(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

鐵含量的分析法有目視比色法和可見(jiàn)分光光度法。目視比色法即用眼睛觀察比較溶液顏色深淺來(lái)確定物質(zhì)含量的分析方法。目視比色法測(cè)定的準(zhǔn)確度較差，相對(duì)誤差約為5%～20%，但由于它所需儀器簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，仍廣泛應(yīng)用于準(zhǔn)確度要求不高的一些中間控制分析中，更主要的是應(yīng)用在限界分析中。限界分析是指要求確定樣品中待測(cè)雜質(zhì)含量在規(guī)定的最高含量限界以下。我公司重堿崗位中和水中鐵含量的分析符合此條件?？梢?jiàn)分光光度法是生成有色化合物即"顯色"以后測(cè)定。顯色反應(yīng)能否滿足分光度法的要求，除了選擇顯色劑以外，控制好反應(yīng)條件是十分重要的。

1)顯色劑用量。顯色劑的適宜用量可通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。

2)溶液酸度。溶液的酸度對(duì)光度測(cè)定有顯著影響，必須控制溶液的pH值在一定范圍內(nèi)，才能獲得恒定的有色配合物，得到正確的測(cè)定結(jié)果。

3)溫度的影響。溫度對(duì)光的吸收及顏色的深淺都有影響，因此在繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線和進(jìn)行樣品測(cè)定時(shí)，應(yīng)溫度保持一致。

4)顯色時(shí)間。加入顯色劑后，有色配合物的形成需要一定時(shí)間，生成的有色配合物也很穩(wěn)定，這類反應(yīng)在完全顯色后放置一些時(shí)間進(jìn)行測(cè)定。

5)共存離子的干擾及消除方法。溶液中有共存離子Fe3+時(shí)，加入還原劑抗壞血酸將Fe3+還原成Fe2+。

可見(jiàn)分光光度法在定量分析領(lǐng)域有著更為重要和廣泛的應(yīng)用。我公司的成品純堿中鐵的分析適用此方法。

1 硫氰酸銨目視比色法

1.1 主題內(nèi)容與應(yīng)用范圍

本法則得樣品中的Fe2+、Fe3+均以Fe2O3計(jì)。

本法適用于中間產(chǎn)物的的Fe2O3分析。

1.2 原理

在酸性溶液中二價(jià)鐵和三價(jià)鐵都轉(zhuǎn)變成三價(jià)鐵離子，加入硫氰酸銨生成紅色絡(luò)合物，此顏色深淺與三價(jià)鐵離子的濃度成正比，可比色定量。

1.3 試劑

1.3.1 鹽酸溶液：1+1

1.3.2 甲基橙指示劑:1 g/L

1.3.3 硝酸溶液:1+1.7

1.3.4 10%硫氰酸銨溶液:稱取10.0 g NH4SCN溶于90 mL熱的純水中，溶解后，搖勻，備用

1.3.5 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液:1.00 mL含0.01 mg鐵

1.4 步驟

1)用移液管移取搖勻的樣品10.00 mL于250 mL燒杯中，加甲基指示劑(1 g/L) 1滴，用1+1鹽酸溶液中和至溶液呈紅色，加硝酸溶液(1+1.7 )1 mL，加純水20 mL,加熱蒸至溶液體積約剩10 mL，定量轉(zhuǎn)移至50 mL比色管中，向比色管中加10% NH4SCN溶液 5 mL，加純水至刻度，搖勻。

2)在另一比色管中，加硝酸溶液(1+1.7)1 mL，加10% NH4SCN 5 mL，加適量純水稀釋，用Fe標(biāo)準(zhǔn)溶液(1.00 mL含0.01 mg鐵)滴定至顏色和體積都與第1.4節(jié)1)中溶液相同。

1.5 計(jì)算

式中：V——滴加Fe標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

0.01——Fe標(biāo)準(zhǔn)溶液1 mL相當(dāng)于Fe的毫克數(shù)。

注:若樣品溶液中Fe2O3的含量高時(shí)，可減少取樣體積。

2 分光光度法

2.1 主題內(nèi)容與適用范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了碳酸鈉中鐵含量的測(cè)定。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于碳酸鈉生產(chǎn)過(guò)程中碳酸鈉中鐵含量的測(cè)定。

2.2 原理

用抗壞血酸將試樣中的三價(jià)鐵離子還原成二價(jià)鐵離子、在乙酸一乙酸鈉緩沖體系中，二價(jià)鐵離子與鄰菲啰琳，生成橙紅色絡(luò)合物、在最大吸收波長(zhǎng)(510 mm)下用分光光度計(jì)測(cè)量其吸光度再?gòu)墓ぷ髑€中查出相應(yīng)的百分含量。

