三聚氰酸钠中铁含量的三种检测方法

段春霞，王韬加,乌英嘎，王 任

(中盐内蒙古化工股份有限公司 制钠厂,内蒙古 阿拉善 750336)

光度法测定铁的显色剂很多，其中1.10-菲啰啉是测定微量铁的高灵敏度和高选择性试剂，在pH值为2～9的溶液中，与Fe2+生成稳定的橙红色络合物。如果要测Fe3+应先用抗坏血酸将试液中Fe3+还原为Fe2+。为了使测定满足准确度的要求，必须选择合适的显色条件和测量条件，这些条件主要包括测定波长、显色剂用量、有色溶液稳定性、溶液酸度、干扰因素及消除等。

1 实验部分

1.1 原理

回收三聚氰酸钠中铁多呈Fe3+的形式存在，用抗坏血酸将Fe3+还原为Fe2+，在缓冲溶液维持pH值4.5的条件下，Fe2+与1，10-菲啰啉反应生成橙红色络合物，颜色的深浅与Fe2+的含量成正比，由呈现橙红色的深浅与标样比较或于分光光度计中于波长为510 nm时测定吸光度，与标准试样相比较，则可计算出铁的含量。其反应如下：

1.2 仪器与设备

分光光度计；一般实验室仪器。

1.3 标准溶液、一般溶液

(1)3 mol/L盐酸。移取36%浓盐酸255 mL，于1 000 mL容量瓶中加水稀释至刻度摇匀备用。

(2)2.5%氨水溶液。量取110 mL浓氨水，于1 000 mL容量瓶中加水稀释至刻度摇匀备用。

(3)pH值=4.5醋酸—醋酸钠缓冲溶液。6.4 g醋酸钠，加8.4 mL冰醋酸，加水稀释至100 mL，于磨口瓶中保存备用。

(4)2%抗坏血酸溶液(放置期限10 d)。2.0 g抗坏血酸溶于98 mL水中，放置期限10 d。

(5)0.2% 1.10菲啰啉溶液。0.2 g 1.10菲啰啉溶于水中，加0.1 mL 10%盐酸，用水稀释至100 mL备用。

(6)0.1 mg/mL铁标准溶液(含铁0.1 mg/mL)。称取0.863 g硫酸高铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O],溶于水中，加硫酸2.5 mL，移入1 000 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，混匀后备用。

(7)0.01 mg/mL铁标准溶液(含铁0.01 mg/mL)。准确移取10.00 mL 0.1 mg/mL铁标准溶液，放入100 mL容量瓶中稀释至刻度后摇匀备用，当日配置当日使用。

1.4 实验条件

波长，510 nm；比色池，3 cm；常用玻璃器皿，所用玻璃器皿均应经硝酸(1+1)溶液浸泡24 h以上，用时洗净。

1.5 标准曲线的绘制

于11个100 mL容量瓶中分别加蒸馏水40 mL和0.01 mg/mL铁标准溶液，0.01 mg/mL铁标准溶液的加入量分别为0.00 mL、 2.0 mL、 4.0 mL、 6.0 mL、8.0 mL、10.0 mL，用3 mol/L盐酸溶液在精密pH试纸指示下调节溶液接近pH值4.5，加2.5 mL 2%抗坏血酸溶液，加10 mL醋酸钠—醋酸缓冲溶液(pH值=4.5)和5.0 mL 0.2%菲啰啉溶液，用蒸馏水稀释至刻度，混合均匀。以蒸馏水为参比，用3 cm比色皿及波长510 nm滤光片，于分光光度计上测定标样和试剂空白吸光度，从每个标样的吸光度中减去试剂空白的吸光度的数值为纵坐标，以铁含量为横坐标，绘制标准曲线。

1.6 实验方法

1.6.1 分光光度法

用移液管准确吸取三聚氰酸钠反应液25.0 mL，放于250 mL容量瓶内，加蒸馏水稀释至刻度，混合均匀。用干燥烧杯、漏斗、中速滤纸过滤，弃去初始30 mL滤液，用移液管移取稀释过滤后的试样溶液25.0 mL，放于100 mL烧杯中，加40 mL蒸馏水，用3 mol/L盐酸和2.5%氨水调节溶液pH值，使pH值接近2.0(用精密试纸检测)，将试样溶液定量移至100 mL容量瓶中，加2%抗坏血酸2.5 mL，加10 mL醋酸—醋酸缓冲溶液(pH值=4.5)和5.0 mL 0.2%菲啰啉溶液，用蒸馏水稀释至刻度，混合均匀。以蒸馏水为参比，用3 cm比色皿及波长510 nm滤光片，于分光光度计上测定标样和试剂空白吸光度。

