樹脂相分光光度法測定水中微量鐵

彭 蘭 黃維紅 鄢麗華 李曉波

（湖北興山縣人民醫(yī)院，湖北興山 443700）

樹脂相分光光度法測定水中微量鐵

彭 蘭 黃維紅 鄢麗華 李曉波

（湖北興山縣人民醫(yī)院，湖北興山 443700）

建立了一種測定微量鐵的樹脂相分光光度法。在堿性介質(zhì)中，鐵（Ⅱ）與巴比妥酸（BA）-NO2-體系反應(yīng)形成一種穩(wěn)定的蘭色配陰離子，其最大吸收波長位于635 nm處，該配陰離子能被陰離子交換樹脂完全吸附，且樹脂相在635 nm處的吸光度與鐵含量在0～25 μg／（25 mL)的范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系。方法應(yīng)用于水樣中微量鐵的測定，其結(jié)果與原子吸收光譜法相吻合，加標回收率為96%～102%，相對標準偏差（RSD)為3.2%～4.8%（n=5)。

鐵 巴比妥酸 樹脂相 光度法 配陰離子

生活飲用水中的鐵含量過高，會使洗過的衣服和生活用品（如瓷器）發(fā)生斑點，含量達1～2 mg／L時會產(chǎn)生苦澀味［1］，因此，生活飲用水衛(wèi)生標準規(guī)定鐵的限值為0.30 mg／L。鐵含量測定方法主要有火焰原子吸收光譜法（FAAS，包括直接法、萃取法和共沉淀富集法）、鄰菲羅啉（phen）光度法、等離子體原子發(fā)射光譜法（IEC-AES）和等離子體質(zhì)譜法（IEC-MS）等［2］，但直接 FAAS和鄰菲羅啉光度法的靈敏度偏低，萃取和共沉淀富集FAAS操作繁雜費時，IEC-AES和IEC-MS儀器價格昂貴難以普及應(yīng)用。樹脂相光度法是集分離富集與顯色測試于一體而具有良好的選擇性和較高的靈敏度的一種固相光度法，曾應(yīng)用于多種金屬離子的定量分析，其中測定鐵的體系主要有TritonX-100-SCN-顯色體系［3］、5-Cl-PADAB 顯色體系［4］、鄰苯二酚紫顯色體系［5］等。根據(jù)堿性介質(zhì)中Fe（Ⅱ）與巴比妥酸-NO2-體系反應(yīng)形成一種穩(wěn)定的蘭色配陰離子，該配陰離子能被陰離子交換樹脂完全吸附，且樹脂相在635 nm處的吸光度與鐵含量在一定的范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系的原理［6］，筆者經(jīng)試驗建立了一種測定微量鐵的巴比妥酸-NO2-顯色體系樹脂相光度法。該方法具有靈敏度較高、選擇性及重現(xiàn)性良好、操作簡便快速、無需貴重儀器等優(yōu)勢。方法應(yīng)用于水樣中微量鐵的測定，結(jié)果令人滿意。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

紫外可見分光光度計：TU-1810SPC型，北京普析通用儀器有限公司；

原子吸收光度計：WFX-1E2型，北京瑞利儀器公司；

酸度計：pHS-3C型，上海雷磁儀器公司；

鐵標準溶液（GBW08616）：1.000 g／L和10.0 mg／L，國家標準物質(zhì)中心；

巴比妥酸（BA）溶液：0.05 mol／L（用熱水溶解）；

抗壞血酸（AA）溶液：0.05 mol／L；

亞硝酸鈉溶液：0.10 mol／L；

硼砂-NaOH緩沖溶液：pH 10.0。

1.2 實驗方法

于100 mL燒杯中加入0～25.0 μg鐵（Ⅱ）標準溶液或適量樣品溶液（含鐵量小于25 μg）并補充純水至20 mL，加入BA溶液1.5 mL和亞硝酸鈉溶液1.0 mL混勻，加入AA溶液0.50 mL混勻，加入緩沖溶液2.0 mL混勻，放置15 min，加入1.00 g樹脂在磁力攪拌器上攪拌吸附15 min，將樹脂填入5 mm比色皿（填充完畢，輕輕扣擊比色皿20次左右），以試劑空白樹脂為參比，于635 nm處測定吸光度，以工作曲線法進行鐵定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 吸收光譜

試劑空白及Fe（Ⅱ）配陰離子樹脂的最大吸收波長分別位于545 nm和635 nm，Δλ=90 nm，吸收光譜見圖1。

2.2 酸度的影響及緩沖溶液的用量

試驗表明，水相在pH 6～12體系均可發(fā)生配合反應(yīng)，但在pH 9～11樹脂相有最大且穩(wěn)定的吸光度。本法以pH 10.0的硼砂-NaOH緩沖溶液進行試驗，其用量在1.50～2.50 mL樹脂相有最大且穩(wěn)定的吸光度，因此實驗確定緩沖溶液用量為2.0 mL。

2.3 巴比妥酸和亞硝酸鈉溶液用量

試驗表明：5.0×10-2mol／L的BA溶液和0.10 mol／L的亞硝酸鈉溶液用量分別為1.0～2.0 mL和0.75～1.25 mL時，樹脂相有最大且穩(wěn)定的吸光度，因此實驗分別選用1.50 mL 5.0×10-2mol／L的BA溶液和1.0 mL 0.10 mol／L的亞硝酸鈉溶液。

