紫外-可见吸收光谱结合高斯多峰拟合技术测定甲基红酸离解常数

张建华 刘琼 陈玉苗 刘兆清 徐常威

引用本文: 张建华, 刘琼, 陈玉苗, 刘兆清, 徐常威. 紫外-可见吸收光谱结合高斯多峰拟合技术测定甲基红酸离解常数[J]. 物理化学学报, 2012, 28(05): 1030-1036. doi: 10.3866/PKU.WHXB201203025 shu
Citation:  ZHANG Jian-Hua, LIU Qiong, CHEN Yu-Miao, LIU Zhao-Qing, XU Chang-Wei. Determination of Acid Dissociation Constant of Methyl Red by Multi-Peaks Gaussian Fitting Method Based on UV-Visible Absorption Spectrum[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(05): 1030-1036. doi: 10.3866/PKU.WHXB201203025 shu

紫外-可见吸收光谱结合高斯多峰拟合技术测定甲基红酸离解常数

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20903028) (20903028)

    留学回国人员科研启动基金及羊城学者青年科研骨干培养对象项目(10A041G)资助 (10A041G)

摘要: 在一定pH 值范围内, 甲基红(MR)水溶液紫外-可见吸收光谱特征是酸式甲基红(HMR)最大吸收峰((530±15) nm)与碱式甲基红(MR-)最大吸收峰((435±20) nm)叠合在一起. 本文用高斯多峰拟合技术实现了HMR和MR-叠合峰的分峰拟合计算. 拟合计算输出两个吸收峰的积分面积即峰强度A1A2, A1A2之比与MR-和HMR浓度之比. 进而计算甲基红水溶液酸离解平衡常数pKa. 用本方法测量298.15 K 时的pKa值为4.76. 拟合优度高, 拟合度R2、拟合优度χ2分别达到0.998 和10-5以下. 深入探讨了表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)聚集行为对甲基红pKa的影响. 与传统分光光度测量方法相比, 紫外-可见吸收光谱结合高斯多峰拟合技术结果更可靠, 测量步骤和数据处理过程更简单, 更具有普适性.

English

    1. [1]

      (1) Kara, D.; Alkan, M. Spectrochim. Acta A 2000, 56, 2753.  (1) Kara, D.; Alkan, M. Spectrochim. Acta A 2000, 56, 2753.  

    2. [2]

      (2) Niyazi, A.; Yazdanipour, A.; Ramezani, M. Chin. Chem. Lett. 2007, 18, 989.   (2) Niyazi, A.; Yazdanipour, A.; Ramezani, M. Chin. Chem. Lett. 2007, 18, 989.  

    3. [3]

      (3) Babic, S.; Horvat, A. J. M.; Pavlovic, D. M.; Kastelan-Macan, M. Trends Anal. Chem. 2007, 26, 1043.   (3) Babic, S.; Horvat, A. J. M.; Pavlovic, D. M.; Kastelan-Macan, M. Trends Anal. Chem. 2007, 26, 1043.  

    4. [4]

      (4) Allen, R. I.; Box, K. J.; Comer, J. E. A.; Peake, C.; Tam, K.Y. J. Pharmaceut. Biomed. Anal. 1998, 17, 699.   (4) Allen, R. I.; Box, K. J.; Comer, J. E. A.; Peake, C.; Tam, K.Y. J. Pharmaceut. Biomed. Anal. 1998, 17, 699.  

    5. [5]

      (5) Beltran, J. L.; Sanli, N.; Fonrodona, G.; Barron, D.; Ozkanb, G.; Barbosa, J. Anal. Chim. Acta. 2003, 484, 253.   (5) Beltran, J. L.; Sanli, N.; Fonrodona, G.; Barron, D.; Ozkanb, G.; Barbosa, J. Anal. Chim. Acta. 2003, 484, 253.  

    6. [6]

      (6) Erdemgil, F. Z.; Sanli, S.; Sanli, N.; Ozkan, G.; Barbosa, J.; Guiteras, J.; Beltran, J. L.Talanta. 2007, 72, 489.   (6) Erdemgil, F. Z.; Sanli, S.; Sanli, N.; Ozkan, G.; Barbosa, J.; Guiteras, J.; Beltran, J. L.Talanta. 2007, 72, 489.  

    7. [7]

      (7) Tang, R. C.; Tang, H.; Yang, C. Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 8894.   (7) Tang, R. C.; Tang, H.; Yang, C. Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 8894.  

    8. [8]

      (8) Simon, E. W.; Beevers, H. New Phytol. 1952, 51, 163.   (8) Simon, E. W.; Beevers, H. New Phytol. 1952, 51, 163.  

