的混合物；或是其他与水不能互溶的有机溶剂。
4.根据权利要求I所述的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于 所述显色剂溶液的浓度是0. 5g/L 10 g/L。
5.根据权利要求I所述的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于 所述显色剂溶液与铜离子水的体积比是I :1 I :2。
6.根据权利要求I所述的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于 所述显色剂溶液与铜离子水溶液混合后，振荡15 20分钟。
7.根据权利要求I所述的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于 所述对有机相溶液的干燥时间是20 30分钟。
8.根据权利要求I或5所述的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于所述显色剂溶液与铜离子水的体积比是I :1。
9.根据权利要求I所述的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于 所述含铜离子水的PH值是2 6。
10.根据权利要求I或2所述的分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法，其特征在于所述铜显色剂是3-溴-5-叔丁基水杨醛肟。
全文摘要
本发明涉及一种检测水环境中铜离子浓度的方法，特别是一种分光光度法测定水环境中铜离子浓度的方法。其方法是向含铜离子的水中加入溶有铜显色剂的有机相，当显色剂溶液与含铜离子水充分混合，铜显色剂与铜离子络合进入有机相后，铜离子水与显色剂溶液分层，对显色剂溶液进行干燥后，直接用分光光度法根据有机相的吸光度来判定铜离子的浓度。本发明与现有技术相比，具有如下优点本发明所需检测试剂少，成本低，操作简单、快捷；所用检测剂配制成有机溶液后稳定好，可长期存放不变质；所用检测剂检测后的废液可以回收经处理后进而可以重复使用，不造成二次污染。
文档编号G01N21/31GK102608048SQ201210107148
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月13日 优先权日2012年4月13日
发明者张星, 惠建斌, 赵媛媛, 郑文婧 申请人:中国科学院唐山高新技术研究与转化中心