左國強，蘇小莉，李全民

（1．濟源職業(yè)技術(shù)學院 冶金化工系，濟源454600； 2．河南師范大學 化學與環(huán)境科學學院，新鄉(xiāng)453007）

傳統(tǒng)的萃取分離法主要采用與水互不相溶的異相進行萃取，多數(shù)萃取溶劑有毒、易燃、易揮發(fā)，對分析工作者的身體健康造成影響，因此在應用上受到一定程度的限制［1］。雙水相萃取是指被分離物質(zhì)進入雙水相體系后由于表面性質(zhì)、電荷間作用和各種作用力（如增水鍵、氫鍵和離子鍵）等因素的影響，在兩相間的分配系數(shù)（K）不同，導致其在上下兩相的濃度不同，從而達到分離的目的［2］。文獻［3－6］把小分子醇－鹽－雙水相體系應用到鉛、鎘、鉻、汞等環(huán)境中持久性污染物的分離富集中。文獻［4］以1－（2－吡啶偶氮）－2－萘酚（聚苯胺）作為顯色劑，用丙醇、硫酸銨形成的雙水相體系萃取鉛－碘化鉀－聚苯胺離子締合物，取得了較好的效果。

本工作提出以結(jié)晶紫為顯色劑，利用丙醇、硫酸銨形成的雙水相體系萃取分離鉛。結(jié)果表明：被萃取物質(zhì)PbI42－絡離子既能夠與質(zhì)子化丙醇生成離子締合物PbI42－·2CH3CH2CH2OH2＋，也可以與結(jié)晶紫陽離子（CV＋）生成離子締合物PbI42－·2CV＋，這兩種締合物具有較強的疏水性，被直接萃取到上層丙醇相。本工作采用火焰原子吸收光譜法（AAS）測定萃取后丙醇相中鉛的含量，與傳統(tǒng)萃取方法比較，本法避免使用毒性較大的有機溶劑，并具有干擾小、快速、操作簡便和分相清晰等特點，這對研究持久性污染物鉛的分離富集及測定具有一定的參考價值。

1 試驗部分

1．1 儀器與試劑

TAS－990型原子吸收分光光度計；FA－2004型電子天平。

Pb2＋標準儲備溶液：1 000mg·L－1。

Pb2＋標準溶液：100mg·L－1，由1 000mg·L－1Pb2＋標準儲備溶液稀釋而來。

結(jié)晶紫乙醇溶液：5．0×10－3mol·L－1。

所用試劑均為分析純，試驗用水為超純水。

1．2 儀器工作條件

測定波長283．3nm，燈電流2．0mA，光譜通帶寬度0．4nm，乙炔流量1 300mL·min－1，燃燒器高度6mm，燃燒器位置－1mm，空氣壓力0．25MPa。

1．3 試驗方法

1．3．1 Pb2＋的萃取分離

在15mL玻璃螺口試管中，分別加入一定量的鉛標準溶液，300g·L－1碘化鉀溶液1mL，5．0×10－3mol·L－1結(jié) 晶 紫 溶 液 0．2mL，pH 5 的KHC8H4O4－NaOH緩沖溶液1mL，丙醇3mL，用水稀釋至10mL，再加入硫酸銨1．5g，振蕩約1min，靜置10min，溶液分為丙醇－水兩相，丙醇相位于上層，記錄上層液的體積。

1．3．2 Pb2＋的測定

上層丙醇溶液直接用火焰原子吸收光譜法測定吸光度，利用回歸分析法，通過儀器軟件讀出溶液中Pb2＋的含量，根據(jù)上層液的體積，計算Pb2＋的萃取率（%）。

2 結(jié)果與討論

2．1 分相條件的選擇

雙水相體系中，丙醇相和水分相可以認為是鹽與丙醇爭奪水分子的結(jié)果，試驗選擇硫酸銨作為鹽析劑，固定丙醇的體積分數(shù)為30%，總體積為10mL，考察硫酸銨用量對丙醇－水雙水相體系分相的影響。結(jié)果表明：硫酸銨的用量依次為0．5，1．0，1．2，1．4，1．6，1．8，2．0g時，分相上層體積依次為不分層 ，2．0，2．6，3．1，2．9，2．8，3．2mL。 可 以 看 出：增加硫酸銨的用量，分相后上層體積不斷增加，這說明由于鹽的作用，丙醇從水中不斷析出，當硫酸銨的用量達到1．4g以上時，上層相體積近似等于初始體積3mL，為確保分相完全，試驗選擇硫酸銨的用量為1．5g。

2．2 反應條件的選擇

2．2．1 碘化鉀的用量

試驗考察了300g·L－1碘化鉀溶液的用量對Pb2＋萃取率的影響。結(jié)果表明：不使用絡合劑碘化鉀，萃取率為0，這說明丙醇不能單獨萃取Pb2＋；不斷增加碘化鉀溶液的用量，萃取率逐漸加大，這是由于Pb2＋能與I－絡合生成PbI42－，絡離子能夠進一步與結(jié)晶紫陽離子生成離子締合物，該締合物難溶于水易溶于有機溶劑，進而萃取進入上層丙醇相；當?shù)饣浫芤旱挠昧繛?mL時，吸光度達到最大；進一步增加碘化鉀溶液的用量，吸光度稍有下降，這可能是由于離子強度的增加，離子締合物在下層水溶液中的溶解度增加，上層丙醇相中鉛含量相應減少。為確保萃取完全，同時為獲得較高的靈敏度，試驗選擇300g·L－1碘化鉀溶液的用量為1mL。

