１４８ ２０１０年１２月 第３１卷第１２期 食品研究与开发 检测分析
表面活性剂增敏阻抑动力学光度法测定食品中
痕量铈靛蓝ＮＩｌｅ＇红一高碘酸钾一Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００
体系
王晓菊，李志宏
（长春师范学院化学学院，吉林长春１３００３２）
摘要：在ＨＡｃ介质中，ＴｒｉｔｏｎＸ一１００增敏剂存在下，痕量铈（Ⅳ）对高碘酸钾氧化靛蓝胭脂红的反应具有阻抑作用， 据此建立一种测定痕量铈（Ⅳ）的新方法。研究吸收光谱、试剂用量、干扰离子等因素的影响。在最佳试验务件下，方法
线性范围为０～１４０ ｇ，Ｌ，检出限为３．８８ｘ１０ ｇ，Ｉ ：此法用于大米食品中铈的测定，相对标准偏差小于３．６５％，加标回收
率为９９％～１０３．４％ 关键词：阻抑；动力学光度法；铈；靛蓝胭脂红；高碘酸钾；ＴｒｉｔｏｎＸ一１００
Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ Ｋｉｎｅｔｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒａｃｅ Ｃｅ（ＩＶ）ｉｎ Ｆｏｏｄ ｗｉｔｈ Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ａｓ Ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ
Ｉｎｄｉｇｏ Ｃａｒｍｉｎｅ—－ＫＩＯ４－Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００－Ｓｙｓｔｅｍ
ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｊｕ，ＬＩ Ｚｈｉ—ｈｏｎｇ
（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １ ３００３２，Ｊｉｌｉｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ），ｄｉｓｃｏｌｏｒｉｎｇ ｋｉｎｅｔｉｃ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｃｅ
Ｃｅ（ＩＶ）ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｄｉｓｃｏｌｏｒｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｉｎｄｉｇｏ ｃａｒｍｉｎｅ ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｂｙ Ｋ１０４
ｕｓｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００ ａｓ ｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ ｉｎ ＨＡｃ ｍｅｄｉｕｍ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｓｈｃｈ ａｓ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒａ，
ａｃｉｄｉｔｙ，ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｒｅａｇｅｎｔ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｃｏｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｉｎｅｔｉｃ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ ｒａｎｇｅ ｉｓ ０—１４０ ｇ／Ｌ．Ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
ｌｉｍｉｔ ｉｓ ３．８８￣１０ ｇ／Ｌ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ Ｃｅｒｉｕｍ ｉｎ ｒｉｃｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｓｔａｎｄａｒｄ
ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｅｌｏｗ ３．６％ａｎｄ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｏｆ ９９％一１０３．４％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ；ｋｉｎｅｔｉｃ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈ０ｔｏｍｅｔｒｙ；Ｃｅｒｉｕｍ（１Ｖ）；ｉｎｄｉｇｏ ｃａｒｍｉｎｅ；ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｐｅｒｉｏｄａｔｅ；Ｔｒｉｔｏｎ
Ｘ一１００
铈（Ⅳ）是存在自然界中分布最多的一种稀土元
素，广泛应用于冶金、光学陶瓷、石油及超导材料方面。
大米等食品中存在有痕量铈，因此建立食品中痕量铈
的定量检测是很有实际意义的。
催化动力学光度法灵敏度高，设备简单，操作方
便，是痕量分析的一种有效方法，广泛用于各种元素的
测定［１－ 。近年来，随着研究工作深入，在某些催化反应
体系中引入表面活性剂，方法的灵敏度或分析性能得
基金项目：吉林省教育厅科技汁划项目（吉教科［２００８］第３４９号） 作者简介：王晓菊（１９６２一），女（汉），教授，本科，主要从事催化及催化 动力学方面研究。 到明显的改善或提高［６－ ０１。本文重点考察了某些表面活
性剂对催化动力学体系分析性能的影响，试验发现在
ＨＡｃ介质中，铈（Ⅳ）对高碘酸钾氧化靛蓝胭脂红的褪
色反应具有阻抑作用，加入表面活性剂Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００
后，可明显加快阻抑反应速率。据此，详细研究了阻抑
催化反应适宜条件，拟定了表面活性增敏感阻抑动力
学光度法测定食品痕量铈的新方法。
１材料与方法
１．１主要仪器与试剂
７２３分光光度计：上海紧密仪器有限公司；５０１型 检测分析 食品研究与开发 ２０１０年１２月 第３卷第１２期
超级恒温水浴：重庆试验设备厂；ＳＹＺ一５００型石英亚
沸高纯水蒸馏器：江苏金坛仪器厂；ＭＥＴＦＬＥＲＡＥ２４０
电子分析天平：梅特勒托利多仪器有限公司。
铈（Ⅳ）标准溶液：１．０００ ｇ／Ｌ，称取０．２８８ ５ ｇ Ｃｅ
（ＳＯ４） ・４Ｈ Ｏ于２５０ ｍＬ烧杯中，加人７ ｍＬ硫酸溶液
（１＋１）和少量水溶解后，转移至１ ０００ ｍＬ容量瓶中，用
水稀至刻度，使用时稀释成１ 咖Ｌ；ＨＡｃ溶液：３ ｍｏｌ／Ｌ；
靛蓝胭脂红溶液：５．５Ｘ１０。ｍｏｌ／Ｌ；高碘酸钾溶液：
０．２ ｍｏｌ／Ｌ；ＴｒｉｔｏｎＸ一１００溶液：１％（体积分数）；其它试
剂为分析纯，水为亚沸蒸馏水。
１．２方法
在２支２５ ｍＬ的比色管中分别依次加入０．５ ｍＬ
靛蓝胭脂红，３．０ ｍＬ ＨＡｃ溶液，０．５ ｍＬ Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００溶
液，其中一支加人一定量的ｃｅ（Ⅳ）标准溶液，另一支
不加，最后再加入１．０ ｍＬ高碘酸钾，定容至２５ ｍＬ后
置于５０ ｃｌＣ水浴中加热１０ ｍｉｎ，迅速取出，冰水冷却
１５ ｒａｉｎ，以终止反应。以水为参比，用１ ａｍ比色皿在波
长６１０ ｎｍ处，分别测量阻抑体系的吸光度Ａ和非阻
抑体系的吸光度Ａ。，计算 ，。
２结果与讨论
２．１吸收曲线
按试验方法配制不同组分溶液，在７２３分光光度
计上扫描，得到不同组分的吸收光谱，结果见图１。
Ｍｎｍ １为靛蓝胭脂红＋ＫＩＯ ＋ＨＡｃ＋Ｃｅ（ＩＶ）＋Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００；２为靛蓝胭脂红 ＫＩＯ４＋＋ＨＡｃ４＋Ｃｅ（ＩＶ）；３为靛蓝胭脂红＋ＫＩＯ４＋ＨＡｃ；４为靛蓝胭脂红＋ ＫＩＯ４＋ＨＡｃ＋Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００。
图１吸收光谱 Ｈｇ．１ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒａ
曲线２与曲线３相比较可知，Ｃｅ（Ⅳ）对高碘酸钾
氧化靛蓝胭脂红的褪色反应具有抑制作用，曲线１与
曲线４的吸光度差值和曲线２与曲线３差值相比较，
可知加入表面活性剂Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００后， 增大，说明
Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００具有增敏作用。各种条件下的最大吸收
