阳离子表面活性剂在日用化工及某些工业洗涤材 料中大量应用 , 其中部分洗涤液直接排入废水系统 , 不仅直接危害水生环境 , 而且抑制其他有毒物质的降 解 , 导致严重的水质污染 。所以准确快速地测定水中 表面活性剂的含量 , 对于研究其在环境中的转化 、迁 移及对生理过程的影响 , 具有重要意义[1 - 3] 。常规测 定阳离子表面活性剂的方法有滴定 、示波极谱和气相 色谱等 。但这些方法复杂 , 且灵敏度不够高 。作者利 用分光光度法研究了十六烷基三甲基溴化铵与甲基橙 分别在水溶液和乙醇溶液中的相互作用 , 就反应的适 宜条件 、反应的灵敏度和选择性进行了研究 , 旨在探 索测定环境水中阳离子表面活性剂新方法 。
[3 ] 杨文初 , 周华方. 季铵盐型表面活性剂与镁试剂 I 显色反应的研究 及其分析应用 [J ] . 分析化学 , 1995 , 23 : 775 - 778.
[4 ] 刘娟 , 于宏伟 , 郭祥峰 , 等. 酯型双子阳离子表面活性剂与甲基 橙的相互作用 [J ] . 日用化学工业 , 2004 , 34 (1) : 5 - 7.
212 显色适宜条件的选择
21211 显色剂用量 按照实验方法 , 于470 nm测乙醇溶液中不同显色
剂用量对吸光度的影响 , 见图 2 。实验发现 , 显色剂 MO 用量在115 mL～118 mL时 , 缔合物的吸光度最大 且恒定 , 用量过高吸光度下降 。所以 CTAB - MO - 乙 醇体系选择 MO 116 mL为工作用量 。
and CTAB in ethanol solution 从图 1 可以看出 , 不含 CTAB , 含 20 %乙醇时 MO 的水溶液 , 最大吸收峰位于414 nm处 。在含610 ×
收稿日期 : 2005 - 10 - 24 ; 修回日期 : 2006 - 03 - 14 作者简介 : 田志茗 (1964 - ) , 女 (汉) , 黑龙江人 , 工学硕士 , 教授 , 电话 : (0452) 2738223 , 13836268243 。
21213 显色反应时间影响 按照实验方法 , 取最佳 MO 用量和缓冲溶液 , 用
015 cm的比色皿 , 每隔2 min于470 nm测乙醇溶液的吸 光度 。实验表明 , CTAB - MO - 乙醇溶液体系反应 10 min后 , 缔合物的吸光度稳定不变且可稳定1 d , 其 吸光度大于水溶液体系的吸光度 。所以实验选取反应 10 min后进行测量 。 21214 试剂加入顺序
01355 01729
97150 100115
标准偏差 /%
1149 1176
相对标准偏差 /%
3120 2141
参考文献 :
[1 ] 黄传敬. 阳离子表面活性剂与溴酚红的显色反应及其分析应用 [J ] . 光谱学与光谱分析 , 2000 , 4 (2) : 252 - 255.
[2 ] 赵书林 , 李舒婷 , 谭斌 , 等. 工业废水中阳离子表面活性剂的分 光光度法测定 [J ] . 分析科学学报 , 2003 , 6 (19) : 240 - 243.
图 2 显色剂用量 Fig12 Effect of amount of methyl orange 21212 溶液 pH 值影响 按实验方法 , 取不同浓度 HCl 或 NaOH 调 pH 值 , 用015 cm的比色皿 , 于470 nm测乙醇溶液中酸度对吸 光度的影响 , 见图 3 。实验表明 , 随 pH 值的增加体 系吸光度逐渐增加 , 在 pH 618～719 达到最大且稳 定 。因此 CTAB - MO - 乙醇体系选 pH 615～715 。
于50 mL 比 色 管 中 , 先 加 入 一 定 体 积 的 110 × 10 - 2 mol/ L CTAB , 再 加 入 110 mL 215 ×10 - 3 mol/ L MO , 用 HCl 或 NaOH 调节溶液酸度 , 以去离子水稀 释至刻度 , 摇匀 , 放置10 min 。在分光光度计上用 1 cm的比色皿 , 以试剂空白为参比 , 于最大吸收波长 下测量缔合物溶液的吸光度 。
按实验方法 , 改变 CTAB 、MO 、乙醇的加入顺 序 , 用015 cm比色皿 。实验发现 , 改变试剂加入顺序 对吸光度的影响不大 。
213 离子缔合物的组成
实验采用摩尔比法 , 固定 CTAB 的浓度改变 MO 的浓度 ,测定吸光度 ,以 n (MO) / n (CTAB) 为横坐标 , 以吸光度为纵坐标作图 , 见图 4 。
·252 ·
图 3 pH 值的影响 Fig13 Effect of pH
图 4 摩尔比法测定离子缔合物 Fig14 Determination of ion - pair complexes by method
