分光光度法測定醋酸乙烯中微量鐵含量

文/李光鳳 吳靜湖

（安徽皖維高新材料股份有限公司）

醋酸乙烯（VAC）是全球產(chǎn)量最大的50 種化工原料之一。因其可生產(chǎn)聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、醋酸乙烯-乙烯共聚乳液、乙烯基共聚樹脂、酚醛樹脂等一系列衍生物，在涂料、合成纖維、薄膜、土壤改良等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵，它的最重要的化學(xué)性質(zhì)是具有聚合能力，能夠自聚，也能夠與其他單體共聚，因此一般需要在VAC中加入1～20 mg/kg 的對苯二酚作為阻聚劑。對苯二酚具有較強(qiáng)的還原性，在VAC 的貯存、運(yùn)輸、使用過程中若接觸到三價鐵離子會導(dǎo)致意外聚合事故發(fā)生，因此，確定VAC 中微量鐵含量的測定方法是必要的。本文采用分光光度法測定VAC 中微量鐵含量，精密度和準(zhǔn)確度高、實用性強(qiáng)，且操作簡便、成本低。

一、實驗部分

1.實驗原理

在pH 值為2 時，用抗壞血酸將試液中的Fe3+還原為Fe2+，F(xiàn)e2+在pH 值為2～9 時，與1,10-菲羅啉生成橙紅色絡(luò)合物，此絡(luò)合物在pH 值為4～6 時最穩(wěn)定，在分光光度計最大吸收波長處測定其吸光度[1]。

2.主要儀器和試劑

電子分析天平：感量0.1mg；pH 計：精度0.1；雙光束紫外可見分光光度計；比色皿：光程50 mm；電熱恒溫水浴鍋：控溫精度90 ℃±5 ℃；玻璃燒杯：100 mL；刻度吸管：5 mL、10 mL；移液管：2 mL；容量瓶：100 mL、50 mL；抗壞血酸溶液：100 g/L；（1+1）硝酸溶液（硝酸：優(yōu)級純）；（1+3）氨水溶液（氨水：分析純）；乙酸-乙酸鈉緩沖溶液：pH 值4.5（制法：稱取164 g 無水乙酸鈉用500 mL 去離子水溶解，加240 mL 冰乙酸，用去離子水稀釋至1 L）；1,10-菲羅啉溶液：1 g/L（制法：用去離子水溶解0.1 g 1,10-菲羅啉氯化物并稀釋至100 mL）；鐵標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：1000μg/mL（GSB 04-1726-2004）；鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：20 μg/mL（制法：準(zhǔn)確移取鐵標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液2.00 mL 于100 mL 容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻）。

3.最大吸收波長的選擇

取1 mL 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液（20 μg/mL）加入50 mL 容量瓶中，加入適量水稀釋后，用（1+1）硝酸溶液或（1+3）氨水溶液調(diào)節(jié)溶液pH 值為2，加入1 mL 抗壞血酸溶液，混勻，放置2 min，再加入10 mL 緩沖溶液、5 mL 1,10-菲羅啉溶液，用去離子水稀釋至刻度，搖勻后靜置15 min。同時做試劑空白。使用分光光度計進(jìn)行最大吸收波長選擇測試[1]。在400～550 nm，每隔5 nm 進(jìn)行一次掃描，發(fā)現(xiàn)最大吸收波長在500 nm 左右；然后設(shè)定波長在496～516 nm，每隔1 nm 進(jìn)行光譜掃描，測定結(jié)果如圖1 所示。根據(jù)《化學(xué)試劑分子吸收分光光度法通則（紫外和可見光部分）》[2]（GB/T9721—2006），應(yīng)選擇試驗樣品吸光度最大的波長值且試驗樣品的吸光度應(yīng)該在0.2～0.8，故確定試樣溶液最適宜的吸收波長為508 nm。

