煤气水中总铁离子及钙离子的分析

张 谦，韩大明，高 峰

（河南义马气化厂，河南 义马 472300）

总铁离子及钙离子是煤气水的重要指标，其含量高低可以反映管道的腐蚀结垢情况，d煤加压气化产生的煤气水中含有大量的油、尘、酚、氨等物质，颜色呈深红色，现有铁离子、钙离子的分析方法均要求试样为无色，若测定煤气水中的铁离子及钙离子首先要排除油、尘、酚、氨等的干扰，故须建立新的煤气水中总铁离子及钙离子的分析方法。

1 实验部分

实验原理：总铁离子的测定：用抗坏血酸将煤气水中的Fe3+还原为Fe2+，在pH值为2.5～9时，Fe2+可与邻菲罗啉生成橙红色络合物，在最大吸收波长510nm处，用分光光度计测其吸光度[1-3]。

反应式为：

Ca2+的测定：在pH值为12～13时，以钙-羧酸为指示剂，采用EDTA滴定法测定水样中的Ca2+含量。滴定时EDTA与Ca2+反应形成络合物，溶液颜色由紫红色变为亮蓝色即为终点。

1.1 仪器与试剂

水浴锅；高温炉；VIS-723型分光光度计。

HCl（1+5）；H2SO4（1+35）；抗坏血酸；乙酸-乙酸钠缓冲溶液（pH值为 4.5）；2.0g·L-1邻菲罗啉；1.0mg·mL-1铁标准溶液；1.0mg·mL-1钙标准溶液;（1+2）三乙醇胺溶液；200g·L-1KOH溶液；钙-羧酸指示剂（称取0.2g钙-羧酸指示剂[2-羟基-1-（2-羟基-4-磺基-1-萘偶氮）-3-萘甲酸]与100gKCl混合研磨均匀，贮存于广口瓶中）；0.01mol·L-1乙二胺四乙酸（EDTA）。

1.2 总铁的测定

分别取 0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL 铁标准工作液于7个100mL容量瓶中，加水至约40mL，加入0.5mLH2SO4溶液，调pH值近2，加入3.0mL抗坏血酸，10.0mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液，5.0mL邻菲罗啉溶液，用水稀释至刻度，摇匀，室温下放置15min，用分光光度计于510nm，3cm比色皿，以试剂空白调零测其吸光度。以测得的吸光度为纵坐标，相应的Fe2+含量为横坐标绘制工作曲线。

取100mL煤气水试样，放入150mL的蒸发皿中在水浴上蒸干，经过550℃灼烧后用盐酸溶解定容到100mL容量瓶中，取25mL试液于100mL比色管中，调节pH值到中性。加0.5mLH2SO4溶液，调pH值近2，加3.0mL抗坏血酸，10.0mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液，5.0mL邻菲罗啉溶液，用水稀释至刻度，摇匀，室温下放置15min，用分光光度计于510nm，3cm比色皿，以试剂空白调零测其吸光度。

煤气水中总铁含量X按下式计算：

式中m:从标准曲线中查得的Fe2+质量；V：所取煤气水试样的体积,mL。

1.3 Ca+的测定

取100mL煤气水试样，放入150mL的蒸发皿中在水浴上蒸干，后经过550℃灼烧后用HCl溶解定容到100mL容量瓶中，取25mL试液于100mL比色管中，调节pH值到中性。加入3mL三乙醇胺溶液，8mL KOH溶液，再加约0.2g钙-羧酸指示剂，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫色变为亮蓝色即为终点。

煤气水中Ca2+含量X1按下式计算：

式中 C：EDTA 标准滴定溶液的浓度，mol·L-1；V1：滴定消耗的EDTA标准滴定溶液的体积，mL；V：所取煤气水试样的体积，mL；40.08：Ca2+的摩尔质量，g·mol-1。

1.4 总铁离子加标回收试验

在含铁试样1、2、3中分别加入2mL铁标准溶液，按铁离子测定方法进行测定，计算加标回收率。

1.5 Ca2+加标回收试验

在含钙试样1、2、3中分别加入2mL钙标准溶液，按Ca2+测定方法进行测定，计算加标回收率。

2 结果与讨论

按照铁离子测定方法进行的加标回收试验结果见表1。

由表1可以看出，利用邻菲罗啉分光光度法测定总铁离子，加标回收率均达到90%以上，该方法适用于测定煤气水中的总铁离子。

表1 总铁离子加标回收测定结果Tab.1 Determination results of total iron ion recovery

按照Ca2+测定方法进行的加标回收试验结果见表2。

表2 Ca2+加标回收测定结果Tab.2 Determination results of calcium ion recovery

由表2可以看出，利用EDTA滴定法测定煤气水中的Ca2+，加标回收率同样达到90%以上，该方法适用于测定煤气水中的Ca2+。

3 结论

利用邻菲罗啉分光光度法测定总铁离子，EDTA滴定法测定Ca2+，方法简便、快速且准确率高，容易操作，该两种方法分别适用于测定煤气水中的总铁离子及Ca2+。

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