    9. [9]

      (9) Adam, R. S., Jr. Res. Rev. 1973, 47, 1. (9) Adam, R. S., Jr. Res. Rev. 1973, 47, 1.

    10. [10]

      (10) Weber, J. B. Adv. Chem. Ser. 1972, 111, 55.   (10) Weber, J. B. Adv. Chem. Ser. 1972, 111, 55.  

    11. [11]

      (11) Halling-Sørensen, B.; Nielsen, S. N.; Lanzky, P. F.; Ingerslev, F.; Lutzhoft, H. C. H.; Jørgensen, S. E. Chemosphere. 1998, 36, 357.   (11) Halling-Sørensen, B.; Nielsen, S. N.; Lanzky, P. F.; Ingerslev, F.; Lutzhoft, H. C. H.; Jørgensen, S. E. Chemosphere. 1998, 36, 357.  

    12. [12]

      (12) Burns, D. C.; Ellis, D. A.; Li, H. X.; McMurdo, C. J.; Webster, E. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 9283.   (12) Burns, D. C.; Ellis, D. A.; Li, H. X.; McMurdo, C. J.; Webster, E. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 9283.  

    13. [13]

      (13) Lin, J. H.; Lu, A. Y. Pharmacol. Rev. 1997, 49, 403. (13) Lin, J. H.; Lu, A. Y. Pharmacol. Rev. 1997, 49, 403.

    14. [14]

      (14) Frey, P. A.; Kokesh, F. O.; Westheimer, F. H. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 7266.   (14) Frey, P. A.; Kokesh, F. O.; Westheimer, F. H. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 7266.  

    15. [15]

      (15) Poole, S. K.; Patel, S.; Dehring, K.; Workman, H.; Poole, C. F. J. Chromatogr. A 2004, 1037, 445.   (15) Poole, S. K.; Patel, S.; Dehring, K.; Workman, H.; Poole, C. F. J. Chromatogr. A 2004, 1037, 445.  

    16. [16]

      (16) Hardcastle, J. E.; Jano, I. J. Chromatogr. B 1998, 717, 39.   (16) Hardcastle, J. E.; Jano, I. J. Chromatogr. B 1998, 717, 39.  

    17. [17]

      (17) Ye, L.; Zhu, Q. Q.; Wu, S. K. Acta Phys. -Chim. Sin. 1987, 3, 272. [叶玲, 朱琴琴, 吴世康. 物理化学学报, 1987, 3, 272.] (17) Ye, L.; Zhu, Q. Q.; Wu, S. K. Acta Phys. -Chim. Sin. 1987, 3, 272. [叶玲, 朱琴琴, 吴世康. 物理化学学报, 1987, 3, 272.]

    18. [18]

      (18) Qiang, Z.; Adams, C. Water Res. 2004, 38, 2874.   (18) Qiang, Z.; Adams, C. Water Res. 2004, 38, 2874.  

    19. [19]

      (19) Zhang, W. M.; Yang, Z. D.; Liu, J.; Sun, Z. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 2109. [张卫民, 杨振东, 刘嘉, 孙中溪. 物理化学学报, 2010, 26, 2109.] (19) Zhang, W. M.; Yang, Z. D.; Liu, J.; Sun, Z. X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2010, 26, 2109. [张卫民, 杨振东, 刘嘉, 孙中溪. 物理化学学报, 2010, 26, 2109.]

    20. [20]

      (20) Li, L. F.; Hou W. G.; Jiao Y. N.; Liu C. X. Acta Phys. -Chim. Sin., 2004, 20, 459. [李丽芳, 侯万国, 焦燕妮, 刘春霞. 物理化学学报, 2004, 20, 459.] (20) Li, L. F.; Hou W. G.; Jiao Y. N.; Liu C. X. Acta Phys. -Chim. Sin., 2004, 20, 459. [李丽芳, 侯万国, 焦燕妮, 刘春霞. 物理化学学报, 2004, 20, 459.]

    21. [21]

      (21) Zhang, X. D.; Liu, Y.; Sun, J. Y.; Liu, Q. T. Acta Phys. -Chim. Sin., 2000, 16, 351. [张向东, 刘岩, 孙锦玉, 刘祁涛. 物理化学学报,. 2000, 16, 351] (21) Zhang, X. D.; Liu, Y.; Sun, J. Y.; Liu, Q. T. Acta Phys. -Chim. Sin., 2000, 16, 351. [张向东, 刘岩, 孙锦玉, 刘祁涛. 物理化学学报,. 2000, 16, 351]

    22. [22]

      (22) Kolthoff, I. M.; Chantooni, M. K. J. Phys. Chem. 1966, 70, 856.   (22) Kolthoff, I. M.; Chantooni, M. K. J. Phys. Chem. 1966, 70, 856.  

