普鲁士蓝分光光度法测定饮用水中总铁的含量*

Determination ofthe content oftotaliron in drinking water by prussian blue spectrophotometry

普鲁士蓝分光光度法测定饮用水中总铁的含量*

Determination ofthe content oftotaliron in drinking water by prussian blue spectrophotometry*

*基本项目：国家自然科学基金项目（51105130）。

**刘荣森，男，1964年出生，1983年毕业于河南师范大学化学专业，硕士，副教授。

铁是人体必需的一种金属元素，人体内缺铁会造成缺铁性贫血等疾病,影响身体健康。但饮用水中铁及其化合物含量超标对健康也会造成危害，人体铁的浓度超过血红蛋白的结合能力时，就会形成沉淀，致使肌体发生代谢性酸中毒，引起肝脏肿大，肝功能损害和诱发糖尿病。我国《生活饮用水卫生标准》规定生活饮用水铁离子含量≤0.3 mg/L。

我国城市饮用水的水源包括地下水和地上水，输送主要用的是铸铁管道，造成自来水中含有一定量的铁离子及其氧化物。若饮用水中铁含量大于0.3 mg/L时水将会变浑浊，超过1.0 mg/L时，水会带有铁腥味。因此，检测饮用水中总铁的含量具有重要的意义。

文献已报道的饮用水的测定方法有：分光光度法、分子荧光法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法和原子吸收分光光度法。利用生成普鲁士蓝的反应来间接测定饮用水中总铁含量的方法还未见报道。

一般饮用水中铁含量较低，本研究首先在样品中加入适量盐酸，加热浓缩，使铁都以离子形式存在，然后加入盐酸羟胺，使Fe3+还原为Fe2+，加入铁氰化钾，Fe2+与铁氰化钾反应生成可溶性普鲁士蓝。测定其在702 nm处的吸光度，间接测定水中总铁的含量。与其他方法相比，本法具有所用仪器简单且普及率高、灵敏度较高、试剂无毒、不污染环境、测定成本低、操作简单等优点。

1　材料与方法

1.1仪器与试剂

PHS- 3C型精密酸度计，上海大普仪器有限公司；电子天平，上海奥豪斯仪器有限公司；TU- 1900双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；722型分光光度计，上海精密科学仪器有限公司。

盐酸羟胺，AR，国药集团化学试剂有限公司，配制成质量浓度10%的溶液；铁氰化钾，AR，天津市德恩化学试剂有限公司，配制成1.50×10-3mol/L的溶液；十二水硫酸铁铵，AR，天津市光复精细化工研究所，配制成含铁10 μg/mL的标准溶液；试验用水为超纯水。

1.2试验方法

1.2.1样品处理

取自来水200.0 mL，加入20 mL 2.00 mol/L的盐酸，加热蒸发至约25 mL，用2.00 mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值为1.0，转移至50 mL容量瓶中，加入蒸馏水稀释至刻度。

1.2.2测定方法

取5.00 mL浓缩过的水样，加入到12.5 mL比色管中，加入质量浓度10%盐酸羟胺2.00 mL，1.80 mL 1.50×10-3mol/L铁氰化钾，用蒸馏水稀释至12.5 mL，室温放置20 min，测定702 nm处的吸光度。

2　结果和讨论

2.1最大吸收波长

按照1.2的试验方法，以试剂空白为参比，用TU- 1900双光束紫外可见分光光度计在500 nm～900 nm波长范围内对生成的可溶性普鲁士蓝的吸收光谱进行扫描（以试剂空白为参比），生成的可溶性普鲁士蓝的吸收光谱见图1，最大吸收波长为702 nm。

图1　吸收光谱

2.2盐酸羟胺用量的确定

盐酸羟胺具有强还原性，在常温下能把Fe3+还原为Fe2+，为使Fe3+还原完全，盐酸羟胺需过量，考察盐酸羟胺用量对吸光度的影响。按照1.2的试验方法，分别加入盐酸羟胺0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL、1.20 mL、1.60 mL、2.00 mL、2.40 mL、2.80 mL、3.20 mL，测定702 nm处的吸光度。当盐酸羟胺加入量为2.00 mL时，吸光度最大，继续增加盐酸羟胺的量，溶液的吸光度几乎保持不变。说明盐酸羟胺已把Fe3+还原完全，故选择盐酸羟胺用量为2.00 mL。

2.3铁氰化钾用量的确定

按照1.2的试验方法，分别加入铁氰化钾0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL、1.00 mL、1.20 mL、1.40 mL、1.60 mL、1.80 mL、2.00 mL、2.40 mL，考察铁氰化钾用量对溶液吸光度的影响。当铁氰化钾用量为1.80 mL时，溶液吸光度达到最大，继续增加铁氰化钾的用量，溶液吸光度几乎保持不变。因此，本试验选择1.50×10-3mol/L铁氰化钾的用量为1.80 mL。

