铁测定方法

基本项目测定方法溶解性铁第1页共14页溶解性铁地壳中含铁量（Fe）约为5.6%，分布很广，但天然水体中含量并不高。实际水样中铁的存在形式是多种多样，可以在真溶液中以简单的水合离子和复杂的无机、有机络合物形式存在。也可以存在于胶体，悬浮物和颗粒物中，可能是二价，也可能是三价的。而且水样暴露于空气中，二价铁易被迅速氧化为三价，样品pH3.5时，易导致高价铁的水解沉淀。样品在保存和运输过程中，水中细菌的繁殖也会改变铁的存在形态。样品的不稳定性和不均匀性对分析结果影响颇大，因此必须仔细进行样品的预处理。铁及其化合物均为低毒性和微毒性，含铁量高的水往往带有黄色，有铁腥味。如作为印染、纺织、造纸等工业用水时，则会在产品上形成黄斑，影响质量，因此这些工业用水的铁含量必须在0.1mg/L以下。水中铁的污染来源主要是选矿、冶炼、炼铁、机械加工、工业电镀、酸洗废水等。1．方法的选择原子吸收法操作简单、快速、结果的精密度、准确度好，适用于环境水样和废水样的分析；邻菲啰啉光度法灵敏、可靠，适用于清洁环境水样和轻度污染水的分析；污染严重，含铁量高的废水，可用EDTA络合滴定法。避免高倍数稀释操作引起的误差。基本项目测定方法溶解性铁第2页共14页2．水样的保存与处理测总铁，在采样后立刻用盐酸酸化至pH1保存；测过滤性铁，应在采样现场经0.45µm的滤膜过滤，滤液用盐酸酸化至pH1；测亚铁的样品，最好在现场显色测定，或按方法（二）操作步骤处理。（一）火焰原子吸收分光光度法GB11911--89概述1．方法原理在空气—乙炔火焰中，铁的化合物易于原子化，可于波长248.3nm处测量铁基态原子对铁空心阴极灯特征辐射的吸收进行定量。2．干扰及消除影响铁原子吸收法准确度的主要干扰是化学干扰。当硅的浓度大于20mg/L时，对铁的测定产生负干扰；这些干扰的程度随着硅浓度的增加而增加。如试样中存在200mg/L氯化钙时，上述干扰可以消除。一般来说，铁的火焰原子吸收法的基体干扰不太严重，由分子吸收或光散射造成的背景吸收也可忽略。但对于含盐量高的工业废水，则应注意基体干扰和背景校正。此外，铁的光谱线较复杂，例如，在铁线248.3nm附近还有248.8nm线；为克服光谱干扰，应选则最小的狭缝或光谱带。基本项目测定方法溶解性铁第3页共14页3．方法的适用范围本法的铁检出浓度分别是0.03mg/L，测定上限分别为5.0mg/L。本法适用于地表水、地下水及化工、冶金、轻工、机械等工业废水中铁的测定。仪器（1）原子吸收分光光度计及稳压电源。（2）铁空心阴极灯。（3）乙炔钢瓶或乙炔发生器。（4）空气压缩机，应备有除水、除尘装置。（5）仪器工作条件：不同型号仪器的最佳测试条件不同，可由各实验室自己选择，按下表参考原子吸收测定铁的条件光源Fe空心阴极灯灯电流（mA）12.5测定波长（nm）248.3光谱通带（nm）0.2观测高度（mm）7.5火焰种类空气—乙炔氧化型试剂（1）铁标准贮备液：准确称取光谱纯金属铁1.000g，溶入60ml1+1的硝酸中，加少量硝酸氧化后，用去离子水准确稀释至1000ml，此溶液含铁为1.00mg/ml。（2）锰标准贮备液：准确称取1.000g光谱纯金属锰（称量前用稀硫酸洗去表面氧化物，再用离子水洗去酸，烘干。在干燥器中冷却后尽快称取），溶解于10ml1+1硝酸。当锰完全溶解后，用1%硝酸稀释至1000ml，此溶液每毫升含锰1.00mg。基本项目测定方法溶解性铁第4页共14页（3）铁锰混合标准使用液：分别准确移取铁和锰贮备液50.00ml和25.00ml，置1000ml容量瓶中，用1%盐酸稀释至标线，摇匀。此液每毫升含铁50.0µg，锰25.0µg。步骤1．样品预处理对于没有杂质堵塞仪器进样管的清澈水样，可直接喷入进行测定。如果总量或含有机质较高的水样时，必须进行消解处理。处理时先将水样摇匀，分别适量水样置于烧杯中。每100ml水样加5ml硝酸，置于电热板上在近沸状态下将样品蒸干至近干。冷却后，重复上述操作一次。以1+1盐酸3ml溶解残渣，用1%盐酸淋洗杯壁，用快速定量滤纸滤入50ml容量瓶中，以1%盐酸稀释至标线。每分析一批样品，平行测定两个空白样。2．校准曲线绘制分别取铁锰混合标准液0、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00ml于50ml容量瓶中，用1%盐酸稀释至刻度，摇匀。用1%盐酸调零点后，在选定的条件下测定其相应的吸光度，经空白校正后绘制浓度—吸光度校准曲线。3．