用邻二氮菲法测定水中总铁分析方法应用探讨

孙 丽

(江苏江阴华西钢铁有限公司，江苏江阴 214420 )

1 前言

在循环冷却水系统中，腐蚀主要以氧腐蚀为主，在敞开式循环冷却水系统中引起的危害，除了使系统的输水管道线、水冷设备的寿命减少及损坏等直接损失之外，腐蚀还造成水冷器泄漏而引起工艺介质污染和计划外的停产事故。另外腐蚀产生的锈瘤，会引起水冷器传热效率下降或管线阻碍，一般在冷却水系统中，如不使用化学处理方法，一般碳钢平均腐蚀率在70~150 mg/dm2.day范围之内，但发生点蚀的部位腐蚀速度可达到平均腐蚀率的2~10倍。【1-3】这就要求现场随时测定循环水中总铁含量。本文采用邻二氮菲法测定水中总铁，通过大量试验探寻其标准样品的工作曲线，并对其精密度、回收率以及试验样品取样方式等进行对比分析，结果表明：此法线性好，分析时间短，操作简便，便于掌握，能够满足企业实际生产需要。

2 实验部分(本法适用范围总铁小于5mg/L)

2.1 原理【4】

邻二氮菲（phen）是测定微量铁的较好试剂。在pH值2~9的溶液中，试剂与Fe2+生成稳定的红色配合物，其 lgK=21.3,摩尔吸光系数=1.1×104mol/L,其反应式如下：

此络合离子在pH值3~4.5时最为稳定，红色配合物的最大吸收峰在510 nm波长处。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。本方法选择性很高，相当于含铁量40倍的Sn2+,Al3+,Ca2+,Mg2+，Zn2+,，20 倍 Cr3+,Mn2+,,5 倍 Co2+,Cu2+等均不干扰测定。

2.2 仪器和试剂

2.2.1 723分光光度计、加热装置（电炉）、移液管（2 mL,5 mL）、容量瓶(50 mL)、锥形瓶（125 mL）等。

2.2.2 1:1盐酸(12 mol/L,分析纯)

2.2.3 1:1氨水(15 mol/L，分析纯)

2.2.410%盐酸羟胺溶液.（分析纯）

2.2.5 0.12%邻菲罗啉溶液（分析纯）

2.2.6 硫酸(95%~98%分析纯)

2.2.7 铁标准溶液【5】

称取0.7023 g硫酸亚铁铵（分析纯）溶于水，加2.5 mL硫酸，移入1000 mL容量瓶中，稀释至刻度。此溶液为1 mL含有0.1 mg铁标准溶液。吸取上述铁标准溶液10 mL，移入100 mL容量瓶中用水稀释至刻度，此溶液为1 mL含0.01 mg铁标准溶液。

2.3 分析步骤

2.3.1 标准曲线的绘制

分别吸取1 mL含有0.01 mgFe2+标准曲线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，加水至约25 mL，各加1 mL10%盐酸羟胺溶液，2 mL0.12%邻菲罗啉溶液，混匀后加7滴1:1氨水用蒸馏水稀释至50 mL定容瓶刻度线，10分钟后于510 nm处3 cm比色皿，试剂空白作参比液比色，测其吸光度，吸光度为横坐标，浓度为纵坐标，绘制标准线。具体数据见表1。

表1 吸光度实验

2.3.2水样测定

取水样50 mL于125 mL锥形瓶中加1滴1:1盐酸于电炉煮沸10 min（以体积约至10 mL为主），取下稍冷加1 mL10%盐酸羟胺，2 mL0.12%邻菲罗啉，7滴1:1氨水，10 min后以试剂空白作参比液，波长510 nm处3 cm比色皿比色。四种水样主要成分见表2。

表2 四种水样主要成分

3 结果与讨论

3.1 线性关系实验

图1为实验总铁工作曲线(x为吸光度abs，y为浓度mg/L)

图1 实验总铁工作曲线

在标样1 mL含有0.01 mgFe2+浓度区间分别取(0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5)mL，以样品吸光度为横坐标，浓度为纵坐标作标准曲线，得回归曲线y=1.6862x-0.0013，R=0.9992497 表明线性很好.

3.2 精密度实验

对同一浓度分别进行9次测定，结果见表3。

表3 精密度实验测量数据

平均偏差d为0.02 mg/L，相对标准偏差RSD为4.02%。表明重现性好,精密度高.

3.3 稳定性试验

取四种水样分别放置不同时间测定其浓度，结果见表4。经过多次稳定性试验观察，总铁比色时间放置10~15 min为宜,超过此时间段,结果均不稳定。

表4 稳定性试验

2.4 不同取样方式对测定结果的影响

取样时，水样一定要摇匀，有的水样上层液和摇匀后的总铁相差很多。因此，取样时一定摇匀后马上吸取，其实验见表5。

表5 不同取样方式的总铁测定结果 mg/L

3.5 回收率实验

准确移取5个不同浓度水样，分别加入标准溶液（ρ=1.00 mg/L），作加标回收率实验，其实验见表6。回收率为95.00%~102.00%,表明系统误差小。

表6 回收率实验（n=5）

4 实验结论

4.1 用邻二氮菲法测定水中总铁，标定工作曲线时，在回归曲线方程（y=ax+b,r）中，当b趋近于0，r趋近于1时，a区间应为[1.6,1.7），线性良好，9次平行测定平均偏差为0.02 mg/L，重现性好，相对标准偏差4.02%,，精密度高，最佳比色时间为10~15 min，5个不同样品的加标回收率为 95.00%~102.00%相对标准偏差为0.51%~2.33%，表明此方法可靠。

4.2 不同取样方式对结果有影响，因此，取样时一定摇匀后马上吸取。

通过工作实践及实验表明：此法测定结果可靠，重现性好，分析时间短，操作简便便于掌握，可满足企业实际生产需要。

[1]俞英明.水分析化学[M]北京:冶金工业出版社,2001.

[2]杭州大学化学系分析化学教研室.分析化学手册.(第一、二版).第一分册.基础知识与安全知识.北京:化学工业出版社,1979.

[3]化学工业标准汇编.《.水处理剂与工业用水水质分析方法》【M】.北京：中国标准出版社，2008.

[4]袁一主编.化学工程师手册.北京:机械工业出版社,1999

[5]黄君礼.水分析化学[M].3版.北京:中国建筑工业出版社,2008.