水杨酸抑制三价铁离子催化茜素红褪色反应的动力学光度法研究及其应用(2)
本实验采用阻抑动力学光度法研究了水杨酸-三价铁离子-盐酸-溴酸钾-茜素红体系，详细的考察了水杨酸的抑制作用，以及在最佳抑制作用下体系中各个物质的最佳用量。实验结果发现，在盐酸介质中, 三价铁离子可催化此反应，水杨酸则对三价铁离子的催化活性有显著的抑制作用，用光度法检测空白及阻抑反应过程中茜素红的吸光度值，利用阻抑及空白反应中茜素红吸光度值之差与水杨酸浓度在一定范围内呈线性关系(方法的线性范围为0.02~0.14μｇ/ｍＬ，检出限为0.0031μｇ/ｍＬ)，建立了阻抑动力学光度法检测水杨酸的新方法。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
S22PC可见分光光度计(上海棱光技术有限公司)；BS224S电子天平(北京赛多利斯天平有限公司)；HH－S数显恒温水浴锅(河南巩义市英峪仪器厂)；
水杨酸溶液：称取0.2500g固体水杨酸，用水溶解，定容至500ml，配制成0.5g/L的储备液；
三价铁离子标准储备溶液：准确称取0.4318g (NH4)Fe(SO4)2.12H2O，加入10mL 0.5mol/L硫酸，溶解后转入500mL容量瓶中，定容后配成0.1 mg/mL 三价铁离子储备液，使用时再逐级稀释成工作液；
茜素红溶液：称取0.5000g茜素红，用水溶解，定容至500ml，配制成1 g/L的储备液；
HCl溶液：量取22.0mL浓盐酸，用水稀释，定容至500ml，配制成0.5 mol/L的储备液；
KBrO3溶液：称取8.3500g KBrO3，用水溶解，定容至500ml，配制成0.1 mol/L的储备液；
所用试剂均为分析纯，实验用水均为蒸馏水。
1.2 实验方法
在两支25mL的比色管中，依次加入2.5 mL茜素红溶液，1.6 mL HCl溶液，0.3 mL 三价铁离子溶液，在其中一支比色管中加入一定量的水杨酸标准溶液，另一支作空白对照，用水稀释至10mL后，分别加入1.2 mL KBrO3溶液，摇匀后，将两支比色管同时放入60度水浴中，恒温反应3分钟后取出，冷却至室温后稀释至25mL，摇匀，用1cm比色皿，以水作为参比，在分光光度计上于420nm波长处测量体系的吸光度A1和阻抑体系的吸光度A，并计算 △A=A-A1。
2 结果与讨论
2.1 茜素红的吸收光谱
按实验方法配制不同组分溶液，分别在UV-530分光光度计上扫描得吸收曲线(图一)。通过比较曲线1、2可知KBrO3能氧化茜素红使其褪色，比较曲线2、3可知Fe (Ⅲ)对KBrO3氧化茜素红使其褪色具有催化作用，比较3、5可知水杨酸对Fe (Ⅲ)催化KBrO3氧化茜素红褪色具有阻抑作用，且所有曲线在420nm处均有最大吸收，如图一所示。故本实验选择420nm作为测量波长。
图一 吸收曲线
注： 1. 2.5ml茜素红(1g/L )+1.6ml盐酸(0.5mol/L)
2. 2.5ml茜素红(1g/L )+1.6ml盐酸(0.5mol/L)+1.2ml溴酸钾(0.1mol/L)
3. 2.5ml茜素红(1g/L )+1.6ml盐酸(0.5mol/L)+1.2ml溴酸钾(0.1mol/L)+0.3ml铁 (Ⅲ)( 0.1mg/mL)
4. 2.5ml茜素红(1g/L )+1.6ml盐酸(0.5mol/L)+0.3ml铁(Ⅲ)( 0.1mg/mL)
5. 2.5ml茜素红(1g/L )+1.6ml盐酸(0.5mol/L)+1.2ml溴酸钾(0.1mol/L)+0.3ml铁(Ⅲ)( 0.1mg/mL)+1ml水杨酸(0.5g/L)
2.2 反应介质及酸度的影响
按实验方法，试验了不同介质对反应速度的影响。结果表明，在相同酸度条件下的HCl、H2SO4、HNO3、HAc等多种介质中，水杨酸对Fe(Ⅲ)催化溴酸钾氧化茜素红褪色这一反应均有不同程度的阻抑作用，在稀HCl介质中阻抑作用最明显，△A 最大，故选择 HCl来控制体系的酸度。反应中当用量较少时，抑制及空白反应速度很慢，随着HCl用量增大，空白反应速度增加很快，△A 值逐渐增加，当HCl用量达到1.6ml时，△A值达到最大，当其用量继续增大时，由于抑制反应速度的加快，△A 值趋向于减少，如图二所示。为了增大反应的灵敏度，故本实验选用HCl用量为1.6ml。