鄰二氮菲光度法測定氰氨化鈣中的鐵離子含量

鄭盛美 何 鳴

（浙江巨化電石有限公司，浙江 衢州 324004）

氰氨化鈣（俗名石灰氮）在工業上用于制造氰熔體、雙氰銨等化工原料，農業上用于作堿性緩效含氰肥料。氰氨化鈣中的三氧化二鐵可用氧化還原法測定，但該方法使用氯化汞溶液（劇毒溶液），操作復雜，終點不明顯，易造成測定結果偏差。

亞鐵離子在pH=3～9 的溶液中與鄰二氮菲生成穩定的橙紅色絡合物，此絡合物最大吸收波長在510 nm 處，其摩爾吸收系數ε510=1.1×104，可將鐵離子通過還原劑還原亞鐵離子測定[1-2]。鄰二氮菲光度法測定亞鐵離子靈敏度高、可靠，毒害性小，可以應用測定氰氨化鈣中的鐵離子含量。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

2 mol/L 鹽酸溶液，質量濃度分別為10.0、100 mg/L 的鐵標準溶液，質量分數分別為0.15%鄰二氮菲水溶液、10%鹽酸羥胺水溶液，pH 為4.6 的HAc-NaAc 緩沖溶液，去離子水。

722 型分光光度計，等。

1.2 實驗方法

稱取0.2 g（精確至0.1 mg）試樣于250 mL 燒杯中，加少量水濕潤，加入鹽酸（1+1）15 mL，再加水50 mL，加熱煮沸10 min，趁熱過濾定容至250 mL 容量瓶中。吸取5.00 mL 試樣于50 mL 容量瓶中，加入質量分數10%的鹽酸羥胺溶液1 mL，搖勻，再加入pH為4.6 的HAc-NaAc 緩沖溶液5 mL 及質量分數0.15%的鄰二氮菲水溶液2 mL，用水稀釋，在510 nm 波長下，測定其吸光度A，同時進行試劑空白試驗，測定其吸光度A0，試樣實際吸光度為ΔA=A-A0。

2 結果與討論

2.1 光度法反應條件的選擇

2.1.1 吸收曲線

準確吸取質量濃度10.0 mg/L 鐵標準溶液4.0 mL 于50 mL 容量瓶中，加入質量分數10%鹽酸羥胺溶液1 mL，搖勻，再加入pH 為4.6 的HAc-NaAc緩沖溶液5 mL 及質量分數0.15%的鄰二氮菲水溶液2 mL，以不含鐵的蒸餾水為參比，用2 cm 比色皿，在波長450～550 nm 內，每隔10 nm 測量1 次吸光度。在峰值附近，每隔5 nm 測量1 次。結果如圖1。

圖1 吸收曲線Fig 1 Absorption curve

從圖1 可知，吸收曲線在510 nm 處有最大吸收度，選用510 nm 作為測定波長。

2.1.2 顯色劑用量的影響

對樣品加入不同體積V 的顯色劑鄰二氮菲進行顯色反應，在510 nm 波長下依次測定其吸光度，結果如圖2。

圖2 顯色劑用量的影響Fig 2 The influence of chromogenic agent

從圖2 可知，顯色劑用量為1～3 mL 時，吸光度已經趨向穩定，所以選擇顯色劑用量為中間點2 mL。

2.1.3 有色（配合物）溶液的穩定性試驗

將已顯色反應的樣品，在波長510 nm 處測定吸光度隨放置時間的變化，結果如表1。

表1 吸光度與放置時間的關系Tab 1 The relationship of absorbance and storage period

從表1 可知，放置2～7 min 時吸光度最穩定，故選擇實驗的時間為5 min。

2.2 工作曲線

取50 mL 容量瓶7 只，分別準確加入10.0 mg/L鐵標準溶液0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL，再于各容量瓶中分別加入質量分數10%的鹽酸羥胺溶液1 mL，搖勻，再加入pH 為4.6 的HAc-NaAc 溶液5 mL 及質量分數0.15%的鄰二氮菲水溶液2 mL，用水稀釋，以試劑空白為參比，在510 nm 波長下測定其吸光度[3-4]。結果如圖3。

圖3 工作曲線Fig 3 Working curve

從圖3 可知，Fe3+的質量濃度在0.00～2.00 mg/L時呈良好的線性關系。可由此工作曲線確定待測試樣中鐵的含量。

2.3 樣品反應條件的選擇

2.3.1 稱樣量的選擇

將同一樣品分別稱取不同樣品量，測定吸光度，計算鐵離子含量，結果如表2。

表2 稱樣量的選擇Tab 2 Choice of sample quality

從表2 可知，稱樣量為0.2 g 時，吸光度在0.2～0.7 內，滿足分析要求。但稱樣量太大，溶解、洗滌比較困難，選用0.2 g 為宜。

2.3.2 溶劑的選擇

在同一樣品中分別用（1+1）HCl 和濃HCl 分別進行溶解，測定鐵含量，結果如表3。

表3 加入酸含量的選擇Tab 3 Choice of adding acid content

從表3 可知，（1+1）HCl 重現性好，吸光度在0.2～0.7，滿足分析要求。故選用（1+1）鹽酸作為樣品溶劑。

2.3.3 溶劑加入量的選擇

稱取0.2 g 樣品，分別加入3、5、10、15、20、25 mL 的（1+1）鹽酸進行溶解，測定各樣品的吸光度，結果如表4。

表4 溶解劑加入量Tab 4 Adding amount of solvent precipitant

從表4 可知，加入10～25 mL 鹽酸都已充分溶解，故選用（1+1）鹽酸15 mL 為溶劑體積。

2.3.4 加熱時間的選擇

氰氨化鈣是黑色固體，加熱煮沸能促進其溶解，用同一樣品，加酸溶解后進行不同加熱煮沸時間試驗，結果如表5。

表5 加熱時間分析Tab 5 Analysis of heating time

從表5 可知，加熱煮沸時間在10 min 時，溶解最完全，選定10 min 為加熱煮沸時間。2.3.5 移取試液體積的選擇

樣品含量大于100 mg/L，需要對樣品進行稀釋測定。分別移取不同體積的試液，測定鐵含量，結果如表6。

表6 試液體積分析Tab 6 Analysis of tess liquid volume

從表6 可知，5 mL 時吸光度在工作曲線的中間點，相對誤差小，故選用5 mL 為移取試液體積。

2.3.6 精密度實驗

樣品分析按實驗方法進行，結果見表7。

表7 樣品測定結果Tab 7 Determination results of samples

從表7 可知，標準偏差小于0.01%，方法精密度較好。

2.3.7 加標回收率實驗結果

對同一樣品加入不同量質量濃度100 mg/L 的鐵標液，測定其含量，結果如表8。

表8 加標回收率結果Tab 8 Standard addition recovery results

從表8 可知，加標回收率為98.9%～100.3%，符合分析要求，方法準確度好。

3 結論

實驗結果表明，鄰二氮菲光度法能夠準確測定氰氨化鈣中的鐵含量，線性良好，相關系數0.999 1，加標回收率為98.9%～100.3%，相對偏差小于1.16%，方法操作簡單，毒害性小，可以滿足環保與實際工作需要。

[1]胡曼羅.分析化學[M].北京：機械工業出版社,1988.

[2]劉珍.化驗員讀本[M].北京：化學工業出版社,2004：132-134.

[3]穆華榮,陳志超.儀器分析實驗[M].2 版.北京：化學工業出版社,2004：23-31.

[4]劉世純.實用分析化驗工讀本[M].北京：化學工業出版社,1999：116-128.