2．2．2 結(jié)晶紫的用量

試驗考察了5．0×10－3mol·L－1結(jié)晶紫溶液的用量對Pb2＋萃取率的影響。結(jié)果表明：體系中不加入結(jié)晶紫，上層溶液的吸光度只有0．036，這說明水溶液中只有少量的Pb2＋萃取進入丙醇相，這是由于Pb2＋與I－生成的PbI42－絡離子能夠與質(zhì)子化丙醇絡合生成離子締合物 PbI42－·2CH3CH2CH2OH2＋，但由于PbI42－的離子締合能力有限，因此，只有少量的PbI42－參與反應。當加入結(jié)晶紫溶液后，吸光度急劇增加，這可能是由于PbI42－與結(jié)晶紫陽離子生成了離子締合物PbI42－·2CV＋，該締合物難溶于水易溶于有機溶劑，進而萃取進入上層丙醇相，這說明丙醇不僅能夠萃取PbI42－與結(jié)晶紫陽離子生成的離子締合物PbI42－·2CV＋，也可以萃取PbI42－與丙醇陽離子生成的締合物PbI42－·2CH3CH2CH2OH2＋。結(jié)晶紫溶液的用量為0．2mL時，體系的吸光度達到最大，繼續(xù)增加結(jié)晶紫溶液的用量，吸光度略有降低，這可能是由于離子強度的增加引起的。為獲得較高的信號值，試驗選擇5．0×10－3mol·L－1結(jié)晶紫溶液的用量為0．2mL。

2．2．3 體系的酸度

試驗考察了緩沖溶液的pH對Pb2＋萃取率的影響，結(jié)果表明：在pH為1～5時，Pb2＋的萃取率幾乎沒有變化，這說明酸度對Pb2＋的萃取影響較小，這可能是Pb2＋與I－生成PbI42－絡離子與介質(zhì)的酸度關(guān)系不大，即在pH為1～5時，Pb2＋與I－均能生成穩(wěn)定的PbI42－絡離子，進而與結(jié)晶紫陽離子生成離子締合物，萃取至上層丙醇相。試驗中加入pH 5的KHC8H4O4－NaOH緩沖溶液1mL。

2．3 干擾離子的影響

根據(jù)Pb2＋與其他離子在相同條件下萃取率的差異，合成了一系列的二元體系。按試驗方法對上述二元體系萃取分離，測定上層溶液的吸光度，計算萃取率，有Fe3＋存在時，體系中加入了抗環(huán)血酸，結(jié)果見表1。

表1 干擾離子的影響Tab．1 Effect of interfering ions

由表1可知：在硫酸銨存在下，碘化鉀－結(jié)晶紫－丙醇體系能使 Pb2＋與 Fe3＋、Zn2＋、Ni2＋、Co2＋得到較好的分離。

2．4 標準曲線和檢出限

分別移取100mg·L－1鉛標準溶液0．20，0．40，0．60，0．80，1．00mL于5個比色管中，按試驗方法萃取分離，測定上層溶液的吸光度，并繪制標準曲線。結(jié)果表明：Pb2＋的質(zhì)量濃度在2～10mg·L－1內(nèi)與其對應的吸光度呈線性關(guān)系，線性回歸方程為y＝0．017 8x＋0．002 5，相關(guān)系數(shù)為0．999 2。

對10份空白溶液進行平行測定，以測定值的3倍標準偏差除以標準曲線的斜率計算方法的檢出限（3s／k）為0．3mg·L－1。

2．5 回收試驗

按試驗方法對4份模擬樣品進行測定，并進行加標回收試驗，結(jié)果見表2。

表2 回收試驗結(jié)果Tab．2 Results of test for recovery

由表2可知：加標回收率為98．2%～107%，可以滿足微量元素的測定要求。

2．6 樣品分析

稱取冶金廢渣試樣0．200 0g于250mL燒杯中，用水潤濕，加入鹽酸15mL，蓋上表面皿，于電熱板上加熱溶解20min，加入硝酸5mL，繼續(xù)加熱溶解，待試樣溶解后，用少量水洗去表面皿，蒸發(fā)至5mL，取下冷卻后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，定容，搖勻，作為待測液。

移取待測液2．00mL于玻璃螺口試管中，按試驗方法萃取分離并進行測定，同時做空白試驗，結(jié)果見表3。

本工作探索了在硫酸銨存在下利用碘化物－結(jié)晶紫－丙醇雙水相體系萃取分離持久性污染物鉛，采用火焰原子吸收光譜法進行測定。方法應用于冶煉廢渣中鉛的分離與測定，結(jié)果滿意。

表3 樣品分析結(jié)果（n＝5）Tab．3 Analytical results of the samples（n＝5）

［1］ 馬萬山，鐘黎，高素英，等．硫酸銨－溴化鉀－乙醇體系萃取分離金［J］．分析化學，2004，32（1）：56－59．

［2］ 李偉，柴金玲，谷學新．新型的萃取技術(shù)－雙水相萃?。跩］．化學教育，2005，3（2）：7－9．

［3］ 曾云，覃事棟，陳騰，等．乙醇－硫酸銨雙水相萃取鎘－碘化鉀－丁基羅丹明B離子締合物［J］．光譜實驗室，2012，29（5）：2963－2966．

［4］ 董紅敏，沈亮亮，李雪，等．乙醇－硫酸銨－1－（2－吡啶偶氮）－2－萘酚雙水相萃取鉛（Ⅱ）［J］．分析試驗室，2013，32（11）：104－107．

［5］ 張樹貴．雙水相萃取分光光度法測定鎳鉬礦中的鎳［D］．吉首：吉首大學，2015．

［6］ 孫賽蘭，盛小婭，祖力甫哈爾·亞科甫，等．正丙醇－氯化鈉－4－（2－吡啶偶氮）－間苯二酚雙水相萃取光度法測定工業(yè)廢水中的Zn2＋［J］．分析科學學報，2016，32（4）：545－548．