用鄰二氮菲法測定水中總鐵分析方法應(yīng)用探討

孫 麗

(江蘇江陰華西鋼鐵有限公司，江蘇江陰 214420 )

1 前言

在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，腐蝕主要以氧腐蝕為主，在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中引起的危害，除了使系統(tǒng)的輸水管道線、水冷設(shè)備的壽命減少及損壞等直接損失之外，腐蝕還造成水冷器泄漏而引起工藝介質(zhì)污染和計劃外的停產(chǎn)事故。另外腐蝕產(chǎn)生的銹瘤，會引起水冷器傳熱效率下降或管線阻礙，一般在冷卻水系統(tǒng)中，如不使用化學(xué)處理方法，一般碳鋼平均腐蝕率在70~150 mg/dm2.day范圍之內(nèi)，但發(fā)生點蝕的部位腐蝕速度可達(dá)到平均腐蝕率的2~10倍。【1-3】這就要求現(xiàn)場隨時測定循環(huán)水中總鐵含量。本文采用鄰二氮菲法測定水中總鐵，通過大量試驗探尋其標(biāo)準(zhǔn)樣品的工作曲線，并對其精密度、回收率以及試驗樣品取樣方式等進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明：此法線性好，分析時間短，操作簡便，便于掌握，能夠滿足企業(yè)實際生產(chǎn)需要。

2 實驗部分(本法適用范圍總鐵小于5mg/L)

2.1 原理【4】

鄰二氮菲（phen）是測定微量鐵的較好試劑。在pH值2~9的溶液中，試劑與Fe2+生成穩(wěn)定的紅色配合物，其 lgK=21.3,摩爾吸光系數(shù)=1.1×104mol/L,其反應(yīng)式如下：

此絡(luò)合離子在pH值3~4.5時最為穩(wěn)定，紅色配合物的最大吸收峰在510 nm波長處。水中三價鐵離子用鹽酸羥胺還原成亞鐵離子，即可測定總鐵。本方法選擇性很高，相當(dāng)于含鐵量40倍的Sn2+,Al3+,Ca2+,Mg2+，Zn2+,，20 倍 Cr3+,Mn2+,,5 倍 Co2+,Cu2+等均不干擾測定。

2.2 儀器和試劑

2.2.1 723分光光度計、加熱裝置（電爐）、移液管（2 mL,5 mL）、容量瓶(50 mL)、錐形瓶（125 mL）等。

2.2.2 1:1鹽酸(12 mol/L,分析純)

2.2.3 1:1氨水(15 mol/L，分析純)

2.2.410%鹽酸羥胺溶液.（分析純）

2.2.5 0.12%鄰菲羅啉溶液（分析純）

2.2.6 硫酸(95%~98%分析純)

2.2.7 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液【5】

稱取0.7023 g硫酸亞鐵銨（分析純）溶于水，加2.5 mL硫酸，移入1000 mL容量瓶中，稀釋至刻度。此溶液為1 mL含有0.1 mg鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液。吸取上述鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液10 mL，移入100 mL容量瓶中用水稀釋至刻度，此溶液為1 mL含0.01 mg鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.3 分析步驟

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別吸取1 mL含有0.01 mgFe2+標(biāo)準(zhǔn)曲線0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 mL 于 8 只 50 mL 容量瓶中，加水至約25 mL，各加1 mL10%鹽酸羥胺溶液，2 mL0.12%鄰菲羅啉溶液，混勻后加7滴1:1氨水用蒸餾水稀釋至50 mL定容瓶刻度線，10分鐘后于510 nm處3 cm比色皿，試劑空白作參比液比色，測其吸光度，吸光度為橫坐標(biāo)，濃度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)線。具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 吸光度實驗

2.3.2水樣測定

取水樣50 mL于125 mL錐形瓶中加1滴1:1鹽酸于電爐煮沸10 min（以體積約至10 mL為主），取下稍冷加1 mL10%鹽酸羥胺，2 mL0.12%鄰菲羅啉，7滴1:1氨水，10 min后以試劑空白作參比液，波長510 nm處3 cm比色皿比色。四種水樣主要成分見表2。

表2 四種水樣主要成分

3 結(jié)果與討論

3.1 線性關(guān)系實驗

圖1為實驗總鐵工作曲線(x為吸光度abs，y為濃度mg/L)

圖1 實驗總鐵工作曲線

在標(biāo)樣1 mL含有0.01 mgFe2+濃度區(qū)間分別取(0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5)mL，以樣品吸光度為橫坐標(biāo)，濃度為縱坐標(biāo)作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸曲線y=1.6862x-0.0013，R=0.9992497 表明線性很好.

3.2 精密度實驗

對同一濃度分別進(jìn)行9次測定，結(jié)果見表3。

表3 精密度實驗測量數(shù)據(jù)

平均偏差d為0.02 mg/L，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為4.02%。表明重現(xiàn)性好,精密度高.

3.3 穩(wěn)定性試驗

取四種水樣分別放置不同時間測定其濃度，結(jié)果見表4。經(jīng)過多次穩(wěn)定性試驗觀察，總鐵比色時間放置10~15 min為宜,超過此時間段,結(jié)果均不穩(wěn)定。

表4 穩(wěn)定性試驗

2.4 不同取樣方式對測定結(jié)果的影響

取樣時，水樣一定要搖勻，有的水樣上層液和搖勻后的總鐵相差很多。因此，取樣時一定搖勻后馬上吸取，其實驗見表5。

表5 不同取樣方式的總鐵測定結(jié)果 mg/L

3.5 回收率實驗

準(zhǔn)確移取5個不同濃度水樣，分別加入標(biāo)準(zhǔn)溶液（ρ=1.00 mg/L），作加標(biāo)回收率實驗，其實驗見表6。回收率為95.00%~102.00%,表明系統(tǒng)誤差小。

表6 回收率實驗（n=5）

4 實驗結(jié)論

4.1 用鄰二氮菲法測定水中總鐵，標(biāo)定工作曲線時，在回歸曲線方程（y=ax+b,r）中，當(dāng)b趨近于0，r趨近于1時，a區(qū)間應(yīng)為[1.6,1.7），線性良好，9次平行測定平均偏差為0.02 mg/L，重現(xiàn)性好，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差4.02%,，精密度高，最佳比色時間為10~15 min，5個不同樣品的加標(biāo)回收率為 95.00%~102.00%相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.51%~2.33%，表明此方法可靠。

4.2 不同取樣方式對結(jié)果有影響，因此，取樣時一定搖勻后馬上吸取。

通過工作實踐及實驗表明：此法測定結(jié)果可靠，重現(xiàn)性好，分析時間短，操作簡便便于掌握，可滿足企業(yè)實際生產(chǎn)需要。

[1]俞英明.水分析化學(xué)[M]北京:冶金工業(yè)出版社,2001.

[2]杭州大學(xué)化學(xué)系分析化學(xué)教研室.分析化學(xué)手冊.(第一、二版).第一分冊.基礎(chǔ)知識與安全知識.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1979.

[3]化學(xué)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編.《.水處理劑與工業(yè)用水水質(zhì)分析方法》【M】.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

[4]袁一主編.化學(xué)工程師手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999

[5]黃君禮.水分析化學(xué)[M].3版.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.