2.4 AA的影響及用量

在本實驗條件下，由于Fe（Ⅱ）容易水解而使Fe（Ⅱ）配陰離子的穩(wěn)定性較差，適量的AA可提高Fe（Ⅱ）配陰離子的穩(wěn)定性，同時可將Fe（Ⅲ）還原成Fe（Ⅱ），實驗選用0.05 mol／L的AA溶液用量為0.50 mL。

2.5 顯色及吸附時間

試驗表明，室溫下體系在10～15 min即可顯色完全，在10 min內(nèi)隨著樹脂吸附時間的延長吸光度快速上升，當吸附時間超過10 min以后吸光度趨于穩(wěn)定。為使顯色和吸附完全，顯色及吸附時間均選擇為15 min。

2.6 樹脂的用量

在固定交換體積和比色皿厚度等情況下，樹脂用量過大（大于2 g），方法的線性范圍變寬，但靈敏度降低；反之，樹脂用量過少（小于1 g），則方法的靈敏度提高，但線性范圍變窄，且樹脂用量太少將不足以填滿比色皿，綜合考慮方法的線性范圍和靈敏度，選定樹脂用量為1.00 g，對于5 mm比色皿1.00 g也足夠填充。

2.7 線性回歸方程及方法的檢出限

鐵（Ⅱ）含量c在0～25.0 μg／(25 mL)范圍內(nèi)符合比耳定律，線性回歸方程為A=0.048 6c+0.046 4，r=0.999 3。由曲線斜率法求得的表觀摩爾吸光系數(shù)ε=1.36×105L／（mol·cm），是水相光度法［6］的 7.5倍。以吸光度為0.01、取水樣量為20.0 mL計，本法的檢出限為0.01 mg／L。

2.8 共存物質(zhì)的影響

當測定10.0 μg鐵（Ⅱ）時，測量誤差在±5%范圍內(nèi)允許下述物質(zhì)（以mg計）共存：K+、檸檬酸鈉 (0.20)；Cd2+(0.02)；As( Ⅲ )、Hg2+(0.10)；Cr( Ⅵ )、Cu2+、Ni2+(0.04)。由此可見方法的選擇性良好。

2.9 樣品分析與回收試驗

取混勻水樣（河水、自來水）200 mL加入1.0 mol／L的鹽酸0.6～0.8 mL并加熱濃縮至80 mL左右，冷卻后定容至100 mL。每次分取10～20 mL樣液（含鐵小于25μg）按照實驗方法測定鐵并進行加標回收試驗，同時用火焰原子吸收光譜法［2］進行對照分析，樣品分析結(jié)果見表1。從表1可知，本法測定結(jié)果準確、可靠，且與火焰原子吸收光譜法測定結(jié)果基本一致。

表1 樣品分析結(jié)果

3 結(jié)語

建立了鐵（Ⅱ）-BA-NO2-顯色樹脂相光度測定水中微量鐵的新方法。方法具有良好的選擇性和重現(xiàn)性，靈敏度優(yōu)于FAAS和phen光度法，且無需特殊貴重的儀器，適合于基層實驗室用于水中微量鐵的測定。該體系可否用于微量BA的樹脂相光度法測定有待進一步研究。

［1］陳亞妍，張宏陶，陳守建，等.生活飲用水檢驗規(guī)范注解［M］.重慶：科學文獻出版社，2001： 32.

［2］GB／T 5750.6-2006 生活飲用水標準檢驗法［S］.

［3］劉穎，寶迪，嘎日迪，等.用硫氰酸鹽樹脂相分光光度法測定微量Fe（Ⅲ）［J］.黃金，2000，21(8)： 45-47.

［4］寶迪，薩仁，李景峰，等.5-Cl-PADAB顯色樹脂相分光光度法測定蒙藥中微量Fe（Ⅲ）的研究［J］.光譜學與光譜分析，2003，23(1)： 119-200.

［5］呂明，唐璐.離子交換樹脂相分光光度法測定水中痕量鐵［J］.冶金分析，2008，28(3)： 75-77.

［6］黃選忠.鐵（Ⅱ）-巴比妥酸-NO2-顯色反應(yīng)的研究與應(yīng)用［J］.化學計量，1996，5(2)： 31-32，48.

DETERMINATION OF IRON IN WATER BY RESIN PHASE SPECTROPHOTOMETRY

Peng Lan, Huang Weihong, Yan Lihua, Li Xiaobo
(The People’s Hospital of Xingshan County, Xingshan Hubei 443700, China)

ABSTRACA new method for determination of trace iron（Ⅱ） in water by the resin phase spectrophotometry with barbiuric acid-NO2-was established. In alkalescence base medium， iron（Ⅱ） reacted with barbiuric acid-NO2-to form a blue complex anion with absorption peaks at 635 nm，and it can be absorbed entirely by anion exchange resin. Linear relationship between absorbance of resin phase and mass concentration of iron was found in the range of 0-25.0 μg／(25 mL). The determination result of trace iron in water was in good agreement with that obtained by FAAS. The recoveries were 96%-102% and the RSD was 3.2%-4.8%(n=5). The method is simple and rapid, it shows satisfactory selectivity and repeatability.

iron，barbituric acid，resin phase，spectrophotometry，complex anion

2011-07-17