2.4 pH值的确定

由于Fe3+易水解，考察了溶液的酸度对吸光度的影响。分别调节溶液的pH值为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0，按照1.2的试验方法，测定溶液的吸光度，当pH值为1.0时，吸光度达到最大。因此，本试验选择溶液pH为1.0。

2.5显色时间的确定

当加入铁氰化钾后，考察了放置时间分别从1 min到40 min，测定了溶液吸光度的变化，随着时间的延长，溶液吸光度逐渐增大，当放置时间为20 min时，溶液的吸光度达到最大。继续放置一段时间，溶液的吸光度几乎保持不变。因此，本试验选择显色时间为20 min。

2.6干扰物质对吸光度的影响

饮用水中含有较多离子，考察了共存离子对测定的干扰。试验表明，100倍的Ca2+、Mg2+、Mn2+、Zn2+、Al3+、Na+、K+、SiO32-、SO42-对测定无干扰，30倍的Cu2+、Cd2+、Pb2+、Hg2+对测定无干扰。因此，饮用水可以直接采用本方法进行总铁含量的测定，不需对其他离子进行掩蔽。

2.7工作曲线

配制一系列质量浓度的Fe3+标准溶液，按照1.2的试验方法测定溶液的吸光度。试验结果表明，Fe3+含量在0.03 μg/mL～8.0 0μg/mL具有良好线性关系，线性回归方程Y=0.184 6X+0.030 1，相关系数R2=0.988，摩尔吸光系数ε=1.87×104L/mol·cm。

2.8标准偏差与检出限

对11份空白溶液进行了平行试验，标准偏差为1.09×10-3，检测限为0.018 μg/mL。

2.9样品测定及回收率试验

分别测定了河南4个不同地区的城市自来水中总铁的含量。样品按照1.2的试验方法进行处理和测定，同时进行了回收率试验，结果见表1。由表

表1　样品测定结果及回收率试验（n=6）

1可知，回收率在98.6%～101.1%之间，结果令人满意。

3　结　论

利用Fe2+与铁氰化钾生成普鲁士蓝的反应间接测定饮用水中总铁的含量，此方法具有灵敏度高、仪器简单、试剂便宜、对环境无污染等优点，样品平均加标回收率为99.4%。试验结果表明，该方法可用于饮用水中总铁的测定。

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刘荣森1**张长水2
（1河南林业职业学院，河南洛阳471002）（2河南科技大学化工与制药学院，河南洛阳471003）

LIURongsen1**ZHANGChangshui2
（1Henan forestryvocational college，Henan Luoyang 471002，China）
（2College ofchemical engineeringand pharmaceutics，Henan universityofscience and technology，Henan Luoyang 471003，China）

摘要利用Fe2+与铁氰化钾反应生成可溶性普鲁士蓝，通过测定普鲁士蓝在702 nm处的吸光度，测定饮用水中总铁的含量。试验结果表明，铁含量在0.03 μg/mL~8.00 μg/mL具有良好线性关系，线性回归方程Y=0.184 6 X+0.030 1，相关系数R2=0.988，摩尔吸光系数ε=1.87×104L/mol·cm。用该方法测定了4种饮用水样品中总铁的含量，加标回收率在98.6%～101.1%之间，结果满意，可用于饮用水中总铁含量的测定。关键词饮用水；铁；普鲁士蓝；分光光度法

AbstractTakingadvantage ofthe fact Fe2+and K3［Fe(CN)6］generate soluble prussian blue, a newmethod for determination of the content of total iron in drinking water was established by measuring the generated prussian blue absorbance at 702 nm. The content of iron shows a good linear relationship with absorbance in the range of 0.03 μg/mL~ 8.00 μg/mL. The regression equation of calibration is Y = 0.184 6X + 0.030 1, the correlation coefficient is R2=0.988 and apparent molar coefficient is ε=1.87×104L/mol·cm. Total iron content in 4 drinkingwater samples was determinated bythe method and the recoveryofthe standard was in 98.6%～101.1%. The results are satisfactory, and it can be used for the determination oftotal iron in drinkingwater.

Keywordsdrinkingwater；iron；prussian blue；spectrophotometry

收稿日期：2015- 03- 11

DOI：10.3969/j.issn.1673- 6044.2015.02.014

文章编号：1673- 6044（2015）02- 0045- 03

文献标识码：A

中图分类号：TS207.5+1