Studies on Solvent Extraction and Analytical Application of Metal-dithizone Complexes(I). Separation and Determination of Trace Heavy Metals in Urine

Dithizone 금속착물의 용매추출 및 분석적 응용(제1보). 뇨중 흔적량 중금속 원소의 분리 정량

The extraction of trace cobalt, copper, nickel, cadmium, lead and zinc in urine samples of organic and alkali metal matrix into chloroform by the complex with a dithizone was studied for graphite furnace AAS determination. Various experimental conditions such as the pretreatment of urine, the pH of sample solution, and dithizone concentration in a solvent were optimized for the effective extraction, and some essential conditions were also studied for the back-extraction and digestion as well. All organic materials in 100 mL urine were destructed by the digestion with conc. $HNO_3$ 30 mL and 30% $H_2O_2$ 50 mL. Here, $H_2O_2$ was added dropwise with each 5.0 mL, serially. Analytes were extracted into 15.0 mL chloroform of 0.1% dithizone from the digested urine at pH 8.0 by shaking for 90 minutes. The pH was adjusted with a commercial buffer solution. Among analytes, cadmium, lead and zinc were back-extracted to 10.00 mL of 0.2 M $HNO_3$ from the solvent for the determination, and after the organic solvent was evaporated, others were dissolved with $HNO_3-H_2O_2$ and diluted to 10.00 mL with a deionized water. Synthetic digested urines were used to obtain optimum conditions and to plot calibration-eurves. Average recoveries of 77 to 109% for each element were obtained in sample solutions in which given amounts of analytes were added, and detection limits were Cd 0.09, Pb 0.59, Zn 0.18, Co 0.24, Cu 1.3 and Ni 1.7 ng/mL, respectively. It was concluded that this method could be applied for the determination of heavy elements in urine samples without any interferences of organic materials and major alkaline elements.

뇨시료 중 혼적량의 코발트, 구리, 니켈, 카드뮴, 납 및 아연을 흑연로 원자흡수분광 광도법으로 정량하기 위한 dithizone이 포함된 chloroform으로의 용매추출에 관하여 연구하였다. 실험조건인 시료의 전처리 과정, 추출용액의 pH, 킬레이트제인 dithizone의 농도, 역추출할 때 사용하는 산의 종류와 농도에 관하여 최적화하였다. 유기물의 방해를 제거하고자 뇨시료 100.0mL에 진한 질산 30mL를 가하고 30% 과산화수소 50mL를 5.0mL씩 단계적으로 가하면서 가열하여 유기물질을 분해하였다. 삭힌 뇨시료를 100mL로 만들어 분별 깔때기에 넣고 시판용 완충용액으로 pH가 8이 되게 조절한 다음 0.1% dithizone을 포함하는 chloroform 15.0mL를 가했다. 진탕기(shaker)를 이용하여 90분 동안 흔들어 준 후 상분리시켜 용매층을 분리하였다. 카드뮴, 납, 아연은 0.2M 질산용액 10.0mL로 역추출하여 직접 정량하였고, 이런 조건으로 역추출되지 않은 코발트, 구리, 니켈은 유기 용매를 증발 건고시킨 다음 잔류물을 $HNO_3$ $H_2O_2$로 녹이고, 정확히 10.0mL가 되게 탈염수로 묽혀서 정량하였다. 최적의 추출조건을 찾기 위하여 인공 뇨시료를 제조하여 검토하였고, 얻은 최적조건으로 검정곡선을 작성하였다. 삭힌 각 시료에 일정량 첨가된 원소를 정량하여 얻은 회수율은 77 내지 109%였고, 검출한계는 Cd(II) 0.09, Pb(II) 0.59, Zn(II) 0.18, Co(II) 0.24, Cu(II) 1.3, Ni(II) 1.7ng/mL였다. 이로써 본 방법이 과량의 유기물과 알칼리 및 알칼리 토금속이 포함된 뇨시료에서 혼적량 원소들을 정량적으로 분리 분석할 수 있음 을 알았다.