铝在溶液中均呈三价状态,pH~4时开始形成氢氧化物沉淀,pH>7时呈铝酸根离子存在.铝的光度测定通常在微酸性介质中反应.已提出过许多铝的有机显色剂,但都缺乏选择性,因此对铝的测定,共存元素干扰影响的排除至关重要,有时需要预先采取分离措施.
常用于铝的光度测定的显色剂是以O如N为给予体原子的三苯甲烷染料如偶氮化合物,其中灵敏度较高的有铝试剂、铬菁R、铬天蓝S、二甲酚橙和偶氮芪等.
铝试剂法是光度测定铝最早应用的方法之一.它与银的反应生成沉淀,光度测定应在有保护胶体存在下进行,二甲酚橙与铝的反应(ε536=2.11×104),由于其选择性差,已很少采用.铬菁R和铬天蓝S是属于光度测定铝的比较优良的试剂.特别是铬天蓝S在国内更受重视.
近年来,以络天蓝S为显色剂,添加阳离子表面活性剂以胶束增敏光度法测定铝的研究相当活跃.铬天蓝S与铝的反应在有表面活性剂参与下,形成高配位数的三元络合物,其灵敏度显著提高(表Ⅷ-6).
表Ⅷ-6 铝以铬天蓝S为显色剂的胶束增敏法
活性剂* | pH |
摩尔吸收系数** |
CTMAC | 5.8-6.0 | 1.08×105(630) |
Zeph | <5.1 | 1.15×105(620) |
POELA | <5 | 1.18×105(600) |
CPC | <5 | 1.28×105(604) |
CDMB | <5 | 1.16×105(620) |
TPR | 5.3-5.6 | 1.13×105(615) |
*CTMAC——氯化十六烷基三甲基铵;Zeph——氯化十四烷基二甲基苄基铵;POELA——聚氯乙烯十二烷基铵;CPC——氯化十六烷吡啶;CDMB——氯化十六烷基二甲基苄基铵;TPB——溴化十四烷基吡啶.
**铬天蓝S-Al的络合物在无活性添加剂时的摩尔吸收系数ε545=4×105;括号中的波长,其单位为毫微米.
此外,铬菁R和偶氮芪为显色剂添加表面活性剂测定铝的胶增敏法也有许多研究.铬菁R与铝反应的摩尔吸收系数ε=6.5×104、而在添加CTMAC后,ε值高达1.17×105.偶氮芪与铝的反在添加Zeph以后,ε值由原来ε496=1.8×104增加至ε500=1.08×105.
铝的萃取光度测定,仍以8-羟基喹啉法为主,虽然其灵敏度(ε390=7.0×103)不及其他试剂,但条件控制得适当,可获得较好的选择性.曾发现8-羟基喹啉铝为氯仿萃取后,在251.5毫微米波长处有很强的吸收(ε=8.0×104),但在实际应用中缺乏意义.
铬菁R法
铬菁R在pH3.8-6的弱酸性介质中与铝形成紫色的络合物,pH过低时显色速度很慢.最适宜的酸度为pH6.2-6.5,络合物的最大吸收波长位于535毫微米处,试剂本身的最大吸收在446毫微米处(见图Ⅷ-9),因此有着较高的对比度.
铬菁R测定铝,Fe(Ⅲ)有严重干扰,但还原为Fe(Ⅱ)后,则无影响,甚至铁量大于铝量50倍时也无干扰.过量太大(100倍以上)会使分析结果偏高.钛的存在也会使结果高.Cr(Ⅲ)大量存在时对铝的发色有影响,出现负误差.Cu(Ⅱ)与铬菁R的反应,可用硫代硫酸盐掩.在EDTA存在下,铬菁R仅与Be和Zr生成有色络合物.在氟化物存在下,铬菁R仅与V生成络合物.故铬菁R测定铝,Be、Zr和V一般应预先分离.酒石酸根和柠酸根对铝与铬菁R的反应也有影响.Zn、Pb、Ni、Sn和Mn无干扰.
某些还原剂如亚硫酸盐和硫代硫酸盐会破坏铬菁R的发色基团,但这种反应是可逆的,过氧化氢的大量存在也要抑制试剂的发色性质.其他还原剂如巯基乙酸、抗坏血酸、盐酸羟胺等对铬菁R无作用.
试剂和溶液:
1.铬菁R 0.04%水溶液,加入HCl至溶液pH约2.5(250毫升溶液中加1毫升 1N HCl);
2.铝标准溶液 1毫克/毫升铝;
3.抗坏血酸 1%溶液,新配;
4.酷酸铵 50%溶液.
测定步骤:取含铝不超过15微克的试液25毫升,加入2毫升抗坏血酸,将溶液pH调节至2.0±0.4,放置片刻后加入5毫升铬菁R及5毫升乙酸铵,摇匀,用水稀释至总体积50毫升,摇匀,于535毫微米(或黄色滤光片)测量吸光度.以试剂溶液为空白.
铬天蓝 S-CTMAC 增敏法
铬天蓝S与铝的反应其性质与铬菁R类似,当阳离子表面活性剂氯化十六烷三基甲基铵(CTMAC)存在时,Al-铬天蓝 S-CTMAC形成蓝色的三元络合物,最大吸收波长红移(见图Ⅷ-10),灵敏度提高,ε630=1.08×105.有利于微量铝的测定,铝浓度为0.01-0.08微克/毫升时遵守Beer定律.
试剂:
1.增敏显色液 0.04%的铬天蓝S水溶液250毫升,加入0.5%CTMAC水溶液50毫升,加水稀至总体积500毫升;2.乙酸-乙酸铵缓冲溶液pH6.3.
测定步骤:取含铝量为0.5-4微克的中性试液,加水至25毫升左右,加入0.5M盐酸0.6毫升和增敏显色液10毫升,加入4M乙酸-乙铵缓冲溶液(pH6.3)5毫升,静置5分钟,移入50毫升容量瓶中稀至刻度,并摇匀.以试剂溶液为比较于620毫微米测量吸光度.