煌焦油蓝染色液光度法测定盐酸与硫酸的酸度

煌焦油蓝染色液(Brilliant cresol blue，BCB)又称为灿烂甲酚蓝，是具有平面结构的氧氨蒽类阳离子染料。煌焦油蓝染色液能够与脱氧核糖核酸(DNA)通过静电作用结合,这种结合作用将显著影响煌焦油蓝染色液的光学性质并被用于DNA的测定。煌焦油蓝染色液还能够与牛血清蛋白、粘多糖、抗坏血酸、亚硝酸根等作用并有其分析用途。研究发现,煌焦油蓝染色液的吸光度在强酸条件下(pH<1.0)随溶液中H⁺浓度的升高而有规律的下降。利用这种性质,煌焦油蓝染色液被用于光度法测定强酸溶液的酸度。该法比碳酸钠滴定简单,比pH计测定准确[1]。

实验方法

试剂及样品：煌焦油蓝染色液；甲基红、溴甲酚绿、盐酸、硫酸；无水碳酸钠。实验用水均为蒸馏水。

光度法测定步骤：准确移取2.5X10^-4mol・L^-1的煌焦油蓝染色液溶液2.00mL于10mL比色管中,分别加0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,1.4,1.6,1.8,2.0mL的5mol·L^-1盐酸或硫酸标准溶液,用蒸馏水定容至刻度,混匀静置15min后在636nm处,以水为参比,测定其吸光度A。对浓盐酸和浓硫酸浓度测定时,样品加入体积分别为0.5和0.2mL。

盐酸和硫酸溶液的标定：用270-300℃恒重过的无水碳酸钠标定。

结果与讨论

1、吸收光谱

下图为常温条件下,煌焦油蓝染色液在盐酸浓度为0.01-0.1mol/L时的吸收光谱。由下图可以看到,在该盐酸浓度范围内,煌焦油蓝染色液的吸收光谱变化较小。仅当盐酸浓度大于0.04mol/L时,吸光度值有微弱的下降。

而下图表明,在高浓度盐酸条件下(0.1-1mol/L),煌焦油蓝染色液吸收光谱变化非常显著。随盐酸浓度的增大其吸光度有规律的下降,而最大吸收波长不变,始终为636nm。在硫酸体系中,煌焦油蓝染色液的吸收光谱也显示相似的变化。利用这一性质，我们以636nm处煌焦油蓝染色液吸光度值的变化来反映体系的酸度。

2、体系的稳定性和精密度

煌焦油蓝染色液在不同浓度盐酸(0.1,0.5,1mol・L^-1)体系中吸光度的稳定性实验表明，煌焦油蓝染色液在盐酸体系的吸光度有很好的稳定性,在开始的15min钟内,吸光度有微小的变化,但15min后,随着时间的增长,体系的吸光度不再变化。因此,选择在体系混匀静置15min后再测定其吸光度。硫酸体系的稳定性与此相似。而在硝酸体系中,煌焦油蓝染色液在636nm处的吸光度值同样随着硝酸浓度的增大而降低。然而其吸光度很不稳定,随着时间的延长而缓慢的降低,在高浓度硝酸时尤甚。有报道表明亚硝酸根能与煌焦油蓝染色液发生重氮化反应而使其吸光度值下降,本实验结果说明硝酸根也可能与煌焦油蓝染色液发生了类似的反应。鉴于稳定性,该光度法只能用于测定盐酸和硫酸体系的酸度。按实验方法进行平行实验10次,每次加入1mL 5mol・L^-1的盐酸。计算得到吸光度值的标准偏差为0.54%，表明方法具有很好的精密度[1]。

参考文献

[1]郭玉显,姜子涛,张清峰. 灿烂甲酚蓝褪色光度法快速测定强酸的pH值[J]. 光谱实验室,2006,23(6):1139-1142. DOI:10.3969/j.issn.1004-8138.2006.06.003.