硼是什么？怎么測定？

硼

硼(B)是植物生長的營養素.植物種類不同,需硼量有很大差異.對一般作物來說,硼缺乏的臨界濃度是0.50ml/L,但灌溉用水含硼量超過2.0mg/L時,對某些植物又是有害的.天然水中含硼很少,其量一般不超過1.0mg/L,這種濃度對人體是有害的,而在鹽湖水、鹵水及某些礦泉水中有少量或較高量的硼存在.作為飲用水要求硼含量不超過1mg/L,因為人攝入大量硼會影響**神經系統,長期攝入可引起硼中毒的臨床綜合癥狀.

⒈方法選擇

水中的硼含量低于1mg/L,常采用光度法:姜黃素光度法,適用于0.10～1.0mg/L硼濃度范圍(相當于0.50～10.0mg/LHBO2)甲亞胺-H酸光度法,適用于0.10～5.0mg/L硼濃度范圍(相當于0.50～10.0mg/LHBO2).在有條件的情況下,亦可選用簡便、快速的等離子體發射光譜法.這里只對姜黃素光度法進行介紹.

⒉樣品保存

水樣應貯存在聚乙烯瓶中.

㈠姜黃素光度法

⒈方法原理

姜黃素(Curcumin)是由植物中提取的黃色色素,以酮型和烯醇型存在.

姜黃素不溶于水,但能溶于甲醇、丙酮和冰乙酸中呈黃色.在酸性介質中,與硼結合呈玫瑰紅色的絡合物,因反應條件不同可形成兩種有色絡合物,即玫瑰花青苷(Rosocyanin)和紅色姜黃素(Rubrocurcumin).前者是兩個姜黃素分子和一個硼原子絡合而成,檢出靈敏度高(其摩爾吸光系數=1.80×105)*大吸收峰在555nm.

紅色姜黃素則為一個姜黃素分子、一個草酸分子與硼的絡合物,靈敏度較低(=4.0×104),*大吸收峰在540nm.玫瑰花青苷溶于乙醇后,在室溫下1～2h穩定.

⒉干擾及消除

硝酸鹽氮含量大于20mg/L時,產生干擾,必須除去.可取適量水樣,加氫氧化鈣使呈堿性后,在水浴上蒸發至干,再慢慢灼燒以破壞硝酸鹽.再用一定量的0.1mol/L鹽酸溶解殘渣,并定容,吸取1.00ml溶液進行測定.當鈣和鎂的硬度超過100mg/L(以CaCO3計)時,分析結果可能偏高,可將樣品通過陽離子交換樹脂消除去累試驗,10mg的Al3+、Fe3+、k+、Na+、Mg2+、Mn2+、PO等對1mg的硼未見干擾.

⒊方法的適用范圍

本方法的*低檢出濃度為0.02mg/L,測定上限為1.0mgL(相當于5.0mg/L HBO2),適用于飲用水、地表水、生活污水和廢水中硼的測定.

⒋儀器

① 分光光度計,10mm比色皿.

② 恒溫水浴鍋:溫度為55℃±3℃.

③ 聚乙烯燒杯:50ml.標準系列和水樣所用全部蒸發皿,其大小、形狀均應用相同,為塑料容器.

④ 攪棒:塑料棒或在玻璃棒外套以聚乙烯管,并使管端封閉,其長短和蒸發皿相適應.

⒌試劑

① 硼標準貯備溶液:準確稱取1.4111g硼酸(H3BO3)溶于去離子水中,轉入1000ml容量瓶中并稀釋至標線.此溶液每毫升含1.00mg的HBO2.

② 硼標準使用溶液:由上述標準貯備溶液稀釋200倍,即得每毫升含0.005mgHBO2,移入聚乙烯瓶中貯存.

③ 姜黃素-草酸溶液:稱取0.040g姜黃素(C21H20O6)和5.0g草酸(H2C2O4·2H2O)于小燒杯內,用95%乙醇分次溶于100ml容量瓶中,加入4.2ml6mol/L鹽酸溶液,以95%乙醇定容,貯存在暗冷處.姜黃素容易分解,*好當天配制.

⒍步驟

⑴樣品預處理

對于含硼量為0.10～1.0mg/L的水樣,取1.00ml,若水樣含硼量過高,則應先行稀釋.若含硼量過低,可吸取較多的水樣,移入蒸發皿中,加少許飽和氫氧化鈣溶液,使之呈堿性后,在水浴上蒸發至干.加入適當體積(例如5ml)的0.1mol/L鹽酸溶液使溶解,吸取1.00ml進行測定.若水樣渾濁,可過濾.

⑵樣品測定

① 顯色:吸取1.00ml水樣于50ml聚乙烯杯內,加入4.0ml姜黃素-草酸溶液,輕輕旋動聚乙烯杯使之混合,在55℃±3℃的水浴上蒸發至干后,繼續在水浴上保留15min,取出冷卻.用95%乙醇將杯內固體物溶解,并用塑料棒擦洗杯壁,將溶液移入25ml容量瓶內,用95%乙醇稀釋至標線.

② 測量:用10mm比色皿,在540nm波長處,以蒸餾水代替水樣,以相同操作步驟進行的空白試液為參比,測量吸光度.用乙醇稀釋至標線后,在1h內進行測定.

⑶校準曲線的繪制

分別吸取相當于每毫升含HBO20.005mg的標準溶液0、0.10、0.20、0.30、0.40、0.60、0.80、1.00ml于50ml聚乙烯杯內,補加水至1.0ml,以下按樣品測定步驟進行顯色和測量.

⒎計算

                      硼(HBO2,mg/L)=×1000

式中:m        由校準曲線查得的HBO2量(mg);

     V        水樣體積(ml).

8.精密度和準確度

對含HBO21.00mg/L的天然水樣,經五個實驗室分析,得室內相對標準偏差為1.91%;室間相對標準偏差為5.84%,相對誤差為0.12%;加標回收率為99.1%±14.6％。

9．注意事項

①用本法測定硼時,應嚴格控制顯色條件,姜黃素與硼結合形成玫瑰花青苷,需要在無水條件下進行,有水殘余會使絡合物顏色強度降低.顯色時的蒸發條件,如蒸發速度和蒸發時的溫度等因素都必須保持一致,否則重現性變差.蒸發至干后繼續在同一溫度下保持15min，使脫水.蒸發和脫水時的常用溫度是55℃±3℃,溫度更高時,可能導致硼的損失.

② 質玻璃中常含有硼,試樣的預處理和顯色操作不能用含硼的玻璃器皿.所使用的玻璃器皿不應與試樣溶液作長時間接觸.用其他下班器皿時,應*行全程序空白試驗,用扣除空白的方法以消除玻璃器皿的影響.

③ 配制試劑用的水均需用石英蒸餾器重蒸餾過的水或用去離子水.

④ 蒸發皿從水浴上取下后,擦干皿外壁水跡,隨即放于干燥器內,加乙醇定容,比色時再取出.蒸發皿不應長時間暴露在空氣中,以免玫瑰花青苷因吸收空氣中的水分而發生水解,使測定結果不準確.

⑤ 顯色測定中,*好不要中途停頓,否則會使結果不準確.比色過程中,由于乙醇的蒸發損失,使溶液的吸光度值發生改變,故測定應盡可能迅速,或使用帶蓋的比色皿.