树脂相分光光度法测定水中微量铁

彭 兰 黄维红 鄢丽华 李晓波

（湖北兴山县人民医院，湖北兴山 443700）

树脂相分光光度法测定水中微量铁

彭 兰 黄维红 鄢丽华 李晓波

（湖北兴山县人民医院，湖北兴山 443700）

建立了一种测定微量铁的树脂相分光光度法。在碱性介质中，铁（Ⅱ）与巴比妥酸（BA）-NO2-体系反应形成一种稳定的兰色配阴离子，其最大吸收波长位于635 nm处，该配阴离子能被阴离子交换树脂完全吸附，且树脂相在635 nm处的吸光度与铁含量在0～25 μg／（25 mL)的范围内呈良好的线性关系。方法应用于水样中微量铁的测定，其结果与原子吸收光谱法相吻合，加标回收率为96%～102%，相对标准偏差（RSD)为3.2%～4.8%（n=5)。

铁 巴比妥酸 树脂相 光度法 配阴离子

生活饮用水中的铁含量过高，会使洗过的衣服和生活用品（如瓷器）发生斑点，含量达1～2 mg／L时会产生苦涩味［1］，因此，生活饮用水卫生标准规定铁的限值为0.30 mg／L。铁含量测定方法主要有火焰原子吸收光谱法（FAAS，包括直接法、萃取法和共沉淀富集法）、邻菲罗啉（phen）光度法、等离子体原子发射光谱法（IEC-AES）和等离子体质谱法（IEC-MS）等［2］，但直接 FAAS和邻菲罗啉光度法的灵敏度偏低，萃取和共沉淀富集FAAS操作繁杂费时，IEC-AES和IEC-MS仪器价格昂贵难以普及应用。树脂相光度法是集分离富集与显色测试于一体而具有良好的选择性和较高的灵敏度的一种固相光度法，曾应用于多种金属离子的定量分析，其中测定铁的体系主要有TritonX-100-SCN-显色体系［3］、5-Cl-PADAB 显色体系［4］、邻苯二酚紫显色体系［5］等。根据碱性介质中Fe（Ⅱ）与巴比妥酸-NO2-体系反应形成一种稳定的兰色配阴离子，该配阴离子能被阴离子交换树脂完全吸附，且树脂相在635 nm处的吸光度与铁含量在一定的范围内呈良好的线性关系的原理［6］，笔者经试验建立了一种测定微量铁的巴比妥酸-NO2-显色体系树脂相光度法。该方法具有灵敏度较高、选择性及重现性良好、操作简便快速、无需贵重仪器等优势。方法应用于水样中微量铁的测定，结果令人满意。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

紫外可见分光光度计：TU-1810SPC型，北京普析通用仪器有限公司；

原子吸收光度计：WFX-1E2型，北京瑞利仪器公司；

酸度计：pHS-3C型，上海雷磁仪器公司；

铁标准溶液（GBW08616）：1.000 g／L和10.0 mg／L，国家标准物质中心；

巴比妥酸（BA）溶液：0.05 mol／L（用热水溶解）；

抗坏血酸（AA）溶液：0.05 mol／L；

亚硝酸钠溶液：0.10 mol／L；

硼砂-NaOH缓冲溶液：pH 10.0。

1.2 实验方法

于100 mL烧杯中加入0～25.0 μg铁（Ⅱ）标准溶液或适量样品溶液（含铁量小于25 μg）并补充纯水至20 mL，加入BA溶液1.5 mL和亚硝酸钠溶液1.0 mL混匀，加入AA溶液0.50 mL混匀，加入缓冲溶液2.0 mL混匀，放置15 min，加入1.00 g树脂在磁力搅拌器上搅拌吸附15 min，将树脂填入5 mm比色皿（填充完毕，轻轻扣击比色皿20次左右），以试剂空白树脂为参比，于635 nm处测定吸光度，以工作曲线法进行铁定量。

2 结果与讨论

2.1 吸收光谱

试剂空白及Fe（Ⅱ）配阴离子树脂的最大吸收波长分别位于545 nm和635 nm，Δλ=90 nm，吸收光谱见图1。

2.2 酸度的影响及缓冲溶液的用量

试验表明，水相在pH 6～12体系均可发生配合反应，但在pH 9～11树脂相有最大且稳定的吸光度。本法以pH 10.0的硼砂-NaOH缓冲溶液进行试验，其用量在1.50～2.50 mL树脂相有最大且稳定的吸光度，因此实验确定缓冲溶液用量为2.0 mL。

2.3 巴比妥酸和亚硝酸钠溶液用量

试验表明：5.0×10-2mol／L的BA溶液和0.10 mol／L的亚硝酸钠溶液用量分别为1.0～2.0 mL和0.75～1.25 mL时，树脂相有最大且稳定的吸光度，因此实验分别选用1.50 mL 5.0×10-2mol／L的BA溶液和1.0 mL 0.10 mol／L的亚硝酸钠溶液。

