脱碳液中铁含量测定方法探讨

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(河南能源化工集团 中原大化公司，河南 濮阳 457004)

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脱碳液中铁含量测定方法探讨

李敏，白丽清，潘瑞华，董振霞，李翠英

(河南能源化工集团 中原大化公司，河南 濮阳 457004)

采用不加显色剂的脱碳液做空白，消除脱碳溶液颜色本身误差，通过与用加酸处理脱色后比色测定铁含量的方法对比，结果基本一致，简化了操作程序，提高了工作效率和结果准确性。

空白；脱碳液；加酸脱色；比色

0 前言

脱碳液中铁含量的测定，是衡量脱碳净化系统设备管道腐蚀程度的主要控制指标，我公司采用的是本菲尔脱碳液脱除CO2工艺，脱碳液主要由钾盐、DEA、钒等组成，脱碳溶液本身为黄绿色有机混合物，但在实际工艺运行中，由于设备腐蚀、DEA降解、低价钒等影响因素，使脱碳溶液发黑，对铁离子的测定产生干扰。河南能源化工集团中原大化公司在建厂以来，一直采用化学试剂相似液做参比溶液测定铁含量。但由于脱碳系统运行时间久了，脱碳溶液颜色变黑，给比色法测定铁含量带来很大干扰。本文在充分试验的基础上，确立了用不加显色试剂的脱碳溶液做参比溶液，将脱碳样品用酸脱色处理消除颜色干扰，再与分光光度法测定脱碳液中铁含量的方法进行对比，测定结果基本一致，证明此测定方法能够满足生产控制分析要求。

1 实验部分

1.1 方法原理

用盐酸羟胺将Fe3+还原为Fe2+，在pH值为2～9条件下，Fe2+与1,10-邻菲啰啉生成橙红色络合物，以不加显色剂的脱碳溶液为参比溶液，消除溶液本底误差，在波长510 nm处，用分光光度计测定吸光度，反应如下：

1.2 仪器与试剂

①UV-1700型分光光度计；②1+1 HCl；③10%盐酸羟胺：称取10 g盐酸羟胺溶于90 mL去离子水中；④5%邻菲啰啉溶液：称取5 g邻菲啰啉溶于5 mL冰醋酸的去离子水中，稀释至100 mL，储存于棕色瓶中；⑤醋酸—醋酸铵缓冲溶液：称取250 g醋酸铵溶解于150 mL蒸馏水中，加入700 mL冰醋酸，配成1 000 mL溶液；⑥冰醋酸：分析纯；⑦硫酸：分析纯；⑧高氯酸：分析纯；⑨钒标液：1 g/L；⑩30%K2CO3：称取30 g K2CO3溶解稀释于70 mL蒸馏水中；Fe标准溶液：0.1 g/L。

1.3 工作液的制备

准确称取0.702 2 g分析纯硫酸亚铁铵溶于5 mL1∶1硫酸溶液酸化的去离子水中，溶解后移入1 000 mL容量瓶中，加水稀释至刻度摇匀，此标准溶液为浓度0.1 g/L储备液。吸取上述溶液10.0 mL于100 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀，此标准溶液浓度0.01 g/L，为工作标准溶液。

1.4 标准曲线的绘制

①于6支100 mL容量瓶中分别加入0.01g/L Fe工作液0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL。②分别加入10 mL 30%K2CO3。③缓慢加入1+1 HCl溶液1 mL，不断摇动。④加入10%盐酸羟胺2 mL，置于水浴内煮沸2～3 min后取出。⑤冷却后加入pH值为4.5的缓冲溶液5 mL，5%邻菲啰啉溶液2 mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀。⑥在UV-1700分光光度计上用2 cm比色皿在510 nm处测吸光度。以铁含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，见图1，脱碳液铁标准曲线测定数据见表1。

图1 脱碳液铁标准曲线

表1 脱碳液铁标准曲线测定数据

1.5 试样的测定

1.5.1 试样溶液的制备

移取脱碳液25.0 mL，定量转移至250 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，此溶液为A试液。