    23. [23]

      (23) Nag, S.; Datta, D. Indian. J. Chem. 2007, 46A, 1263. (23) Nag, S.; Datta, D. Indian. J. Chem. 2007, 46A, 1263.

    24. [24]

      (24) Wan, H.; Holmen, A. G.; Wang, Y.; Lindberg, W.; Englund, M.; Nagard, M. B.; Thompson, R. A. Rapid Commun. Mass Sp. 2003, 17, 2639.   (24) Wan, H.; Holmen, A. G.; Wang, Y.; Lindberg, W.; Englund, M.; Nagard, M. B.; Thompson, R. A. Rapid Commun. Mass Sp. 2003, 17, 2639.  

    25. [25]

      (25) Szakacs, Z.; Hagele, G. Talanta 2004, 62, 819.   (25) Szakacs, Z.; Hagele, G. Talanta 2004, 62, 819.  

    26. [26]

      (26) Rabenstein, D. L.; Hari, S. P.; Kaerner, A. Anal. Chem. 1997, 69, 4310.   (26) Rabenstein, D. L.; Hari, S. P.; Kaerner, A. Anal. Chem. 1997, 69, 4310.  

    27. [27]

      (27) Rabenstein, D. L.; Sayer, T. L. Anal. Chem. 1976, 48, 1141.   (27) Rabenstein, D. L.; Sayer, T. L. Anal. Chem. 1976, 48, 1141.  

    28. [28]

      (28) Wang, J.; Rabenstein, D. L. Anal. Chem. 2007, 79, 6799.   (28) Wang, J.; Rabenstein, D. L. Anal. Chem. 2007, 79, 6799.  

    29. [29]

      (29) Oumada, F. Z.; Rafols, C.; Roses, M.; Bosch, E. J. Pharm. Sci. 2002, 91, 991.   (29) Oumada, F. Z.; Rafols, C.; Roses, M.; Bosch, E. J. Pharm. Sci. 2002, 91, 991.  

    30. [30]

      (30) Lebrón-Paler, A.; Pemberton, J. E. Anal. Chem. 2006, 78, 7649.   (30) Lebrón-Paler, A.; Pemberton, J. E. Anal. Chem. 2006, 78, 7649.  

    31. [31]

      (31) Lachenwitzer, A.; Li, N.; Lipkowski, J. J. Electroanal. Chem. 2002, 532, 85.   (31) Lachenwitzer, A.; Li, N.; Lipkowski, J. J. Electroanal. Chem. 2002, 532, 85.  

    32. [32]

      (32) Edwards, H. G. M. Spectrochim. Acta A 1989, 45, 715.   (32) Edwards, H. G. M. Spectrochim. Acta A 1989, 45, 715.  

    33. [33]

      (33) Cagigal, E.; nzalez, L.; Alonso, R. M.; Jimenez, R. M. J. Pharmaceut. Biomed. Anal. 2001, 26, 477.   (33) Cagigal, E.; nzalez, L.; Alonso, R. M.; Jimenez, R. M. J. Pharmaceut. Biomed. Anal. 2001, 26, 477.  

    34. [34]

      (34) Ferrari, V.; Cutler, D. J. J. Pharmaceut. Sci. 1987, 76, 554.   (34) Ferrari, V.; Cutler, D. J. J. Pharmaceut. Sci. 1987, 76, 554.  

    35. [35]

      (35) Cessna, A. J.; Grover, R. J. Agric. Food Chem. 1978, 26, 289.   (35) Cessna, A. J.; Grover, R. J. Agric. Food Chem. 1978, 26, 289.  

    36. [36]

      (36) Foulon, C.; Duhal, N.; Lacroix-Callens, B.; Vaccher, C.; Bonte, J. P.; ossens, J. F. Eur. J. Pharm. Sci. 2007, 31, 165.   (36) Foulon, C.; Duhal, N.; Lacroix-Callens, B.; Vaccher, C.; Bonte, J. P.; ossens, J. F. Eur. J. Pharm. Sci. 2007, 31, 165.  

    37. [37]

      (37) Barbosa, J.; Barron, D.; Jimenez-Lozano, E.; Sanz-Nebot, V. Anal. Chim. Acta. 2001, 437, 309.   (37) Barbosa, J.; Barron, D.; Jimenez-Lozano, E.; Sanz-Nebot, V. Anal. Chim. Acta. 2001, 437, 309.  

    38. [38]

      (38) Jang, Y. H.; Hwang, S. G.; Chang, S. B.; Ku, J.; Chung, D. S. J. Phys. Chem. A .2009, 113, 13036.   (38) Jang, Y. H.; Hwang, S. G.; Chang, S. B.; Ku, J.; Chung, D. S. J. Phys. Chem. A .2009, 113, 13036.  

