用于檢測硫酸根的測試件及其制備方法技術(shù)

公開了一種用于檢測硫酸根的測試件，該測試件包括至少兩個測試單元，所述測試單元各自包括作為載體的吸水性材料、顯色劑釷試劑和鋇離子，其中每個測試單元中的鋇離子濃度不同于鄰近測試單元中的鋇離子濃度，它們之間的濃度差異使得對于不同濃度范圍的硫酸根離子，顯示不同的顏色變化圖案。還公開了該測試件的制備方法。該測試件的優(yōu)點是能夠更直觀、更準確地測量硫酸根離子的含量，在較短的時間（例如５分鐘）內(nèi)測得結(jié)果，與國家標準方法（國標法）基本相符，誤差在半定量分析范圍內(nèi)，使用操作簡便，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及用于檢測硫酸根的測試件和該測試件的制備方法。
技術(shù)介紹
硫酸鹽在自然界分布廣泛，水中存在少量硫酸鹽對人體健康無影響，但超過250mg/l時就會有致瀉作用，因此飲用水中硫酸鹽的含量不應(yīng)超過250mg/l。測定硫酸根SO42-含量的經(jīng)典方法是重量法，該方法準確度高，但操作較煩瑣。其它已知的方法還有鉻酸鋇光度法、硫酸鋇比濁法和離子色譜法，但這些方法均對儀器和操作人員有一定要求。中國專利技術(shù)專利申請95111038.1(公開號為CN1135603A，公開日為1996年11月13日)揭示了一種硫酸鹽試紙，該試紙采用玫瑰紅酸鋇為顯色劑。其測試原理是在酸性條件下玫瑰紅酸鋇與硫酸根離子形成白色硫酸鋇而使玫瑰紅酸鋇的紅色褪去。當(dāng)樣品中含有硫酸根離子時，桃紅色試紙便呈白色斑痕。該試紙的最低檢出量以硫酸鈉計為5微克。該試紙可用于定性測量，但不能用于半定量測量。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的一個目的是提供一種用于快速簡便地檢測硫酸根含量的測試件。本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種用于快速簡便地檢測硫酸根含量的測試件的制備方法。本專利技術(shù)提供了一種用于檢測硫酸根的測試件，該測試件包括至少兩個測試單元，所述測試單元各自包括作為載體的吸水性材料、顯色劑釷試劑和鋇離子，其中每個測試單元中的鋇離子濃度不同于鄰近測試單元中的鋇離子濃度，它們之間的濃度差異使得對于不同濃度范圍的硫酸根離子，顯示不同的顏色變化圖案。在本專利技術(shù)的測試件中，測試單元優(yōu)選是還包括表面活性劑、掩蔽劑和酸度調(diào)節(jié)劑。表面活性劑較好是選自鹵化十六烷基三甲胺、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醇、環(huán)糊精或其組合；掩蔽劑較好是選自EDTA、EDTA二鈉鹽、磷酸二氫鈉、檸檬酸、酒石酸或其組合；酸度調(diào)節(jié)劑較好是選自鄰苯二甲酸酐、焦硫酸、焦磷酸、甲苯磺酸、偏鎢酸或其組合。在本專利技術(shù)的測試件中，吸水性材料選自層析紙、濾紙或玻璃纖維材料。本專利技術(shù)測試件一個優(yōu)選的實施方案是，所有的測試單元位于同一基片上。更優(yōu)選的是所有的測試單元位于同一基片的同一表面上。在本專利技術(shù)的測試件中，所述至少兩個測試單元是通過將吸水性材料分別浸漬于含不同濃度鋇離子的不同溶液A中，取出干燥后再浸漬于含顯色劑釷試劑和可任選的表面活性劑、掩蔽劑和酸度調(diào)節(jié)劑的同一溶液B而制得的，其中，溶液B中釷試劑的濃度為0.001-0.01mol/l，不同溶液A中鋇離子的濃度不同，以鋇離子濃度與釷試劑濃度的比表示，鋇離子的濃度在0.5∶1至5∶1的范圍內(nèi)變化，各測試單元之間鋇離子的最小濃度差異以鋇離子濃度與釷試劑濃度的比值表示不小于0.5。本專利技術(shù)測試件的最佳實施方案是包括四個測試單元。本專利技術(shù)還提供一種用于檢測硫酸根的測試件的制備方法，該方法包括以下步驟配制含不同濃度鋇鹽的至少兩種溶液A，用于制備含不同濃度Ba2+的測試單元；配制包含顯色劑和可任選的表面活性劑、掩蔽劑和酸度調(diào)節(jié)劑的溶液B；將至少兩個吸水性材料分別浸漬于不同的溶液A中，取出并干燥；再將浸漬過溶液A的吸水性材料浸漬在溶液B中，然后取出并干燥；由上述經(jīng)浸漬和干燥的吸水性材料制得至少兩個測試單元，得到測試件。在上述方法中，優(yōu)選是溶液B中釷試劑的濃度為0.001-0.01mol/l，不同溶液A中鋇離子的濃度不同，以鋇離子濃度與釷試劑濃度的比表示，鋇離子的濃度在0.5∶1至5∶1的范圍內(nèi)變化，各測試單元之間鋇離子的最小濃度差異以鋇離子濃度與釷試劑濃度的比值表示不小于0.5。更好的是，上述方法還包括將所述至少兩個測試單元切成一定大小，固定在同一基片的同一表面上的步驟。本專利技術(shù)測試件的優(yōu)點是能夠在較短的時間(例如5分鐘)內(nèi)測得硫酸根的含量，測定結(jié)果與國家標準方法(國標法)基本相符，誤差在半定量分析范圍內(nèi)。