實(shí)訓(xùn)教學(xué)中鄰菲啰啉法和磺基水楊酸法測總鐵含量的比較

袁少波

目前，鐵含量的主要測定方法是化學(xué)滴定法、分光光度法、鐵含量分析儀法。其中，化學(xué)滴定法中的氧化還原滴定法主要適用于常量分析；磺基水楊酸分光光度法主要適用了工業(yè)循環(huán)水及冷卻水系統(tǒng)磷鋅預(yù)膜液中鐵含量的測定，測定范圍是0～2mg/L；鄰菲羅啉法主要適用于原水、工業(yè)循環(huán)冷卻水中總鐵、可溶性鐵含量的測定，測定范圍是0.02～20mg/L；鐵含量分析儀法主要適用于脫鹽水、鍋爐給水、爐水、凝結(jié)水、蒸汽中總鐵含量的測定，測定范圍是0～200mg/L。本文選取1.0mg/L的鐵對照樣，對磺基水楊酸分光光度法與鄰菲羅啉分光光度法測鐵，做準(zhǔn)確度、精密度、穩(wěn)定性、操作繁易程度做優(yōu)異性比較。

一、原理與材料

1.鄰菲啰啉法

二價(jià)鐵與鄰菲啰啉生成穩(wěn)定的橘紅色絡(luò)合物，用抗壞血酸把三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵離子，測定時(shí)用緩沖溶液控制PH=5左右，在最大吸收峰處測其吸光度。

2.磺基水楊酸法

三價(jià)鐵在不同的PH下可以與磺基水楊酸形成不同組成的顏色的幾種絡(luò)合物，在pH1.8～2.5的溶液中，形成紅紫色的[Fe（Sal）+；在pH 4～8的溶液中，形成褐色的[Fe（Sal）2}-；在pH 8～11.5的氨性溶液中，形成黃色的[Fe（Sal）3}3-；若pH>12，則不能形成絡(luò)合物而生成氫氧化鐵沉淀。因上述所說，故可用1∶2稀硝酸做為氧化劑將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，控制溶液PH=1.8～2.5，再加緩沖溶液、磺基水楊酸，反應(yīng)后產(chǎn)生紅紫色的[Fe（Sal）+絡(luò)合物，在最大吸收峰處測其總鐵。

3.試驗(yàn)儀器

722N型分光光度計(jì)、容量瓶、吸量管、比色皿、膠頭滴管、燒杯等

4.試驗(yàn)試劑

抗壞血酸、醋酸-醋酸鈉緩沖溶液、鄰菲啰啉水溶液。稀硝酸、磺基水楊酸。

鐵儲(chǔ)備液（0.400mg/ml）：

鐵對照樣品（1.0mg/L）：

二、方法與結(jié)果

1.鄰菲啰啉法測總鐵

①母液的配制：準(zhǔn)確吸取10.00ml的鐵儲(chǔ)備液至于100ml容量瓶中，搖勻。

②系列的配制：分別在母液中吸取1.00ml、2.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml、10.00ml放入對應(yīng)的100ml容量瓶中加水稀釋至1/3處，搖勻；再分別加入3.0ml抗壞血酸、10.0ml醋酸-醋酸鈉緩沖溶液、5.0ml的鄰菲羅啉。定容，搖勻。

③樣品的制備：準(zhǔn)確量取10.00ml的水樣分別至于2個(gè)100ml的容量瓶中，用上述方法進(jìn)行顯色。配制好之后等待10min測吸光度。

④最大吸收峰的測定：用配制好的6ml標(biāo)準(zhǔn)系列鐵溶液作參比在450～540nm測定其吸光度，并制作最大吸收峰曲線，確定最大吸收峰。

⑤比色皿的校正：以水作參比在最大吸收峰時(shí)測定校正值。

⑥標(biāo)準(zhǔn)系列的測定：以空白作參比在最大吸收峰時(shí)測其吸光度。

2.磺基水楊酸法測總鐵

①母液的配制：準(zhǔn)確吸取10.00ml的鐵儲(chǔ)備液至于100ml容量瓶中，搖勻。

②系列的配制：分別在母液中吸取1.00ml、2.00ml、4.00ml、6.00ml、8.00ml、10.00ml放入對應(yīng)的100ml容量瓶中加水稀釋至1/3處，搖勻；再加入1.0ml的稀硝酸、5.0ml的磺基水楊酸。定容、搖勻。

③樣品的制備：準(zhǔn)確量取10.00ml的水樣分別至于2個(gè)100ml的容量瓶中，用上述方法進(jìn)行顯色。配制好之后等待10min測吸光度。

④最大吸收峰的測定：用配制好的6ml標(biāo)準(zhǔn)系列鐵溶液作參比在380～450nm測定其的吸光度。

⑤比色皿的校正：以水作參比在最大吸收峰時(shí)測定校正值。

⑥準(zhǔn)系列的測定：以空白作參比在最大吸收峰時(shí)測其吸光度。

三、總結(jié)與討論

1.取兩種方法測定范圍內(nèi)值（1.0mg/L）為對照值，鄰菲啰啉法測得鐵對照樣均值為0.98mg/L；磺基水楊酸法測得鐵對照樣均值為0.95mg/L。從準(zhǔn)確度上看，鄰菲羅啉法優(yōu)于磺基水楊酸法。

2.鄰菲羅啉法線性回歸實(shí)驗(yàn)很好，r=0.999987 正相關(guān)很強(qiáng)，磺基水楊酸法線性回歸實(shí)驗(yàn)較好，r=0.99990 正相關(guān)很強(qiáng)，從精密度上看，鄰菲羅啉法優(yōu)于磺基水楊酸法。該實(shí)驗(yàn)研究表明，在測定高含量的鐵時(shí)，鄰菲羅啉法的操作性要好于磺基水楊酸法。

3.邢文衛(wèi)等研究表明，配合物的穩(wěn)定性較大程度取決于副反應(yīng)中的酸效應(yīng)系數(shù)和配位效應(yīng)系數(shù)。本實(shí)驗(yàn)中磺基水楊酸法的酸度條件為PH=1.8～2.5，比鄰菲羅啉法酸度（PH=5）低，酸效應(yīng)系數(shù)增大，配合物穩(wěn)定性降低 ，與邢文衛(wèi)等研究完全符合。在既定的金屬濃度范圍內(nèi)，磺基水楊酸與金屬鐵反應(yīng)不完全，導(dǎo)致測定值偏低。

責(zé)任編輯 朱守鋰