峰均在６１０ ｎｍ处，故选６１０ ｎｍ作为测定波长。 １４９＝＝＝一
２．２反应介质选择及用量
试验了不同的反应介质ＨＡｃ、ＨＣ１、ＫＨ ＰＯ 一
Ｎａ２ＨＰＯ４、ＨＡｃ—ＮａＡｃ、ＮＨ，・Ｈ２Ｏ，测其 。试验结果表
明，该阻抑反应在３ ｍｏｌ／Ｌ ＨＡｃ溶液介质中，能有效地
进行幽值达最大，其用量在３．０ ｍＬ时，△４值最大且
稳定，结果见图２＿１ｄ所示，所以选用ＨＡｃ溶液为３．０ｍＬ。
Ｖ／ｍＬ ａ为Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００；ｂ为靛蓝胭脂红；ｃ为ＫＩＯ ；ｄ为ＨＡｃ。 图２试剂用量的影响 Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅａｇｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔ
２．３表面活性剂用量的影响
研究了溴代十六烷基吡啶、氯代十六烷基吡啶、
十二烷基磺酸钠、ＴｒｉｔｏｎＸ一１００各种类型表面活性剂对
本体系影响，表面活性剂浓度均为１ｘｌ０。ｍｏｌ／Ｌ（Ｔｒｉｔｏｎ
Ｘ一１００浓度为体积比１％），用量１．０ ｍＬ，测其△Ａ。试
验结果表明Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００ 最大，对该指示反应增敏
效果最好，其用量为０．５ ｍＬ时 值最大，结果见图
２－ａ所示，故本法选用Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ一１００为增敏剂，用量为
０．５ ｍＬ。 ２．４试剂用量的影响
按试验方法试验，试验结果表明随着靛蓝胭脂红
指示剂用量的增大， 也增大，在０．４ ｍＬ～０．６ ｍＬ时
△４值变化很小，结果见图２－ｂ所示，所以靛蓝胭脂红
指示剂实际用量为０．５ ｍＬ。
固定ＨＡｃ、靛蓝胭脂红用量，试验ＫＩＯ 的用量。试
验结果表明，随着高碘酸钾用量的增大，阻抑和非阻抑
反应速率均增大，但程度不同。当高碘酸钾用量为
１．０ ｍＬ时， 值最大且稳定重现性好，结果见图２－ｃ
所示，故试验选用ＫＩＯ 的用量为１．０ ｍＬ。
２．５反应温度的影响和加热时间
试验结果表明，温度低于２０℃时反应速度很慢，
高于３０ ｑＣ时，△Ａ值随反应随温度的升高而加快，
５Ｏ ｃｃ时△Ａ的值达到最大且重复性较好，温度继续升
高△Ａ值下降，结果见图３所示，故试验选取反应温度
为５０℃。
试验表明，在２ ｍｉｎ～１０ ｍｉｎ内，△Ａ与时间ｔ呈良
好线性关系，说明褪色反应为动力学零级反应。试验 —＝＝＝１５０ ３’１ ２ 食品研究与开发 第 卷第１期 Ｋ叫研 司，１ｒ，叉 检测分析
Ｉ’／ ： 图３温度的影响 Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
选择加热时间为１０ ｍｉｎ，并在冰水中冷却１５ ｍｉｎ可有
效终止反应。吸光度稳定６ ｈ不变。
２．６工作曲线和分析灵敏度
分别取不同浓度的铈（Ⅳ）标准溶液按试验方法
进行测定，绘制工作曲线。在０～１４０ ｔｘｇ／Ｌ范围内，铈的
浓度Ｃ与△Ａ呈良好线性关系，其回归方程为 ＝
１．３４５￣１０ （ｃ，Ｉｘｇ／Ｌ）一９．３ｘ１０ ，相关系数ｒ＝０．９９６ ７。按
试验方法平行测１１次空白试验，求出Ａ。的标准偏差
Ｓ ＝０．０００ １７及工作曲线的斜率计算本法的检出限为
ＣＩ－３Ｓ￣／Ｋ＝３．８８ｘ１０ ｇ／Ｌ ２．７共存离子的影响
铈（Ⅳ）为０．５ ｐ￣ｇ／２５ ｍＬ测定相对误差±５％时，各
共存离子的允许倍量为：１ ０００倍以上的 ，Ｎａ ，ｓｏ２一，
ＰＯ２一，ＮＯ－Ａｃ一，ＮＨ４＋；５００倍的Ｆ－，Ｃａ ，Ｚｎ２＋，Ｍｇ２ ，Ｐｂ ，
Ｂａ ；１００倍的Ａｌ ，Ｉ一；５０倍的Ｂ ｃｒ（ＶＩ），Ｍｎ ，Ｃｄ ；
２０倍的Ｂｒ－，Ｃ１一，Ｎｉ ，Ｃｏ ；１０倍的草酸，抗坏血酸，柠檬
酸；５倍的Ｆｅ ；３倍的Ｃｕ“。常见离子中Ｃｕ ＋和Ｆｅ 对
测定有干扰，测定时需要８一羟基喹啉萃取分离除去其
干扰。
３样品分析
将大米撵碎混匀，准确称取５ ｇ于石英坩埚中，在
电炉上小心炭化，然后放人马弗炉内灼烧，加少量
ＨＮＯ 溶解后于电炉上小火蒸干再灼烧，冷却后用少量
重蒸水浸取残液，用５ ｍＬ ８一羟基喹啉溶液萃取
１０ ｍｉｎ，取水相用ＮａＯＨ溶液中和至中性，移入１００ ｍＬ
容量瓶内，定容至刻度。测定时取１０ ｍＬ样品溶液按试
验方法进行分析，分析结果见表１。
４结论
１）基于在ＨＡｃ介质中痕量铈（ＩＶ）对高碘酸钾氧