of mole ratio 实验表明 : 在水溶液中 , MO 与 CTAB 形成的缔 合物组成约为 1∶115 。根据静电作用该类缔合物的组 成应为 1∶1[4 ,5] , 但因 CTAB 和 MO 按 1∶1 缔合后 , 缔 合分子具有较强的疏水性 , 形成 CTAB - MO 纳米微 粒具有较高的比表面能 , 且对 CTAB 仍具有较强的吸 附能力故可形成 (MO - CTAB115) n 的缔合纳米微粒 。 经查考文献[6]得知 , CTAB 为两亲结构 , 它的亲水基 为带电荷的 “头部”, 而疏水基为长的烷基链 “尾 部”。当 CTAB 与含 - SO3- 的疏水阴离子 (MO - SO3- ) 共存时 , CTAB 带正电荷的 “头部”与带负电荷的 MO - SO3- 因静电引力而彼此靠近 , 此时 CTAB 和 MO - SO3- 的疏水基受到水的排斥 , 正是这种强制性的 挤压力 , 进一步促进了离子缔合物 CTAB - MO 的形 成 , 所以这是一种疏水结构性的离子缔合作用 。在这 里静电引力和疏水作用均不可少 。CTAB - MO 缔合物
第 36 卷第 2006 年 8
4期 月
China
日用化学工业
Surfactant Detergent & Cosmetics
VoAlu. g3162N00o6. 4
分光光度法测定水中十六烷基三甲基溴化铵的含量
田志茗 , 赵桦萍 柳彩云
(齐齐哈尔大学 化学与化工学院 , 黑龙江 齐齐哈尔 161006)
分析与检测 第 4 期 田志茗等 :分光光度法测定水中十六烷基三甲基溴化铵的含量
分子呈电中性 , 存在较强的疏水作用力 , 在疏水作用 力和分子作用力作用下 , CTAB - MO 缔合物分子聚集 形成 CTAB - MO 纳米微粒 。在含有乙醇的溶液中甲 基橙与 CTAB 形成的缔合物的组成约为 1∶1 , 且吸光 度大 。这是由于乙醇可将较大微粒的 (CTAB - MO) n 纳米微粒分解为较小的纳米微粒 ,直到 CTAB - MO 分 子 ,即体系的吸光分子 MO 增多 ,使得吸光度增大 。
试样量 / mL
15 15
表 1 不同水样中 CTAB 测试结果 Tab11 Determination results of CTAB in waters ( n = 6)
测得值 / mg·L - 1
CTAB 加入量 测得量平均值
/ mg
/ mg
回收率 /%
01000 0 01036 7
01364 01728
·251 ·
分析与检测 日 用 化 学 工 业 第 36 卷
10 - 4 mol/ L CTAB 时 , 380 nm吸收峰强度随乙醇体积 分数的增大而增强 , 且最大吸收发生红移 , 乙醇的体 积分数继续增加至 20 % , 会在470 nm处形成一个新的 吸收峰 ; 进一步增加乙醇浓度 , 会使这一吸收带减弱 且向短波移动 , 最后在440 nm形成新的吸收峰 。因 此 , 加入 20 %乙醇会使显色体系红移最大 。为了使 测定结果有较高的灵敏度 , 且消除甲基橙的干扰 , 作 者选择含 20 %乙醇溶液 , 470 nm为测量波长 。
摘要 : 通过可见光谱法研究了十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB) 与甲基橙 (MO) 的显色反应 , 提出采用分光光 度法测定水中十六烷基三甲基溴化铵的方法 。结果表明 , 在体积分数为 20 %乙醇水溶液中 , CTAB 与 MO 形 成 1∶1 的黄色离子缔合物 , 最大吸收波长位于470 nm处 , 摩尔吸光系数ε= 11404 ×103 L·mol - 1·cm- 1 , CTAB 的浓度在 0～610 ×10 - 4 mol/ L符合比耳定律 。方法简便 , 快速 , 适于水样中 CTAB 的测定 。 关键词 : 阳离子表面活性剂 ; 十六烷基三甲基溴化铵 ; 分光光度法 中图分类号 : TQ423112 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 1803 (2006) 04 - 0251 - 03
111 主要仪器与试剂
721 型分光光度计 , 上海第三分析仪器厂 ; FA 1604 电子天平 , 上海天平仪器厂 。甲基橙 (MO) 和十 六烷基三甲基溴化铵 (CTAB) 均为分析纯 ; 去离子水 。
112 实验方法
分别 配 制 215 ×10 - 3 mol/ L 的 MO 溶 液 ; 110 × 10 - 2 mol/ L和 510 ×10 - 3 mol/ L的 CTAB 溶液 。
215 共存离子的影响
按实验方法 , 在 CTAB - MO - 乙醇体系中 , 对 012 mg/ mL的 CTAB 进行分光光度测定 , 在吸光度值 改变 5 %的允许量的条件下 , 下列离子的允许量 (mg) 为 :Na + , K+ ( > 400 ) ; Fe3 + ( 300 ) ; Mg2 + , Ca2 + , Zn2 + (100) ;Mn2 + (30) ;Cu2 + (10) 。由此可见 , 常见离子均 有较高的允许量 , 一般样品可直接进行测定 。