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邻菲罗啉比色法测定Fe2+

发布时间:2020-01-17 来源:网络 阅读:170

二价铁能与邻菲罗啉反应生成橙红色络合物,在波长510nm范围处测量吸光度,用工作曲线法测定未知水样中二价铁的含量。在工作曲线的绘制基础上,经讲解了解水体中铁的来源及邻菲罗啉比色法测定二价铁的原理,并根据国家环境水质检测的标准方法(邻菲罗啉分光光度法)对现有水样进行二价铁测定,测定过程中严格遵守操作规范并做

好数据记录。

一、所用试剂和设备

1.试剂

(1)铁的标准贮备液:准确称取0.7020g硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,将其溶于50m1的(1+1)硫酸中,充分搅拌溶解后,转移至l000ml容量瓶中,容量瓶加水至标线后摇匀。此溶液的含铁量为100ug/ml。

(2)铁标准使用液:准确移取铁标准贮备液25ml,将其置于100m1的容量瓶中,容量瓶加水至标线后摇匀。此溶液的含铁量为25ug/ml。

(3)(1+3)盐酸:为1体积浓盐酸和3体积水混合。

(4)10%盐酸羟胺溶液:准确称取10g盐酸羟胺将其溶解于100mL水中。

(5)缓冲溶液:准确称取40g乙酸铵入到加50ml冰乙酸中,转移至100ml容量瓶中,容量瓶加水至标线后摇匀。

(6) 0.5%邻菲啰啉水溶液:准确称取0.5克邻菲啰啉于水中溶解,若溶解困难可以加数滴盐酸帮助溶解,然后将其转移至100ml容量瓶中,容量瓶加水至标线后摇匀。

2.仪器

(1)分光光度计。

(2)分析天平:精度±0.001g。

(3)锥形瓶:150mL。

(4)移液管:5、10、50mL。

(5)比色皿:10mm。

(6)具塞比色管:50mL。

(7)洗耳球。

二、注意事项

(1)由于每批试剂的铁含量如不同,因此每次新配一次试液,都需要重新绘制校准曲线。

(2)含有CN-或S2-离子的水样在进行酸化时。必须小心进行,因为会产生有毒气体。

(3)如果水样含铁量比较高,可以进行适当稀释;若浓度低时也可换用30mm或50mm的比色皿。

[任务实施]

一、校准曲线的绘制

1.工作液的配制:用移液管一次移取铁标准使用液0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.0ml分别置于6支150m1锥形瓶中,加入蒸馏水至50.0ml;

2.药剂的投加:向锥形瓶中加入(1+3)盐酸1ml, 10%盐酸羟胺1ml,再放入玻璃珠1~2粒。将锥形瓶加热煮沸至溶液剩15ml左右时,冷却至室温,然后定量转移至50ml具塞比色管中。加一小片刚果红试纸,滴加饱和乙酸钠溶液至试纸刚刚变红,加入5ml缓冲溶液、0.5%邻菲啰啉溶液2ml,加水至标线,摇匀;

3.比色定量:将上述溶液显色15min后,用10mm比色皿,以纯水为参比,在510nm处测量各管的吸光度并记录下来;

4.工作曲线的绘制:以铁离子浓度为横轴,吸光度为纵轴作6个标准点的标准曲线。

二、亚铁的测定

1.采样:将2ml盐酸放如100ml具塞水样瓶内,将水样注满样品瓶,塞好瓶塞防止氧化,一直保存到进行显色和测量(最好现场测定或现场显色);

2.药剂的投加:取适量水样于50ml具塞比色管中,加入5ml缓冲溶液和2m10.5%邻菲啰啉溶液,加水至标线,摇匀;

3.比色定量:显色5~10min后,在510nm处以水为参比测量吸光度,并作空白校正;

4.查询Fe2+浓度:然后根据样品的吸光度在标准曲线中查得样品的Fe2+浓度。

三、数据记录

在510nm处测量各标准溶液的吸光度并记录下来。

四、铁浓度的计算:


式中:m—校准曲线中查询的铁的含量,单位为微克(ug);

V—水样的体积,单位为毫升(mL)。

五、水中的Fe2+

地壳中铁的含量约为5.6%,分布非常的广,仅次于氧、硅、铝。但天然水体中铁的含量并不高。

实际水样中,铁的存在形态多种多样,可以以水合离子的形态存在,也可以以复杂的无机、有机络合物形式存在,还可以存在于胶体、悬浮物的颗粒物中。除此以外,铁还有两种价态,他的存在可能是二价的,也可能是三价的。若水样暴露于空气中,二价铁极易被氧化为三价的铁,当水样的pH>3.5时,还易导致三价铁的水解沉淀。同时样品在保存和运输的过程中,水中细菌的增长也会改变铁的存在形态。因此水样的不稳定性会影响到分析的结果,因此在分析水样前必须进行预处理。

铁是水体中的常见杂质,铁及化合物本身为低毒性的,成人体内约含有4000mg的铁,它也是人体必需的营养素。铁对水质的影响主要体现在外观上,含铁量高的水会带黄色,有铁腥味,含铁量高的水洗涤衣物时会染有黄斑。如在印染、纺织、造纸等工业用水时,水中的铁在产品上形成黄斑,影响产品质量,因此这些工业用水的含铁量必须在0.1 mg/L以下。我国有的城市饮用水在净化过程中使用铁盐,若后续不能使其沉淀完全,会影响水的色度和口感,我国饮用水卫生标准规定,水中含铁量一般不大于0.3mg/L。那么饮用水中铁的来源主要来自哪些方面呢?以下几种为主要的来源:

(1)天然水中的铁处理后的剩余;

(2)亚铁混凝剂净水时,由于氧化不完全,没有完全沉淀,残留于水中;

(3)由于处理后的水有一定的侵蚀性,且水管中内壁的保护涂料脱落,侵蚀管壁,造成水中含铁量增加;

(4)管道内铁细菌累的微生物大量繁殖等。

六、方法原理

亚铁离子在pH值为3~9之间的溶液中加热,可以使不溶性的铁溶解,用盐酸羟胺后可将三价铁还原为二价,与邻菲罗啉反应后能生成稳定的橙红色络合物:

Fe2++3C12H8N2→Fe(C12H6N2)2+

此络合物在避光时可稳定半年。测量波长为510nm,其摩尔吸光系数为1.1×104L·mol-1·mol-1。本法也可测定三价铁离子及总铁含量。

七、铁的测定方法的选择

铁的测定方法,除了邻菲罗啉比色法以外,还有火焰原子吸收法、等离子发射光谱法和EDTA络合滴定法等。其中原子吸收法和等离子发射光谱法操作简单快速,适用于水体和废水样的分析;邻菲罗啉比色法较灵敏,适用于清洁环境水样和轻度污染水的分析;而对于污染严重,含铁量高的废水水样,可以采用EDTA络合滴定法,这种方法可以避免高倍数稀释操作所引起的误差。


关键词:邻菲罗啉

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