2.3 铁含量的测定
(1)方法提要
用抗坏血酸将试液中的Fe3+还原成Fe2+。在pH值为2~9时,Fe3+与1,10-菲啰啉生成橙红色配合物,在分光光度计最大吸收波长(510nm)处测定其吸光度。在特定的条件下,配合物在pH值为4~6时测定。
(2)试剂
分析时只能使用分析纯试剂、蒸馏水或纯度相当的水。
① 盐酸:180g/L溶液。将409mL质量分数为38%的盐酸溶液(ρ = 1.19g/mL)用水稀释至1000mL,并混匀(操作时要小心)。
② 氨水:85g/L溶液。将374mL质量分数为25%氨水(ρ = 0.910g/mL)用水稀释至1000mL并混匀。
③ 乙酸-乙酸钠缓冲溶液:在20℃时pH=4.5。称取164g无水乙酸钠用500mL水溶解,加240mL冰醋酸,用水稀释至1000mL。
④ 抗坏血酸:100g/L溶液。该溶液一周后不能使用。
⑤ 1,10-菲啰啉盐酸一水合物(C12H8N2·HCl·H2O)或1,10-菲啰啉一水合物(C12H8N2·H2O):1g/L溶液。用水溶解1g 1,10-菲啰啉一水合物或1,10-菲啰啉盐酸一水合物,并稀释至1000mL。避光保存,使用无色溶液。
⑥ 铁标准溶液:每升含有0.200g的铁(Fe)。按下法之一制备。
a.称取1.727g十二水硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O],精确至0.001g,用约200mL水溶解,定量转移至1000mL容量瓶中,加20mL硫酸溶液(1+1),稀释至刻度并混匀。
b.称取0.200g纯铁丝(质量分数为99.9%),精确至0.001g,放入100mL烧杯中,加10mL浓盐酸(ρ = 1.19g/mL)。缓慢加热至完全溶解,冷却,定量转移至1000mL容量瓶中,稀释至刻度并混匀。
1mL该标准溶液含有0.200mg的铁(Fe)。
⑦ 铁标准溶液:每升含有0.020g的铁(Fe)。移取50.0mL铁标准溶液(⑥)至500mL容量瓶中,稀释至刻度并混匀。1mL该标准溶液含有20μg的铁(Fe)。该溶液现用现配。
(3)仪器
① 一般实验室仪器;
② 分光光度计,带有光程为1cm、2cm、4cm或5cm的吸收池。
(4)分析步骤
① 工作曲线的绘制:按GB/T 3049—2006中6.3的规定,使用4cm的吸收池绘制工作曲线。
a.标准比色液的配制。根据试液中预计的铁含量,按照表2-1指出的范围在一系列100mL容量瓶中,分别加入给定体积的铁标准溶液[(2)中⑦]。
b.显色。每个容量瓶都按下述规定同时同样处理:
如有必要,用水稀释至约60mL,用盐酸溶液[(2)中①]调至pH为2(用精密pH试纸检查)。加1mL抗坏血酸溶液[(2)中④],然后加20mL缓冲溶液[(2)中③]和10mL 1,10-菲啰啉溶液[(2)中⑤],用水稀释至刻度,摇匀。放置不少于15min。
c.吸光度的测定。选择适当光程的比色皿(见表2-1),于最大吸收波长(约510nm)处,以水为参比,将分光光度计的吸光度调整到零,进行吸光度测量。
表2-1 铁含量与比色皿光程对应关系
① 试剂空白溶液。
d.绘图。从每个标准比色液的吸光度中减去试剂空白试液的吸光度,以每100mL含Fe量(mg)为横坐标,对应的吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
② 试验溶液的制备:称取约10g试样,精确到0.01g,置于烧杯中,加少量水润湿,盖上表面皿,滴加35mL盐酸溶液(1+1),煮沸3~5min。冷却(必要时过滤),全部移入250mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。
③ 空白试验溶液的制备:量取7mL盐酸溶液(1+1),置于100mL烧杯中,滴加氨水溶液(2+3)中和至中性(用精密pH试纸检验)。
④ 显色:用移液管移取50mL试验溶液,和50mL空白试验溶液,分别用氨水溶液(1+8)或盐酸溶液(1+3)调节至pH约为2(用精密pH试纸检验)。分别全部移入100mL容量瓶中。加1mL抗坏血酸溶液,然后加20mL缓冲溶液和10mL 1,10-菲啰啉溶液,用水稀释至刻度,摇匀。放置不少于15min。
⑤ 吸光度的测定:显色后,选择适当光程的比色皿(见表2-1),于最大吸收波长(约510nm)处,以水为参比,将分光光度计的吸光度调整到零,测定试验溶液和空白溶液的吸光度。
(5)分析结果的表述
铁(Fe)的质量分数w(Fe),数值以%表示,按式(2-3)计算:
w(Fe) =×100% (2-3)
式中 m1——根据测定的试验溶液吸光度,从工作曲线上查出的铁的质量,mg;
m0——根据测定的空白试验溶液吸光度,从工作曲线上查出的铁的质量,mg;
m——移取试验溶液中所含试样的质量,g;
w0——按2.6测得的灼烧减量, %。
(6)允许差
取平行测定结果的算术平均值为测定结果。平行测定结果的绝对差值:优等品、一等品不大于0.0005%,合格品不大于0.001%。