1.5.2 试样的测定

用6个100 mL容量瓶，依次编号为0、1、2、3、4、5、6，加入A试液10.0 mL，各缓慢加入1 mL浓盐酸，摇匀，加入10%盐酸羟胺2 mL，在水浴锅内煮沸2～3 min，冷却后依次加入pH值为4.5的缓冲溶液5 mL，5%邻菲啰啉溶液2 mL，将试样用去离子水稀释至刻度，摇匀，在UV-1700分光光度计上，以不加邻菲啰啉0#试样为空白溶液，用2 cm比色皿在510 nm处测其吸光度值，分析结果见表2。

1.5.3 分析结果计算

式中：K—— Fe标准曲线斜率，mg/单位吸光度；

A——试样吸光度值；

VA——移取A试样的体积，mL；

ρ——脱碳液密度，kg/L；

V——移取脱碳原液的体积，mL。

2 结果与讨论

2.1 试剂空白与脱碳液原液做空白的对比试验

取5个100 mL容量瓶，编号分别为0、1、2、3、4其中0#为试剂空白，取A试液10.0 mL于1、2、3、4号100 mL容量瓶中，1、2、3、4号样品均按照1.5.2步骤进行测定，其中1#为脱碳液空白不加入邻菲啰啉显色剂，考察脱碳溶液颜色带进的误差，分析结果见表2。

表2 参比溶液含量实验数据 mg/kg

从表2数据可以看出，黑色脱碳溶液加水稀释后，变为橙红色，在510 nm处有吸收，由此引入的误差不容忽视，必须去除脱碳液本身颜色给Fe离子测定带来的干扰。

2.2 试样脱色处理后比色测定Fe含量

2.2.1 试样脱色处理

取A试样10.0 mL 5个于100 mL小烧杯中，依次加入5 mL冰醋酸，放在电炉上加热，待没有明显二氧化碳气泡时，沿壁缓慢加入2 mL浓硫酸，有大量浓烟时取下，加入1 mL高氯酸，摇匀后继续加热，待试样颜色由黑色变为黄绿色时，取下冷却，用25%NaOH溶液调节pH值为3～5，转移至100 mL容量瓶中。

2.2.2 脱色后试样的测定与1.5.2方法测定结果对比

脱色处理的溶液，按1.4标准曲线绘制步骤，以试剂空白为参比，测定试样吸光度，最后分析结果见表3。

表3 两种测定方法分析结果对比 mg/kg

从表2 数据可以看出，两种分析方法平均值误差为9.84 mg/kg，但是2.2.2方法未考虑样品处理过程中加入强酸时带进Fe离子所引入的误差。

2.2.3参比溶液误差值测定试验

取5个100 mL小烧杯，按照2.2.2过程处理后转移至100 mL容量瓶中，另取一支100 mL容量瓶，加入适量蒸馏水，以此为空白溶液，按照1.4标准曲线绘制步骤进行测定，检验脱色处理过程加酸引入误差值，测定结果见表4。

表4 脱色处理引入空白误差

从表4数据可以看出，1.2.2平均测定结果101.52 mg/kg，减去空白误差8.62 mg/kg，为92.90 mg/kg。

2.3 加标回收率的测定

取脱碳试样25.0 mL于250 mL容量瓶中，稀释至刻度，取稀释液10.0 mL加入到编号0、1、2、3、4、5、6的100 mL容量瓶中，其中3#、4#加入0.1 g/L Fe工作液0.30 mL，5#、6#加入0.50 mL，以0#为空白溶液，1#、2#为脱碳液样品，按照1.5.2分析步骤进行测定，以1#、2#脱碳液样品结果平均值为基准计算回收率结果见表5。

从表5可看出，此方法的回收率在95.06%～96.90%。

3 结论

以不加显色剂的脱碳液为空白，测定分析结果为91.68 mg/kg，加酸将脱碳液颜色脱色后比色测定的分析结果为92.90 mg/kg，两种方法测定结果相差1.22 mg/kg，相对误差1.31%，说明以不加显色剂的脱碳液为空白分析方法的准确率完全可以满足生产控制的需要。以不加显色剂的脱碳液为空白，进行回收率测定，回收率95.06% ～96.90%，符合微量分析加标回收率80%～110%的范围，而且此分析方法测定简便、快速，适用于生产控制的要求。

表5 加标回收率测定

2013-10-27

李 敏(1973-)，女，工程师，从事生产管理工作，电话： 13673020630。

O657.32

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1003-3467(2014)02-0056-02