2.4 AA的影响及用量

在本实验条件下，由于Fe（Ⅱ）容易水解而使Fe（Ⅱ）配阴离子的稳定性较差，适量的AA可提高Fe（Ⅱ）配阴离子的稳定性，同时可将Fe（Ⅲ）还原成Fe（Ⅱ），实验选用0.05 mol／L的AA溶液用量为0.50 mL。

2.5 显色及吸附时间

试验表明，室温下体系在10～15 min即可显色完全，在10 min内随着树脂吸附时间的延长吸光度快速上升，当吸附时间超过10 min以后吸光度趋于稳定。为使显色和吸附完全，显色及吸附时间均选择为15 min。

2.6 树脂的用量

在固定交换体积和比色皿厚度等情况下，树脂用量过大（大于2 g），方法的线性范围变宽，但灵敏度降低；反之，树脂用量过少（小于1 g），则方法的灵敏度提高，但线性范围变窄，且树脂用量太少将不足以填满比色皿，综合考虑方法的线性范围和灵敏度，选定树脂用量为1.00 g，对于5 mm比色皿1.00 g也足够填充。

2.7 线性回归方程及方法的检出限

铁（Ⅱ）含量c在0～25.0 μg／(25 mL)范围内符合比耳定律，线性回归方程为A=0.048 6c+0.046 4，r=0.999 3。由曲线斜率法求得的表观摩尔吸光系数ε=1.36×105L／（mol·cm），是水相光度法［6］的 7.5倍。以吸光度为0.01、取水样量为20.0 mL计，本法的检出限为0.01 mg／L。

2.8 共存物质的影响

当测定10.0 μg铁（Ⅱ）时，测量误差在±5%范围内允许下述物质（以mg计）共存：K+、柠檬酸钠 (0.20)；Cd2+(0.02)；As( Ⅲ )、Hg2+(0.10)；Cr( Ⅵ )、Cu2+、Ni2+(0.04)。由此可见方法的选择性良好。

2.9 样品分析与回收试验

取混匀水样（河水、自来水）200 mL加入1.0 mol／L的盐酸0.6～0.8 mL并加热浓缩至80 mL左右，冷却后定容至100 mL。每次分取10～20 mL样液（含铁小于25μg）按照实验方法测定铁并进行加标回收试验，同时用火焰原子吸收光谱法［2］进行对照分析，样品分析结果见表1。从表1可知，本法测定结果准确、可靠，且与火焰原子吸收光谱法测定结果基本一致。

表1 样品分析结果

3 结语

建立了铁（Ⅱ）-BA-NO2-显色树脂相光度测定水中微量铁的新方法。方法具有良好的选择性和重现性，灵敏度优于FAAS和phen光度法，且无需特殊贵重的仪器，适合于基层实验室用于水中微量铁的测定。该体系可否用于微量BA的树脂相光度法测定有待进一步研究。

［1］陈亚妍，张宏陶，陈守建，等.生活饮用水检验规范注解［M］.重庆：科学文献出版社，2001： 32.

［2］GB／T 5750.6-2006 生活饮用水标准检验法［S］.

［3］刘颖，宝迪，嘎日迪，等.用硫氰酸盐树脂相分光光度法测定微量Fe（Ⅲ）［J］.黄金，2000，21(8)： 45-47.

［4］宝迪，萨仁，李景峰，等.5-Cl-PADAB显色树脂相分光光度法测定蒙药中微量Fe（Ⅲ）的研究［J］.光谱学与光谱分析，2003，23(1)： 119-200.

［5］吕明，唐璐.离子交换树脂相分光光度法测定水中痕量铁［J］.冶金分析，2008，28(3)： 75-77.

［6］黄选忠.铁（Ⅱ）-巴比妥酸-NO2-显色反应的研究与应用［J］.化学计量，1996，5(2)： 31-32，48.

DETERMINATION OF IRON IN WATER BY RESIN PHASE SPECTROPHOTOMETRY

Peng Lan, Huang Weihong, Yan Lihua, Li Xiaobo
(The People’s Hospital of Xingshan County, Xingshan Hubei 443700, China)

ABSTRACA new method for determination of trace iron（Ⅱ） in water by the resin phase spectrophotometry with barbiuric acid-NO2-was established. In alkalescence base medium， iron（Ⅱ） reacted with barbiuric acid-NO2-to form a blue complex anion with absorption peaks at 635 nm，and it can be absorbed entirely by anion exchange resin. Linear relationship between absorbance of resin phase and mass concentration of iron was found in the range of 0-25.0 μg／(25 mL). The determination result of trace iron in water was in good agreement with that obtained by FAAS. The recoveries were 96%-102% and the RSD was 3.2%-4.8%(n=5). The method is simple and rapid, it shows satisfactory selectivity and repeatability.

iron，barbituric acid，resin phase，spectrophotometry，complex anion

2011-07-17