皮革面料检测中六价铬含量的分光光度测定方法

六价铬是皮革面料中典型的有害污染物，具有强氧化性与致癌性，长期接触可能引发皮肤过敏、呼吸道炎症甚至基因突变。为保障产品安全，欧盟REACH法规、我国GB 20400等标准均限定皮革中六价铬含量≤3mg/kg。分光光度法因操作简便、灵敏度高（检测限可达0.01mg/L）、成本低廉，成为皮革六价铬检测的首选技术。本文将从样品处理、试剂配制到结果计算，系统拆解其测定流程与关键控制点。

皮革样品的前处理：从取样到提取液制备

样品前处理的核心是确保六价铬完全提取且无损失。首先按GB/T 19941要求取样：从皮革制品的面、里、边缘等部位剪取50g样品，去除缝线、衬布等非皮革成分，剪碎至2mm×2mm以下，再用高速粉碎机打成均匀粉末（避免过热导致六价铬还原）。

称取1.000g粉末于250mL锥形瓶，加入100mL pH=7.0±0.1的磷酸氢二钾-磷酸二氢钾缓冲液（液固比100:1是行业常规选择），密封后置于37℃恒温振荡器，以120rpm振荡6小时——振荡时间需严格控制，过短会提取不完全，过长则可能因微生物作用导致六价铬还原。

振荡结束后，将混悬液转入离心管，以3000rpm离心10分钟，或用0.45μm水系滤膜过滤，得到澄清提取液。若样品含油脂较多（如羊皮革），需先加10mL正己烷脱脂：振荡10分钟后离心弃去上层正己烷，再进行缓冲液提取，避免油脂干扰后续显色。

提取液需尽快测定，若需保存应置于4℃冰箱，且不超过24小时——六价铬在中性条件下易被还原为三价铬，长时间保存会导致结果偏低。

关键试剂的配制：二苯碳酰二肼与缓冲液的细节

分光光度法的显色核心是二苯碳酰二肼（DPC），其配制需注意稳定性：称取0.5g分析纯DPC，溶于50mL无水丙酮（水会降低溶解度），搅拌至完全溶解后，缓慢加入50mL去离子水，摇匀后转入棕色玻璃试剂瓶。

DPC溶液对光和热敏感，需4℃冷藏保存，有效期1周——若溶液变浑浊或呈红棕色，说明已被氧化失效，需重新配制。此外，磷酸缓冲液的pH值直接影响提取效率：称取3.53g K₂HPO₄和3.39g KH₂PO₄，溶于800mL水，用pH计调节至7.0±0.1，再定容至1000mL。pH过高会导致六价铬还原，过低则铬酸盐难溶解，必须严格校准。

硫酸溶液（1+9）用于调节显色酸度：将1体积浓硫酸缓慢注入9体积去离子水（严禁水倒入浓硫酸，避免爆溅），冷却至室温后使用。

标准曲线的绘制：浓度与吸光度的线性关联

标准曲线是定量的基础，需保证线性关系良好（R²≥0.999）。首先配制六价铬标准储备液：称取0.2829g经110℃烘干2小时的重铬酸钾（基准试剂），溶于去离子水定容至1000mL，浓度为100mg/L。使用前稀释成1mg/L的工作液。

取0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL工作液于50mL比色管，分别加入5mL硫酸溶液（1+9），摇匀后加2mL DPC溶液，用去离子水定容至刻度，静置10分钟（显色反应需时间充分）。

用1cm比色皿，以空白溶液（0mL工作液）为参比，在540nm波长下测定吸光度——540nm是DPC与六价铬络合物的最大吸收波长，此波长下灵敏度最高。以吸光度为纵坐标、六价铬浓度（mg/L）为横坐标绘制标准曲线，记录回归方程（如y=0.052x+0.003）。

样品的显色与测定：操作顺序的严格把控

取10mL样品提取液于50mL比色管，按标准曲线的操作步骤进行：先加5mL硫酸溶液（调节酸度至酸性，促进络合反应），摇匀后加2mL DPC溶液（顺序不能颠倒——若先加DPC再加酸，会导致显色不完全），定容后静置10分钟。

用同样的比色皿和波长测定吸光度，同时做空白试验：以10mL缓冲液代替提取液，重复上述步骤。空白的吸光度需≤0.010，否则说明试剂或器皿被污染，需重新操作。

需注意：显色后的溶液应在10-20分钟内测定——超过20分钟，络合物会逐渐分解，吸光度下降；若室温超过30℃，需缩短至15分钟内完成，避免温度影响稳定性。

干扰物质的识别与消除：保障结果准确性

皮革提取液中的常见干扰物包括Fe³+、V⁵+和悬浮物。Fe³+浓度超过1mg/L时，会与DPC反应生成黄色络合物，掩盖六价铬的紫红色——可加1mL 0.1mol/L EDTA溶液掩蔽，EDTA与Fe³+形成更稳定的络合物，消除干扰。

