14.总铁离子的测定

甲      邻菲罗啉分光光度法

本方法适用于循环冷却水和天然水中总铁离子的测定,其含量小于 1mg/L。

1.原理

亚铁离子在 pH 值 3~9 的条件下,与邻菲罗啉(1,10-二氮杂菲)反应,生成桔红色络 合离子:
3C12H8N2+Fe2+→[Fe(C12H8N2)3]2+

此络合离子在 pH 值 3~4.5 时最为稳定。
水中三价铁离子用盐酸羟胺还原成亚铁离子,即可测定总铁。

2.试剂

2.1  1+1 盐酸溶液。
2.2   1+1 氨水。
2.3  刚果红试纸。
2.4  10%盐酸羟胺溶液。
2.5   0.12%邻菲罗啉溶液。
2.6  铁标准溶液的配制
称取 0.864g 硫酸铁铵[FeNH4(SO4)2·12H2O]溶于水,加 2.5mL 硫酸,移入 1000mL 容量瓶 中,稀释至刻度。此溶液为 1mL 含 0.1mg 铁标准溶液。
吸取上述铁标准溶液 10mL,移入 100mL 容量瓶中用水稀释至刻度,此溶液为 1mL 含 0.01mg 铁标准溶液。

3.仪器

分光光度计。

4.分析步骤

4.1 标准曲线的绘制
分别吸取 1mL 含 0.01mg 铁标准溶液 0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0mL 于 6 只 50mL 容量 瓶中,加水至约 25mL,各加 1 毫米长的刚果红试纸,在试纸呈蓝色时,各瓶加 1mL10%盐 酸羟胺溶液, 2mL0.12%邻菲罗啉溶液,混匀后用 1+1 氨水调节使刚果红试纸呈紫红色,再 加 1 滴 1+1 氨水,使试纸呈红色,用水稀释至刻度。 10 分钟后于 510nm 处,用 3cm 比色皿, 以试剂空白作参比,测其吸光度,以吸光度为纵坐标,铁离子毫克数为横坐标,绘制标准 曲线。
4.2 水样的测定
取水样 50mL 于 150mL 锥形瓶中,放入 1 毫米的刚果红试纸,用 1+1 盐酸溶液调节使 水呈酸性, pH<3,刚果红试纸显蓝色。加热煮沸 10 分钟,冷却后移入 50mL 容量瓶中,加 10%盐酸羟胺溶液 1mL,摇匀, 1 分钟后,再加 0.12%邻菲罗啉溶液 2mL,用 1+1 氨水调节 pH,使刚果红试纸呈紫红色,再加 1 滴氨水,试纸呈红色后用水稀释至刻度。 10 分钟后于 510nm 处,以 3cm 比色皿,以试剂空白作参比,测其吸光度。

5、 分析结果的计算

水样中总铁离子含量 X (毫克/升),按下式计算:

式中: A——从标准曲线查得的铁离子的含量,毫克;
             VW——水样体积,毫升。

6.注释

6.1  循环冷却水中铁含量常以三氧化二铁和氢氧化铁沉淀形式存在,加盐酸煮沸以使 其溶解。
6.2  分析步骤中溶液的 pH 控制也可采用加2mL2mol/L 盐酸,在加邻菲罗啉后,再 加5mL22%醋酸铵溶液,但醋酸铵溶液应不含铁离子,否则,更换试剂时应重新绘制标准 曲线。

7.允许差

水中总铁离子含量小于1mg/L 时,平行测定两结果差不大于 0.03mg/L。

8.结果表示

取平行测定两结果算术平均值,作为水样的总铁离子含量。

乙     火焰原子吸收分光光度法

参见金属离子的测定:火焰原子吸收分光光度法。

丙     磺基水杨酸分光光度法

本方法适用于测定循环冷却水中的铁离子,其含量为 0~3mg/L。

1.方法提要

本方法系在 pH=9~11.5 时,三价铁离子能与磺基水杨酸形成比聚磷酸铁络合物更为稳 定的黄色络离子,从而消除了聚磷酸盐干扰,以分光光度法测定铁离子含量。

2.仪器与试剂

2. 1 仪器
分光光度计: 420nm
2. 2 试剂
2.2.1  磺基水杨酸: 10%水溶液;
2.2.2  氢氧化铵: 1+1 水溶液;
2.2.3  硝酸
2.2.4  盐酸: 1+1 水溶液;
2.2.5  高纯铁丝: 99.9%;
2.2.6  硫酸亚铁铵:优级纯。

3.准备工作

3. 1 铁标准溶液的配制方法:
3.1.1  准确称取高纯铁丝 0.25g 于 250mL 容量瓶中,加热 1+1 盐酸 20mL,加热使 之溶解,冷后移至 250mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,此溶液为 1mg/mL 亚铁离子,再吸 取此溶液 1mL 于 100mL 容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,即亚铁离子为 0.01mg/mL。
3.1.2  或称取 0.7020g 硫酸亚铁铵,溶于 50mL 水中,加 20mL 浓硫酸,转移入 1L 容量瓶中稀释至刻度,此溶液含亚铁离子为 0.1mg/mL,用移液管吸取此溶液 10mL 于 100mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,得亚铁离子 0.01mg/mL 溶液。
3. 2 标准曲线绘制
分别吸取 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0mL 铁标准溶液( 0.01mg/mL)于 50mL 烧杯中,各加浓硝酸 3 滴,再加水 15mL,加热煮沸约 1 分钟,冷却后转入 50mL 容量瓶中, 加 10%磺基水杨酸 5mL, 1+1 氢氧化铵 5mL,用水稀释至刻度,用试剂空白溶液作对照, 在分光光度计 420nm 波长处, 3cm 比色皿测定吸光度。以吸光度为纵坐标,铁离子含量为 横坐标,绘制标准曲线。

4.试验步骤

吸取 25mL 水样于 50mL 烧杯中,加浓硝酸 6 滴,加热煮沸 10 分钟,其余步骤同上。

5.计算

水样中铁离子含量 X( mg/L)按下式计算:

式中: a——从标准曲线上查得的毫克数;
             V——吸取水样的体积, mL。

6.允许差

6.1  水样中铁离子含量为 0.1~2.4mg/L 时,平行测定两个结果间差数,不应超过 0.04~ 0.06mg/L。
6.2  取平行测定两个结果的算术平均值,作为试样铁离子含量。