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单词 锰的催化动力学分析法
释义

【锰的催化动力学分析法】
 

利用Mn(Ⅱ)对某些氧化还原反应的催化效应。反应中的氧化剂主要有高碘酸盐、过氧化氢、过硫酸盐和溶解氧,少数文献报道用铈(Ⅳ)盐。还原剂除Mn(Ⅱ)本身外,尚有次亚磷酸盐(H2PO2)、As(Ⅲ)、Sn(Ⅱ)、Sb(Ⅲ)等少数几种无机物。而绝大多数反应体系使用有机物,其中多为有机染料。此外,还有用草酸盐(C2O42-)、EDTA等。锰作为催化剂加入时,都为Mn(Ⅱ)。在许多指示反应中,加入了活化剂,如邻菲啰啉(o-Phen)、2,2-联吡啶、氨三乙酸(NTA)等,均可大幅度提高测定灵敏度。测量反应速度的方式主要是光度法(含流动注射分析光度法),其次为荧光法和化学发光法。

D.P.Nikolelis(1977)提出次亚磷酸盐与高碘酸盐的反应受Mn(Ⅱ)催化而加速。王尊本等(1986)在该体系中引入NTA作活化剂,并将该方法付之应用。此外,还有文献提出以下指示反应:

,Sb(Ⅲ)+IO4等。

在Mn(Ⅱ)的催化反应中,高碘酸盐是使用得最多的氧化剂,使用最多的有机染料是孔雀绿。若在该体系中加入活化剂NTA、o-Phen,可将检出限分别降低至2×10-11g/ml和1.5×10-10g/ml。对于Fe和Al的干扰,多以氟化物消除。此方法已应用于单矿物、岩石、海洋沉积物、自来水、雨水、白酒和铝箔等样品中痕量Mn的测定。这类指示反应所使用的其它有机化合物有:二乙氨基苯、对乙氧基苯胺、联邻甲氧基苯胺、对甲氧基苯胺、o-Phen(KI存在)、百里酚蓝、乙酰丙酮、乙醇胺、对-品红无色母体及该体系加入NTA、对氨基苯磺酸、N,N-二乙基苯胺、次甲基绿、甲基紫、二甲苯蓝FF(o-Phen活化)、二甲酚橙(o-Phen活化)、溴酚蓝(0-Phen活化)、亮绿SF等。上述反应的灵敏度一般均能达到10-9~10-10g/ml,有的达到10-11g/ml。应用的测定对象也比较广泛,包括工业品、化学试剂、水、饮料、食品、矿石等。

过氧化氢是仅次于高碘酸盐使用较多的氧化剂。这类反应使用的有机化合物也很多,已报导的有靛红(乙烯二胺存在、oPhen存在)、茜素S、蒽醌、o-Phen、酸性蓝(C.I.45)、H-酸、荧光试镁灵、水杨醛肟、靛蓝、偶氮玉红S(二蓝光酸性红)、钛试剂、邻联茴香胺(o-Phen和钛试剂存在)、水杨脒基肼、邻苯三酚红(2.2-联吡啶活化)、3-(2-羟基偶氮)吡啶-2,6-二醇、铬蓝黑R、酸性铬蓝K、钙红[2-(2-羟基-3-羧基萘基偶氮)萘酚-4-磺酸钠盐]等。这类反应的灵敏度与高碘酸盐作氧化剂的反应相当,应用范围也颇广。

表1 Mn(Ⅱ)的若干催化荧光法和催化化学发光法

利用溶解氧或自动氧化的指示反应相对较少。F.Grases等(1983)提出了琥珀酰亚胺二肟的自动氧化反应,反应产物的最大吸收分别位于695nm和310nm,测定范围为0.2~12μg/L,已用于分析试剂中锰的测定。俞汝勤等(1983)以Mn(Ⅱ)催化氨溶液中溶解氧氧化1,5-二(2-羟基-5-氯苯基)-3-氰基甲,可测定1×10-8-3×10-7mol/L的Mn(Ⅱ),已用于天然水。S.Nakono等(1985)提出了用溶解氧氧化N,N-二甲基苯胺和3-甲基-2-苯并噻唑啉-2-酮腙的偶合反应,并以o-Phen作活化剂,在590nm处测量吸光度。此外,还有邻羟基苯基硫脲的自动氧化反应(乙二胺可提高灵敏度),在H+浓度0.126nmol/L的氨性介质中,Mn(Ⅱ)催化铬黑T溶液由蓝色转为黄色,在611nm处测量吸光度,其降低程度与0~10ng/mlMn(Ⅱ)成正比,灵敏度为1.07×10-11g/ml。

除上述4种类型反应外,还有一类较为简单的指示反应,例如Mn(Ⅱ)催化草酸盐与高锰酸根的反应和EDTA与重铬酸盐的反应等。它们同样被用来测定痕量锰。

自1975年Ruzicka等提出流动注射分析后,已得到长足的发展,国内外均有综评发表。此技术应用于锰的动力学分析亦见报道,所利用的指示反应仍是氧化还原反应。例如光儿茶酸与过氧化氢反应,在480nm处测定,检出限为10-9g/ml,测定范围为0~40ng/ml。利用F.Grases等(1983)报导的反应(在695nm)结合流动注射技术的方法已应用于化学品、咖啡、稻米中锰的测定。再如,A.A.Aiexiev等(1985)报导的体系亦被引入流动注射分析,在475nm处可检测0.1~0.4ng/ml的Mn(Ⅱ)。实际上,流动注射分析用于催化光度法将有利于测定的速度和精密度的提高。

锰(Ⅱ)催化荧光法和催化化学发光法都已有许多专著和评论。(表1)

(江西大学张振辉撰)

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