化學發光法測定己內酰胺中的痕量鐵

陳林英

（四川省鹽業學校，四川 自貢 643000）

化學發光法測定己內酰胺中的痕量鐵

陳林英

（四川省鹽業學校，四川 自貢 643000）

利用亞鐵離子催化魯米諾與溶解氧的化學發光反應，用分立取樣式液相化學發光分析儀器進行痕量鐵的測定，該法靈敏度高、選擇性好、線性范圍達三個數量級，而且操作簡便、快速。

化學發光反應；痕量鐵；魯米諾；溶解氧；

工業品己內酰胺中痕量鐵的測定，采用鄰菲咯啉吸光光度法，曾被列入HG2342-81部頒標準。在鐵的各種吸光光度法中，雖然鄰菲咯啉法有著較高的靈敏度，但是由于己內酰胺中鐵含量甚低（一級品的鐵含量通常要控制在 10-6以下），已達該法的檢測下限，從而導致較差的重現性和較大的分析誤差。

本法利用亞鐵離子催化魯米諾與溶解氧的化學發光反應，使用空氣飽和的魯米諾溶液和去離子水，在不通入氧氣和不經攪拌的情況下，用分立取樣式液相化學發光分析儀器進行痕量鐵的測定。檢測下限達 7×10-11mol·L-1。對 0.8ng·mL-1鐵的測定，相對標準偏差為2.1%。用于己內酰胺中痕量鐵的測定，該法靈敏度高、選擇性好、線性范圍達3個數量級，而且操作簡便、快速。顯然，這一方法也可直接用于多種有機物及高純物質中痕量鐵的測定。

1 實驗部分

1.1 儀器和試劑

YHF-1型液相化學發光分析儀；PHS-2型酸度計。

標準鐵(Ⅱ）溶液:準確稱取 0.7022g FeSO4·(N H4)2·SO4·6H2O(分析純)，溶于少量水中，加濃鹽酸10mL,以水定容至1L。此溶液鐵含量為每mL 0.1mg，作為貯備液。使用時逐級稀釋成所需濃度，在當日內有效。

魯米諾溶液（2.5×10-4mol·L-1）：稱取魯米諾（熒光純試劑）1.7714g溶于0.1 mol·L-1氫氧化鈉溶液中定容至1L,作為貯備液,避光保存。

量取25mL魯米諾貯備液,用pH10.4的0.1mol·L-1硼砂-氫氧化鉀緩沖液定容至1L，通入空氣20min，使溶解氧達到飽和（約8×10-6)，24h后使用。

本法所用其它試劑均為分析純，所用水為二次去離子水。

1.2 實驗方法

準確吸取一定體積已處理好的己內酰胺試液或標準鐵溶液于 25mL容量瓶中，加入 1.0mL的0.1%亞硫酸氫鈉溶液,充分混合，用水稀釋至刻度，搖勻。

準確吸取2.0mL上述經亞硫酸氫鈉還原的試液或標準鐵溶液于儀器的試樣貯管中,再吸取 3.0mL魯米諾溶液于反應池中。打開試樣貯管活塞,使試樣全部流入反應池，測定記錄儀所記錄的化學發光動力學曲線的峰高，進行定量。

2 結果與討論

2.1 魯米諾溶液的pH值對化學發光強度的影響

用0.1mol·L-1硼砂-氫氧化鉀緩沖液作為反應介質，溶解氧濃度約為8×10-6(空氣飽和濃度)。當介質溶液的pH值在10.4左右時，鐵（Ⅱ）催化該體系的化學發光強度為最大。

2.2 魯米諾溶液的濃度對化學發光強度的影響

魯米諾溶液濃度低于 5.0×10-5mol·L-1時，發光強度較弱，高于 5.0×10-4mol·L-1時，信號又有所降低，濃度在兩者之間時，發光強度最大且保持恒定。本法采用濃度為2.5×10-4mol·L-1的魯米諾溶液。

2.3 鐵(Ⅱ)試液的pH值對化學發光強度的影響

鐵(Ⅱ)試液的pH值對該反應的影響較大。實驗證明，pH4～6時，靈敏度較高，本法控制pH值在5左右。

2.4 還原劑的用量

為使試樣中的鐵全部以鐵(Ⅱ)形式存在，本法選用亞硫酸氫鈉作還原劑。在 25mL體積中加入0.5mL0.1%亞硫酸氫鈉溶液，可以使 400ng鐵(Ⅲ)定量還原為鐵(Ⅱ)。

2.5 工作曲線

為適應己內酰胺中痕量鐵的測定，本法采用鐵(Ⅱ)量從 0～12ng·mL-1濃度范圍繪制工作曲線，如圖1所示。

圖1 標準工作曲線

對濃度為 0.8 ng·mL-1標準鐵(Ⅱ)溶液進行 11次平行測定,相對標準偏差為 2.1%,檢測下限為7×10-11mol·L-1。

2.6 共存離子的影響

鐵(Ⅱ)催化魯米諾-溶解氧體系是一種快速的化學發光。最大發光峰值出現只需1.5s。在陽離子中只有釩p(Ⅴ)具有類似的催化化學發光性質，因而反應的選擇性較高。干擾離子主要有鎳(Ⅱ)、鈷(Ⅱ)、鉻(Ⅲ)、銅(Ⅱ)、錳(Ⅱ)等，以及大量的有機物，它們對發光反應起抑制作用，而高錳酸根、次氯酸根、六氰化鐵絡離子(Ⅲ)、碘等能直接氧化魯米諾產生化學發光，具有正的干擾。然而，在己內酰胺中這些干擾并不具有實際意義。

3 試樣分析

稱取25.0g己內酰胺試樣，用水溶解并定容至50mL。準確吸取該試液1.0mL于50mL石英坩堝中，先在電熱板上蒸發，然后放入馬弗爐于800oC灰化，取出，冷卻后加入 5滴濃鹽酸（優級純），加熱蒸發近干，用水溶解并轉移到50mL容量瓶中，用稀氨水調節pH值為4.5左右，以水稀釋至刻度，搖勻。同法做一空白。

準確吸取上述處理好的己內酰胺試液5.0mL于25mL容量瓶中，加 1.0mL0.1%的亞硫酸氫鈉溶液以水稀釋到刻度，搖勻。按照實驗方法測定試液的化學發光強度。用標準加入法或工作曲線法求出試樣中鐵的含量，其結果見表1。

表1

從以上結果看出，此法的靈敏度和準確度都較高,選擇性好,操作簡單、快速，能滿足己內酰胺中痕量鐵測定的要求。

[1] 張圣麟，徐燏，王紹領. 化工分析技術[M]. 北京：化學工業出版社，2008.

[2] 黃一石. 儀器分析[M]. 北京：化學工業出版社，2002.

[3] 申秀民. 化學綜合實驗[M]. 北京：北京師范大學出版社, 1998.

[4] 李志林, 馬志領, 翟永清. 無機及分析化學實驗[M].北京：化學工業出版社，2007.

Determination of Trace Iron in Caprolactam by Chemiluminescence Method

CHEN Lin-ying
(Sichuan Salt School, Zigong 643000, China)

Based on the chemiluminescence reaction of luminol and dissolved oxygen catalyzed by ferrousion, the trace iron was determined with discrete sampling chemiluminescent analyzer. The sensitivity and selectivity of this method was good.

chemiluminescence reaction; trace iron; luminol; dissolved oxygen

O 657.3

A

1671-9905(2010)08-0045-02

陳林英（1964-），女，大學專科，化學實驗師，地址：四川貢自貢市大安寨四川省鹽業學校，電話：13990073053

2010-03-03