1.6.1.1 分析结果的表述

以质量分数表示的铁(以Fe计)含量XFe(%)按下式计算：

式中：WFe——工作曲线中的试样溶液中Fe的含量，mg；V样—— 移取试样溶液的体积，mL。

1.6.1.2 允许差

取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不应大于算术平均值的10%。

1.6.2 目视比色法

1.6.2.1 标准制备

准备11个100 mL比色管，分别加入0.00 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL、6.0 mL、7.0 mL、8.0 mL、9.0 mL、10.0 mL 0.01 mg/mL铁标准溶液，每个试管溶液中分别用3 mol/L盐酸溶液在精密pH值试纸指示下调节溶液接近pH值4.5，加2.5 mL 2%抗坏血酸溶液，加10 mL醋酸钠—醋酸缓冲溶液(pH值=4.5)和5.0 mL 0.2%菲啰啉溶液，用蒸馏水稀释至刻度，混合均匀。

1.6.2.2 样品制备

用移液管准确吸取三聚氰酸钠反应液25.0 mL，放于250 mL容量瓶内，加蒸馏水稀释至刻度，混合均匀。用干燥的烧杯、漏斗、中速滤纸过滤，弃去初始30 mL滤液，用移液管移取稀释过滤后的试样溶液25.0 mL，放于100 mL烧杯中，加40 mL蒸馏水，用3 mol/L盐酸和2.5%氨水调节溶液的pH值，使pH值接近2.0(用精密试纸检测)，将试样溶液定量的移至100 mL容量瓶中，加2%抗坏血酸2.5 mL，加10 mL醋酸—醋酸缓冲溶液(pH值=4.5)和5.0 mL 0.2%菲啰啉溶液，用蒸馏水稀释至刻度，混合均匀。

1.6.2.3 结果判断

将制备好的样品溶液与11个标准溶液分别对比，若待测溶液与其一标准溶液颜色深度一致，则说明两者浓度相等；若待测溶液颜色介于两标准溶液之间，则取其算术平均值作为待测溶液的浓度。

1.6.3 光度计比色法

(1)结果判断。测定时铁含量与吸光度值成正比，也可采用标准试样与样品试样的吸光度值按下面公式求出铁的近似含量。

(2)分析结果的表述。以质量分数表示的铁(以Fe计)的近似含量XFe(%)按下式计算：

式中：VFe——加入0.01 mg/mL Fe标准溶液的体积，mL；V样——移取试样溶液的体积，mL；Y标——加入0.01 mg/mL Fe标准溶液的体积，mL；Y样——移取试样溶液的体积，mL；Y0——加入0.01 mg/mL Fe标准溶液的体积，mL。

2 分光光度法结果与讨论

按1.6.1分光光度法制备样品，判定方法的准确度、精密度及加标回收率。

2.1 绘制曲线

按1.5方法准备标准溶液，准确移取0.00 mL、2.0 mL、4.0 mL、6.0 mL、8.0 mL、10.0 mL 0.01 mg/mL铁标准溶液， 用3 cm比色皿，以试剂空白为参比，在510 nm波长下测定各溶液的吸光度。以铁的浓度c为横坐标，吸光度A为纵坐标绘制标准曲线并计算线性方程的相关系数，给出工作曲线计算方程式(表1)。

表1 绘制曲线(n=6)Tab.1 Draw curve(n=6)

由表1数据得出线性方程的相关系数r=0.999 0,A=-2.013 4,B=248.11, 工作曲线计算方程式为: Fe(mg)=248.11x-2.01。

2.2 样品测定

同一工艺流程下取10个样品按1.6.1分光光度法制备10组样品，并按工作曲线计算方程式Fe(mg)=248.11x-2.01，计算样品中Fe含量，结果如表2。

表2 同一工艺流程下10组样品检测结果(n=10)Tab.2 Test results of 10 groups of sample under the same process flow mg·mL-1

从表2数据中可以看出，在同一实验室，由同一操作者使用相同设备，按相同的测定方法，并在短时间内对10组样品独立进行测试获得的10次独立测试结果的绝对差值不大于算术平均值的10%。

2.2 精密度试验

准确移取同一试样溶液，连续测6次，结果见表3。

表3 精密度试验结果(n=6)Tab.3 Test results of precision(n=6)

2.3 回收率试验

待测样品中分别加入250 mg/mL Fe标准溶液，仪器参数设定一致，计算回收率，方法的Fe回收率为97.6%～102.4%，测定结果满足分析要求(表4)。

表4 Fe回收率试验结果(n=5)Tab.4 Test results of Fe recovery(n=5)

综合考虑，选用分光光度法测定Fe含量能满足分析控制需要，且大大消除了系统误差。