2.3 試劑和溶液

本標(biāo)準(zhǔn)所用試劑和水、在沒(méi)有注明其他要求時(shí)，均指分析純?cè)噭┖驼麴s水或相應(yīng)純度的水。

2.3.1 鹽酸：1+1溶液

2.3.2 鹽酸：1+11溶液

2.3.3 氨水：1+7溶液

2.3.4 對(duì)硝基酚：1 g/L溶液

2.3.5 乙酸-乙酸鈉緩沖溶液：pH≈4.5

2.3.6 稱取136 g乙酸鈉溶于水并稀釋至1000 mL為a溶液

2.3.7 量取120 mL冰乙酸稀釋至1 000 mL為b溶液

2.3.8 取a、b兩溶液以1：1的體積混合

2.3.9 抗壞血酸：20 g/L溶液此溶液使用期為十天，出現(xiàn)混濁時(shí)溶液不能使用

2.3.10 鄰菲啰琳： 2 g/L溶液，當(dāng)有顏色產(chǎn)生時(shí)不能使用

2.3.11 硫酸鐵銨：稱取0.864 g硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2·12H2O],溶于水，加10 mL硫酸溶液(1+3)，移入1 000 mL容量瓶中，稀釋至刻度

2.3.12 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 mL含F(xiàn)e 0.100 mg

2.3.13 將2.3.12節(jié)中鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋10倍，即得1 mL含F(xiàn)e 0.0100 mg

2.3.14 無(wú)水碳酸鈉：優(yōu)級(jí)純

2.4 測(cè)定步驟

2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)參比溶液的配制

分別取7個(gè)100 mL干凈小燒杯，加10 mL水濕潤(rùn)，依次加入0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL、10.00 mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液(見(jiàn)2.3.13節(jié))，一滴對(duì)硝基酚指示劑(見(jiàn)2.3.4節(jié))，緩慢加入鹽酸溶液(見(jiàn)2.3.1節(jié))，至明顯黃色退去并過(guò)量五滴，煮沸2至3 min，冷卻后，滴加氨水(見(jiàn)2.3.3節(jié))使溶液又呈現(xiàn)明顯黃色，再滴加鹽酸(見(jiàn)2.3.2節(jié))至明顯黃色退去，再過(guò)量1.0 mL,將溶液移入100 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度搖勻。

2.4.2 顯色

分別移取參比液(見(jiàn)2.4.1節(jié))20.00 mL各置于50 mL容量瓶中，加2.5 mL抗壞血酸溶液(見(jiàn)2.3.9節(jié))。10.0 mL乙酸-乙酸鈉緩沖液(見(jiàn)2.3.5節(jié))和5.0 mL鄰菲啰琳溶液(見(jiàn)2.3.10節(jié))用水稀釋至刻度搖勻。

2.4.3 吸光度的測(cè)定

使用分光光度計(jì)和1 cm的比色皿在510 nm波長(zhǎng)時(shí)以水為對(duì)照進(jìn)行吸光度的測(cè)定。

2.4.4 工作曲線的繪制

從測(cè)得的各個(gè)吸光度中減去試劑空白試驗(yàn)的吸光度以鐵含量為橫坐標(biāo)，以對(duì)應(yīng)的吸光度為縱座標(biāo)，繪制工作曲線。

2.4.5 測(cè)定

稱取試樣10.0 g，置于干凈小燒杯中，按照工作曲線制作程序測(cè)定吸光度，再?gòu)那€上直接查出試樣中的鐵的百分含量。

表1 吸光度測(cè)量結(jié)果

圖1 吸光度曲線

3 兩種方法對(duì)鐵含量分析對(duì)比

表2 對(duì)成品堿鐵含量分析的對(duì)比

試驗(yàn)結(jié)論：從表2和表3數(shù)據(jù)上來(lái)看，比色法測(cè)定數(shù)據(jù)偏高，測(cè)定誤差較大，精密度、準(zhǔn)確度都較低。

4 兩種方法的優(yōu)劣性比較

從以上分析來(lái)看，比色分析法采用肉眼觀測(cè)，測(cè)定過(guò)程簡(jiǎn)便，快捷，標(biāo)準(zhǔn)溶液、所需試劑的配制較容易，準(zhǔn)確度、精密度要求低。中控分析中中和水的分析要求分析頻次高、速度快，精密度要求不高，便于中間控制的及時(shí)調(diào)節(jié)，比色分析法成本較低，所以中間控制宜采用目視比色法。

表3 對(duì)中和水鐵含量分析的對(duì)比

分光光度法采用儀器分析，分析過(guò)程要求仔細(xì)、精確、酸度控制要求高，儀器操作對(duì)操作人員的水平也有較高的要求，操作人員要懂得對(duì)儀器的使用、維護(hù)、保養(yǎng)、測(cè)定注意事項(xiàng)，數(shù)據(jù)的誤差要求小，精密度、準(zhǔn)確度都要高。純堿質(zhì)量的出廠檢驗(yàn)或者仲裁檢驗(yàn)的準(zhǔn)確度和精密度要求均較高，因此宜采用分光光度法。

鐵含量的測(cè)定是純堿成品分析出廠檢驗(yàn)指標(biāo)中一項(xiàng)重要控制項(xiàng)目之一，鐵含量的高低直接影響純堿的白度，對(duì)外觀有重要的影響。而成品鐵含量的高低直接取決于中和水中鐵含量的多少，中和水中鐵含量高，重堿的鐵含量就高，進(jìn)一步影響成品堿鐵份含量的高低。中控分析中鐵含量測(cè)定要求高頻次、及時(shí)、快速、準(zhǔn)確，所以選用目視比色法就能滿足生產(chǎn)的要求。成品中鐵含量的分析要求準(zhǔn)確度高，合格品和不合格品的劃分對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響較大，所以選用鐵曲線法(可見(jiàn)分光光度法)較合適。