圖1 Fe2+絡(luò)合物不同波長的吸收曲線

4.標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

（1）標(biāo)準(zhǔn)系列比色溶液的配制。取7 只干燥潔凈的50 mL容量瓶，分別加入鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00 mL（試劑空白）、0.25 mL、0.50mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL、2.50 mL 于已編號的50 mL 容量瓶中，加入去離子水稀釋至30 mL，用（1+1）硝酸溶液或（1+3）氨水溶液調(diào)節(jié)溶液pH值為2（用pH 計檢查），加入1 mL 抗壞血酸溶液，混勻，放置2 min，再加入10 mL 緩沖溶液、5 mL 1,10-菲羅啉溶液，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，靜置15 min。

（2）測定標(biāo)準(zhǔn)系列比色溶液吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。開啟分光光度計，用50 mm 比色皿在508 nm波長處，以試劑空白為參比，分別測定標(biāo)準(zhǔn)系列比色溶液的吸光度（平行測定3 次），結(jié)果見表1。以標(biāo)準(zhǔn)系列比色溶液鐵含量為橫坐標(biāo)，吸光度（3 次測定的平均值）為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線如圖2 所示。

表1 標(biāo)準(zhǔn)系列溶液鐵含量與對應(yīng)的吸光度

圖2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

由圖2 可知，當(dāng)鐵含量在0.10～1.00μg/mL 時，吸光度與鐵含量呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，線性方程為：=0.9896 -0.0051,線性相關(guān)系數(shù) 為0.99995。

5. 樣品的測定

（1）試樣溶液的制備。用50 mL 移液管準(zhǔn)確移取VAC樣品50 mL 至100 mL 玻璃燒杯中，將燒杯置于已升溫至90℃±5℃的電熱恒溫水浴鍋中加熱蒸發(fā)至干，加入20 mL 去離子水、（1+1）硝酸溶液2 mL，移至可調(diào)電爐上加熱至沸，調(diào)節(jié)電爐保持微沸2 min，冷卻后待用。

（2）空白溶液的制備。在100mL 玻璃燒杯中，加入去離子水20mL、（1+1）硝酸溶液2 mL，置于可調(diào)電爐上加熱至沸，調(diào)節(jié)電爐保持微沸2 min，冷卻后待用。

（3）顯色。將試樣溶液和空白溶液分別移至2 只潔凈并已編號的50 mL 容量瓶中，加去離子水洗滌燒杯，洗液并入容量瓶，稀釋至約30 mL，用（1+1）硝酸溶液或（1+3）氨水溶液調(diào)節(jié)溶液pH 值至2，然后加入1 mL 抗壞血酸溶液（100g/L），混勻，放置2 min 后，加入10 mL 緩沖溶液（pH 值4.5）、5 mL 1,10-菲羅啉溶液（1 g/L），用去離子水稀釋至刻度，搖勻，靜置15 min。

（4）測定。啟動分光光度計，用50 mm 比色皿，在508 nm 波長處，以空白溶液為參比，測定試樣溶液的吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的線性關(guān)系公式計算試樣溶液中鐵含量。

二、方法有效性檢驗

1.精密度實驗

對同一試樣溶液（4 號容量瓶）重復(fù)測定6 次，測定結(jié)果（吸光度）分別為0.595、0.588、0.590、0.590、0.586、0.593。經(jīng)計算，6 次測定結(jié)果的平均值為0.590，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0015，變異系數(shù)為0.0025。結(jié)果表明，本方法重復(fù)性好，精密度高。

2.準(zhǔn)確度實驗

對同一樣品（鐵含量為21.5μg）進(jìn)行加標(biāo)回收實驗，結(jié)果見表2 ，加標(biāo)回收率為97.0%～102.8%，平均回收率為100.3%，從結(jié)果可見本方法準(zhǔn)確度較高。

表2 回收率實驗結(jié)果

三、 結(jié)論

本文提供的測定方法吸光度與濃度呈良好線性關(guān)系，精密度和準(zhǔn)確度高，操作簡便、快速，適用性強(qiáng)，可用于醋酸乙烯的質(zhì)量控制。