    39. [39]

      (39) Tobey, S. W. J. Chem. Educ. 1958, 35, 514.   (39) Tobey, S. W. J. Chem. Educ. 1958, 35, 514.  

    40. [40]

      (40) Tam, K. Y.; Takacs-Novak, T. Anal. Chim. Acta 2001, 434, 157.   (40) Tam, K. Y.; Takacs-Novak, T. Anal. Chim. Acta 2001, 434, 157.  

    41. [41]

      (41) Tam, K. Y.; Hadley, M.; Patterson, W. Talanta 1999, 49, 539.   (41) Tam, K. Y.; Hadley, M.; Patterson, W. Talanta 1999, 49, 539.  

    42. [42]

      (42) Khalafi, L.; Rohani, M.; Afkhami, A. J. Chem. Eng. Data 2008, 53, 2389.   (42) Khalafi, L.; Rohani, M.; Afkhami, A. J. Chem. Eng. Data 2008, 53, 2389.  

    43. [43]

      (43) Zarei, K.; Atabati, M.; Abdinasab, E. E. J. Anal. Chem. 2009, 4, 314. (43) Zarei, K.; Atabati, M.; Abdinasab, E. E. J. Anal. Chem. 2009, 4, 314.

    44. [44]

      (44) Jimenez-Lozano, E.; Marques, I.; Barron, D.; Beltran, J. L.; Barbosa, J. Anal. Chim. Acta. 2002, 464, 37.   (44) Jimenez-Lozano, E.; Marques, I.; Barron, D.; Beltran, J. L.; Barbosa, J. Anal. Chim. Acta. 2002, 464, 37.  

    45. [45]

      (45) Li, X. G.; Zhang, J. H. ; Liu, Z. Q.; Chen, S.; Su, Y. Z.; Xu, C. W. Global J. Phys. Chem. 2011, 2, 34. (45) Li, X. G.; Zhang, J. H. ; Liu, Z. Q.; Chen, S.; Su, Y. Z.; Xu, C. W. Global J. Phys. Chem. 2011, 2, 34.

    46. [46]

      (46) Zhang, J. H.; Kong, K. Q.; He, Z. L.; Liu, Z. L. Spectroscopy and Spectral Analysis 2007, 27, 1412. [张建华, 孔凯清, 何争玲, 刘自立. 光谱学与光谱分析, 2007, 27, 1412] (46) Zhang, J. H.; Kong, K. Q.; He, Z. L.; Liu, Z. L. Spectroscopy and Spectral Analysis 2007, 27, 1412. [张建华, 孔凯清, 何争玲, 刘自立. 光谱学与光谱分析, 2007, 27, 1412]

    47. [47]

      (47) Feng, W. S.; Fang, Y.; Xu, J. X.; Fang, C. H.; Jia, Q. J., Wang, H. H; Jiang, X. M. Acta Phys. -Chim. Sin., 2008, 24, 497. [冯望生, 房艳, 徐继香, 房春晖, 贾全杰, 王焕华, 姜晓明. 物理化学学报, 2008, 24, 497.] (47) Feng, W. S.; Fang, Y.; Xu, J. X.; Fang, C. H.; Jia, Q. J., Wang, H. H; Jiang, X. M. Acta Phys. -Chim. Sin., 2008, 24, 497. [冯望生, 房艳, 徐继香, 房春晖, 贾全杰, 王焕华, 姜晓明. 物理化学学报, 2008, 24, 497.]

    48. [48]

      (48) Patterson, G. S. J. Chem. Educ. 1999, 76, 395.   (48) Patterson, G. S. J. Chem. Educ. 1999, 76, 395.  

    49. [49]

      (49) Ehlerova, J.; Trevani, L.; Sedlbauer, J. J. Sol. Chem. 2008, 37, 857.   (49) Ehlerova, J.; Trevani, L.; Sedlbauer, J. J. Sol. Chem. 2008, 37, 857.  

    50. [50]

      (50) Mukerjee, P.; Mysels, K. National Standards Reference, Data Series; National Bureau of Standards. US. vernment Printing Office: Washington, D.C., U. S., 1971; Vo1. 36, pp 8–71. (50) Mukerjee, P.; Mysels, K. National Standards Reference, Data Series; National Bureau of Standards. US. vernment Printing Office: Washington, D.C., U. S., 1971; Vo1. 36, pp 8–71.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  2107
  • 文章访问数:  7579
  • HTML全文浏览量:  29
文章相关
  • 发布日期:  2012-04-26
  • 收稿日期:  2011-12-22
  • 网络出版日期:  2012-03-02
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章