V⁵+的干扰源于其与DPC的慢反应：显色10分钟内，V⁵+的吸光度可忽略，因此需严格控制显色时间（10分钟后立即测定）。若V⁵+浓度过高，可通过稀释提取液降低其影响。

悬浮物（如皮革纤维碎片）会导致溶液浑浊，影响吸光度测定——可通过离心（3000rpm，10分钟）或过滤（0.45μm滤膜）去除，确保溶液澄清。

结果计算的逻辑：从吸光度到实际含量

样品中六价铬含量（mg/kg）按以下公式计算：ω = (C×V×f)/m。其中：C是从标准曲线查得的提取液浓度（mg/L）；V是提取液总体积（100mL，即0.1L）；f是稀释倍数（若提取液未稀释则f=1）；m是样品质量（1.000g，即0.001kg）。

举例说明：若样品吸光度为0.150，标准曲线回归方程为y=0.052x+0.003，则C=(0.150-0.003)/0.052≈2.83mg/L。代入公式得ω=(2.83×0.1×1)/0.001=283mg/kg？不，等一下——这里单位转换错了！正确计算应为：C的单位是mg/L（即mg/dm³），V是100mL=0.1L=0.1dm³，所以C×V是2.83mg/L×0.1L=0.283mg。m是1.000g=0.001kg，因此ω=0.283mg / 0.001kg=283mg/kg？这显然超过标准限量，但实际中皮革含量一般较低，可能是例子中的吸光度偏高。

哦，纠正一下：若吸光度为0.050，C=(0.050-0.003)/0.052≈0.904mg/L，则C×V=0.904×0.1=0.0904mg，ω=0.0904mg / 0.001kg=90.4mg/kg？不对，应该是m=1g=0.001kg，所以0.0904mg / 0.001kg=90.4mg/kg？不，等一下，单位转换：1mg/L=1mg/dm³=1mg/1000mL，所以100mL提取液中六价铬的质量是C(mg/L)×0.1L= C×0.1mg。样品质量是1g=0.001kg，所以含量是（C×0.1mg）/0.001kg= C×100 mg/kg。比如C=0.03mg/L，含量就是0.03×100=3mg/kg，刚好符合标准限量——这样才对！刚才的例子中吸光度0.050对应的C是0.904mg/L，含量是90.4mg/kg，这显然是污染了，实际中正常样品的吸光度应更低。

关键是要注意单位的一致性：提取液体积是100mL（0.1L），样品质量是1g（0.001kg），所以计算时需将体积转换为升、质量转换为千克，避免单位错误。

测定过程的质量控制：避免误差的核心措施

质量控制是保证结果可靠的关键，需做好三点：一是空白试验，空白吸光度需≤0.010，否则更换试剂或清洗器皿；二是平行样测定，取2份相同样品同时处理，相对偏差需≤10%（如两份样品结果为2.5mg/kg和2.7mg/kg，相对偏差=（2.7-2.5）/[(2.5+2.7)/2]×100%≈7.7%，符合要求）；三是加标回收率试验，取已知含量的样品，加入一定量的六价铬标准溶液，测定回收率——回收率需在85%-115%之间（如加标1mg/kg，测得1.05mg/kg，回收率105%，符合要求）。

此外，比色皿需用稀硝酸（1+9）浸泡2小时后冲洗干净，避免残留的铬离子污染；分光光度计需定期校准（用标准滤光片或重铬酸钾溶液），确保波长准确性（540nm误差≤1nm）。

试剂与器皿的选择：易忽略的细节

试剂选择需注意纯度：DPC需用分析纯，丙酮需用无水丙酮（含水会降低DPC的溶解度）；缓冲液的试剂（磷酸氢二钾、磷酸二氢钾）需用优级纯，避免杂质干扰。

器皿需用玻璃或聚四氟乙烯材质，避免用塑料器皿——塑料中的增塑剂可能与六价铬反应，导致结果偏低。使用前用稀硝酸（1+9）浸泡24小时，再用去离子水冲洗3次，去除残留的金属离子。

比如，若用塑料烧杯配制缓冲液，可能会有部分六价铬被塑料吸附，导致提取液中六价铬含量偏低，最终结果不准确。因此，全程使用玻璃器皿是行业共识。