化靛蓝胭脂红褪色反应的阻抑作用，表面活性剂Ｔｒｉｔｏｎ
Ｘ一１００对此催化体系有增敏作用。建立了表面活性剂 表１样品中铈的分析结果 Ｔａｂｌｅ １ Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｃｅｒｉｕｍ ｉｎ ｓａｍｐｌｅｓ（ｎ＝６） 测得值 ｇ嘲 相对标准偏铈加入量，测得总量／回收 本法 平均值原子吸收法Ａ．Ａ．Ｓ差ＲＳＤ／％ （ 咖Ｌ）（ ｇ＾ｎＬ）率
增敏阻抑动力学光度法测定痕量铈的新方法。
２）表面活性剂增敏阻抑动力学光度法用于大米食
品中铈的测定具有简便、快速、灵敏度高等优点。铈的
检出限为３．８８ｘ１０ ｇ／Ｌ，测定范围为０—１４０ ｇ，Ｌ。
３）所用的试样较少，既可测定一般的样品，也可测
定稀少和贵重的样品。
参考文献：
［１］王勇，倪永年．动力学分光光度法测定食用碘盐中碘酸根【Ｊ】．光谱 学与光谱分析，２００８，２８（６）：１３８７—１３８９ ［２］王晓菊，高红伟，李晓莉．茜素红一高碘酸钾一苄基三乙基氯化铵一 三乙醇胺体系催化光度法测定痕量钴（Ⅱ）叨．稀有金属，２００７，３１
（１）：１３４－１３６ 【３］李侠，柳玉英．阻抑溴酸钾氧化甲基红褪色动力学分光光度法测 定微量镧【ＪＪ．冶金分析，２６（４）：６９—７１ 【４】Ｃｈａｍｊａｎｇａｌｉ，Ｍ Ａ Ｒａｚａｖｉａｎ，Ｌ Ｓ Ｙｏｕｓｅｆｉ，Ｍ ｅｔ ａ１．Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｃｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｏｘａｌａｔｅ ｉｎ ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｎｅｗ ｋｉｎｅｔｉｃ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．Ｓｐｅｅｔｒｏｅｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ Ｐａｒｔ Ａ： Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ａｎｄ ＢｉｏｍｏｌｅｅｕｌａｒＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，２００９，７３（１）：１１２－１１６ ［５】Ｋａｎ ｃｈａｎａ Ｕ，Ｔｏｓｈｉｏ Ｔ，Ｍｉｔｓｕｋｏ Ｏ．Ｋｉｎｅｔｉｃ－ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｒｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｃｅ ａｍｏｕｎｔｓ ｏｆ ｂｒｏｍｉｄｅ ｉｎ ｓｅａｗａｔｅｒ［Ｊ］．Ｔａｌａｎｔａ，２００６，６８：９５１－９５６ ［６】王晓菊，高烨，孙凌晨，等．以苄基三乙基氯化铵为增敏剂镍一溴酸 钾一甲基紫体系阻抑动力学光度法测定痕量镍田．冶金分析２．ＯＯ８， ２８（２）：４０－４３ ［７］Ａｂｂａｓｉ Ｓ．Ｋｈａｎｉ Ｈ，Ｇｈｏｌｉｖａｎｄ Ｍ Ｂ，ｅｔ ａ１．Ａ ｋｉｎｅｔｉｃ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｏｕｒｅａ ｂｙ ｉｔｓ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ ｍｉｃｅｌｌａｒ ｍｅｄｉａ［Ｊ】． Ｓｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｅａ Ａｃｔａ Ｐａｒｔ Ａ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ａｎｄ Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，２００９，７２（２１：３２７－３３ ｌ ［８】郭良洽，林旭聪，谢增鸿．１３一环糊精增敏催化动力学法测定痕量 锰的研究［Ｊ】＿光谱学与光谱分析，２００５，２５（１０）：１６６２—１６６６ 【９］高峰，张德兴，葛治清，等．耐尔蓝一高碘酸钾一溴代十六烷基吡 啶一氨三乙酸体系催化动力学光度法测定锰Ⅱ１分析化学，２００３，３１ （１０）：１２１７－１２１９ 【１０】余萍，高俊杰，宋恩军．微乳液增敏催化光度法测定痕量铬的研 究［Ｊ１．光谱学与光谱分析，２００５，２５（１０）：１６７４—１６７６
收稿日期：２０１０—１０—１ｌ