該測試件的使用操作簡便，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。附圖說明圖1示出了本專利技術(shù)一個實施例的用于檢測硫酸根的測試件的標準色階。具體實施例方式本專利技術(shù)測試件的測試單元所包括的顯色劑為釷試劑，其化學(xué)名稱為鄰苯砷酸偶氮-2-萘酚-3，6-二磺酸鈉，化學(xué)式為C16H11AsN2Na2O10S2。釷試劑溶解在微酸性溶液中呈橙黃色，它與鋇離子反應(yīng)生成橙紅色絡(luò)合物，其絡(luò)合反應(yīng)的1gK＝3.4。本專利技術(shù)測試件的工作原理如下鋇離子與釷試劑反應(yīng)生成橙紅色絡(luò)合物，同時鋇離子又能與硫酸根離子反應(yīng)生成白色硫酸鋇沉淀。硫酸根離子-鋇離子反應(yīng)的1gK值大大地高于釷試劑-鋇離子反應(yīng)的1gK值，這表明硫酸根離子能從釷試劑-鋇離子的絡(luò)合生成物中將鋇離子奪取出來形成硫酸鋇，而留下釷試劑。若水樣中存在足夠量的硫酸根能將某個測試單元中釷試劑-鋇離子的絡(luò)合生成物內(nèi)的鋇離子全部奪取出來，則該測試單元中最終只有釷試劑和硫酸鋇，因而測試單元的顏色也由釷試劑-鋇離子絡(luò)合物的橙紅色轉(zhuǎn)變成釷試劑的橙黃色(硫酸鋇呈白色)。另一方面，若水樣中的硫酸根含量明顯不足以將某個測試單元中釷試劑-鋇離子的絡(luò)合生成物內(nèi)的鋇離子全部奪取出來，則測試單元仍呈現(xiàn)橙紅色或者呈現(xiàn)橙色。本專利技術(shù)利用一組具有不同濃度鋇離子的測試單元組成的測試件，該測試件對于不同濃度范圍的硫酸根離子呈現(xiàn)不同的顏色變化圖案，通過將該顏色變化圖案與標準色階的顏色變化圖案進行比較，由此半定量地測出水樣中硫酸根離子的濃度。本專利技術(shù)的測試件由含不同濃度鋇離子的不同溶液A和含顯色劑釷試劑的同一溶液B制得。溶液B中釷試劑的濃度為0.001-0.01mol/l，但對于一個測試件實施例而言，釷試劑濃度是一確定的值。不同的溶液A中鋇離子的濃度，以鋇離子濃度與釷試劑濃度的比來表示，在0.5∶1至5∶1的范圍內(nèi)變化，在該范圍內(nèi)，所制得的各測試單元均呈橙紅色，即對于0mg/l的硫酸根離子各測試單元均呈橙紅色。各測試單元之間鋇離子的最小濃度差異以鋇離子濃度與釷試劑濃度的比值表示應(yīng)不小于0.5，也就是說，測試單元劃分得最細的測試件依次包括以下的鋇離子濃度(以鋇離子濃度與釷試劑濃度的比表示)0.5∶1、1∶1、1.5∶1、2∶1、2.5∶1、3∶1、3.5∶1、4∶1、4.5∶1和5∶1。顯然，測試單元劃分得越細，測試精度就越高，但測試件的制作工藝也會相對復(fù)雜。而測試單元劃分得越粗，測試精度會下降，但制作工藝也會因測試單元數(shù)目的減少而簡化。另一方面，若測試單元劃分得過細，則相鄰單元之間的顏色變化就會不太明顯，以致于超出肉眼的分辨能力。在測量水體中硫酸根離子濃度的日常應(yīng)用中，對測量精度的要求并不是很高，所以無需將測試單元劃分得很細。本專利技術(shù)測試件最優(yōu)選的是包括四個測試單元。本專利技術(shù)測試件的測試單元中還可包含表面活性劑。表面活性劑較好是陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑。陽離子表面活性劑更好是選自鹵化十六烷基三甲胺，如溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)，氯化十六烷基三甲胺(CTMAC)等；陰離子表面活性劑更好是選自十二烷基硫酸鈉(SDS)、十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)；非離子表面活性劑選自聚乙烯醇和環(huán)糊精等。本專利技術(shù)的測試件還可包括掩蔽劑，用來掩蔽干擾離子。優(yōu)選的掩蔽劑是EDTA、EDTA二鈉鹽、磷酸二氫鈉、檸檬酸、酒石酸或其組合，其中更好的是EDTA二鈉鹽和磷酸二氫鈉。本專利技術(shù)的測試件還可包括酸度調(diào)節(jié)劑，用來調(diào)節(jié)界面的酸堿度，還可排除部分離子的干擾。酸度調(diào)節(jié)劑較好的是鄰苯二甲酸酐、焦硫酸、焦磷酸、甲苯磺酸、偏鎢酸或其組合，更好的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種用于檢測硫酸根的測試件，該測試件包括至少兩個測試單元，所述測試單元各自包括作為載體的吸水性材料、顯色劑釷試劑和鋇離子，其中每個測試單元中的鋇離子濃度不同于鄰近測試單元中的鋇離子濃度，它們之間的濃度差異使得對于不同濃度范圍的硫酸根離子，顯示不同的顏色變化圖案。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：俞膺浩，胡美珍，
申請(專利權(quán))人：上海師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：31[中國|上海]