多波長K系數方程法同時測定水樣中的
Cu²⁺,、Co²⁺、Cd²⁺

汪志國

摘 要多波長K系數方程法同時測定水樣中Cu²⁺,、Co²⁺,、Cd²⁺，即選定三個測定波長,，分別將三組分在兩個波長處的吸光度轉換為另一波長處的吸光度,，即可列出一個多元一次方程組，進而解出此波長處各組分的吸光度,，求得各組分的含量。對水樣中的Cu²⁺,、Co²⁺,、Cd²⁺三組分同時測定，結果令人滿意,。

關鍵詞多波長,；K系數方程法；Cu²⁺,；Co²⁺,；Cd²⁺

對已知多組分體系不經分離同時測定的方法很多，本文通過建立多波長K系數方程并求解,，
也可求得各組分濃度,。實驗結果表明，本法簡便,、快速,，運算量不大。本法是在Cu²⁺,、Co²⁺,、Cd²⁺三組分混合體系中進行測定的，本法同樣適合于其他多組分體系,。

1 原理

對m,、n、p三組分體系,，吸收光譜嚴重重疊,，根據光的加和性原理，則下式成立：〖JP〗

A₀＝A₀^m+A₀ⁿ+A₀^p
    A₁＝A₁^m+A₁ⁿ+A₁^p    （1）
    A₂＝A₂^m+A₂ⁿ+A₂^p

式中A₀,、A₁,、A₂分別表示混合物在波長λ⁰、λ¹,、λ²處的吸光度,，等于m,、n、p三組分在波長λ⁰,、λ¹,、λ²處的吸光度之和。根據郎伯—比爾定律,，對于m組分,，在波長λ⁰、λ¹處,，有：A₀^m＝ε₀^mbc_m,，A₁^m＝ε₁^mbc_m，兩式相比得：A₁^m/A₀^m＝ε₁^m/ε₀^m=K₁^m/0,A₁^m,、A₀^m可通過純組分的吸收光譜求得,，稱K₁^m_/0為m組分在波長λ¹處對λ⁰的轉換系數，從而：
A₁^m＝K₁^m_/0×A₀^m,，同樣在波長λ²處有：A₂^m＝K₂^m_/0×A₀^m,。
同理，對n組分,，有：
A₁ⁿ＝K₁ⁿ_/0×A₀ⁿ,，
A₂ⁿ＝K₂ⁿ_/0×A₀ⁿ。
對p組分,，有：
A₁^p＝K₁^p_/0×A₀^p,，
A₂^p＝K₂^p_/0×A₀^p。再將（1）式轉換得如下方程組：

A₀＝A₀^m+A₀ⁿ+A₀^p

  A₁=K₁^m/0×A₀^m+K₁ⁿ_/0×A₀ⁿ+K₁^p_/0×A₀^p
                                    （2）
    A₂=K₂^m/0×A₀^m+K₂ⁿ_/0×A₀ⁿ+K₂^p_/0×A₀^p
通過測定各純組分在三波長處的吸光度即可確定K系數,。對于混合溶液,，分別測量其在三波長處的總吸光度，代入（2）式,，即可求得各組分在波長λ0處的吸光度,，再在各組分在波長λ0處的標準曲線上，求得相應濃度值,。

2實驗部分

2.2實驗方法
在60ml分液漏斗中,，加入適量金屬離子溶液，加cadionphen,、NaOH各10ml,，用水稀釋至20ml，搖勻,，靜置5min,，準確加入CHCl 350ml,萃取，靜置分層，放有機相于干燥的比色管中,，再移入1cm比色皿中,，進行光度測定。

圖1 配合物吸收光譜

2.3配合物吸收光譜
由圖1可以看出,，三組分的配合物在450～550nm內的吸收光譜重疊較大,，本文以480、500,、520nm為測定波長,，其中500nm為轉換波長。

2.4 Cu²⁺,、Co²⁺,、Cd²⁺的校準曲線及K系數

2.4.1 Cu²⁺:

K系數：在以上各濃度處分別測定480、500,、520nm的吸光度,，按K系數公式計算，取平均值
,，得：K_480/500=0.9601，K_480/500=0.8333,。

2.4.2 Co²⁺

K_480/500=0.8859,，K_480/500=0.8857。

2.4.3 Cd²⁺

K_480/500=0.9651,，K_480/500=0.7734,。

2.5 Cu²⁺、Co²⁺,、Cd^{2+的K系數方程}

3 結果與討論

3.1 精密度
六次測定Cu²⁺,、Co²⁺、Cd²⁺（濃度分別為0.1mg/L）混合溶液的相對標準偏差分別為3.3%,、2.8%,、3.1%。

3.2zui低檢出限
按空白值3倍標準偏差計算得Cu²⁺,、Co²⁺,、Cd²⁺的zui低檢出限分別為1.7μg/L，0.9μg/L,1.5μg/L,。

3.3干擾離子試驗
經試驗,，1000倍的Zn²⁺、Pb²⁺,、Na⁺,、Ca²⁺、Ba²⁺、NH₄^＋,、Al³⁺,、K⁺；100倍的Sn²⁺,、Mn²⁺不干擾測定,，常見陰離子不干擾，Ag⁺,、Ni²⁺嚴重干擾,，Ag⁺可加HCl去除，Ni²⁺可加丁二酮肟去除,。

3.4 實際水樣及加標回收試驗
取某工廠廢水樣,，經原子發(fā)射光譜分析其中主要的金屬陽離子為Mn²⁺、Cu²⁺,、Fe^（2+,3+）,、Al³⁺、K⁺,、Zn²⁺,、Pb²⁺、Na⁺,、Co²⁺,、Ca²⁺、Cd²⁺等,，以本法測得水樣中Cu²⁺,、Co²⁺、Cd²⁺濃度分別為0.16mg/L,、0.08mg/L,、0.05mg/L。分別加入0.2mg/l Cu²⁺,、0.1mg/L Co²⁺,、0.1mg/L Cd²⁺進行加標回收試驗，Cu²⁺,、Co²⁺,、Cd²⁺的回收率分別為90.0～102.0%、91.0～106.7%,、90.7～95.0%,。

4 結論

4.1 按理論計算K系數是一個常數，但在實際測定過程中,，應以不同濃
度的K系數平均值作為測定波長下的K系數,，以減少誤差。

4.2 測定波長應選擇各組分吸收光譜中幾個較大吸收波長，如本文選擇
480,、500,、520nm，轉換波長為各組分吸收光譜中zui大吸收值500nm,，這有利于提高測定的靈敏度,。