试样的测定在测定标准系列溶液的同时，测定试样及空白样的吸光度。由试样吸光度减去空白样吸光度，从校准曲线上求得试样中铁的含量。基本项目测定方法溶解性铁第5页共14页计算铁（Fe，mg/L）=Vm式中，m—由校准曲线查得铁量（µg）；V—水样体积（ml）。精密度和准确度用1%盐酸配制含铁2.00mg/L的统一样品，经13个试验室分析，得铁室内相对标准偏差为0.86%；室间相对标准偏差为2.64%；相对误差为+0.18%；加标回收率为100.4±2.1%。全国12个省13个市得实验室对本地区42种不同类型的实际水样进行6次平行测定和加标回收率实验，获得的精密度和准确度均良好。以下表列出了部分结果。部分水样铁的分析结果（mg/L）实验室号样品名称6次测定均值相对标准偏差（%）加标回收率（%）1铜厂废水1.353.0102.02机械厂废水8.460.2100.44钢铁厂废水3.881.0899.35化工厂废水1.491.2101.110自来水0.1532.698.611地下水0.500.0100.012湖水0.3121.599.2注意事项（1）各种型号的仪器，测定条件不尽相同，因此，应根据仪器使用说明书选择合适条件。（2）当样品的无机盐含量高时，采用氘灯、塞曼效应扣除背景，无此条件时，也可采用邻近吸收线法扣除背景吸收。在测定浓度允许条件下，也可采用稀释方法以减少背景吸收。基本项目测定方法溶解性铁第6页共14页（3）硫酸浓度较高时易产生分子吸收，以采用盐酸或硝酸介质为好。（二）邻菲啰啉分光光度法概述1．方法原理亚铁在pH3~9之间的溶液种与邻菲啰啉生成稳定的橙红色络合物（C12H8N2）3Fe3﹣。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104。若用还原剂（如盐酸羟胺）将高铁离子还原，则本法可测高铁离子及总铁含量。2．干扰及消除强氧化剂、氰化物、亚硝酸盐、焦磷酸盐、偏聚磷酸盐及某些重金属离子会干扰测定。经过加酸煮沸可将氰化物及亚硝酸盐除去，并使焦磷酸、偏聚磷酸盐转化为正磷酸盐以减轻干扰。加入盐酸羟胺则可消除强氧化剂的影响。邻菲啰啉能与某些金属离子形成有络合物而干扰测定。但在乙酸—乙酸胺的缓冲溶液中，不大于铁浓度10倍的铜、锌、钴、铬及小于2mg/L的镍，不干扰测定，当浓度再高时，加入过量显色剂予以消除。汞、镉、银等与邻菲啰啉形成沉淀，若浓度低时，可加过量的邻菲啰啉来消除；浓度高时，可将沉淀过滤除去。水样有底色，可用不加邻菲啰啉的试液作参比，对水样的底色进行校正。基本项目测定方法溶解性铁第7页共14页3．方法适用范围此法适用于一般环境水和废水中的铁的监测，最低检出浓度为0.03mg/L，测定上限为5.00mg/L。对铁离子大于5.00mg/L的水样，可适当稀释后再按本方法进行测定。仪器分光光度计，10mm比色皿。试剂（1）铁标准贮备液：准确称取0.7020g硫酸亚铁铵，溶于1+1硫酸50ml中，转移至1000ml容量瓶中，加水至标线，摇匀。此溶液每毫升含铁100μg。（2）铁标准使用液：准确移取标准贮备液25.00ml置100ml容量瓶中，加水至标线，摇匀。此溶液每毫升含铁25.0μg。（3）1+3盐酸（4）10%（m,/V）盐酸羟胺溶液。（5）缓冲溶液：40g乙酸铵加50ml冰乙酸用水稀释至100ml。（6）0.5%（m/V）邻菲啰啉溶液，加数滴盐酸帮助溶解。步骤1．校准曲线绘制依次移取铁标准使用液0、2.00、4.00、6.00、8.00、10.0ml置150ml锥形瓶中，加入蒸馏水至50.0ml，再加入1+3盐酸1ml，10%（m/V）盐酸羟胺1ml，玻璃珠1~2粒。然后，加热煮沸至溶液剩15ml左右，冷却至温室，定量转移至50ml具塞刻度管中。加一小片刚果红试纸，基本项目测定方法溶解性铁第8页共14页滴加饱和乙酸钠溶液至刚刚变红，加入5ml缓冲溶液、0.5%（m/V）邻菲啰啉溶液2ml，加水至标线，摇匀。显色15分钟后，用10mm比色皿，以水为参比，在510nm处测量吸光度，由经过空白校正的吸光度对铁的微克数作图。2．总铁的测定采样后立即将样品用盐酸酸化至pH为1，分析时取50.0ml混匀水样置150ml锥形瓶中，加1+3盐酸1ml，盐酸羟胺溶液1ml，加热煮沸至体积减少到15ml左右，以保证全部铁的溶解和还原。若仍有沉淀应过滤除去。以下按绘制校准曲线同样操作，测量吸光度并做空白校正。3．亚铁的测定采样时将2ml盐酸放在一个100ml具塞的水样瓶内，直接将水样注满样品瓶，塞好塞以防氧化，一直保存到进行显色和测量（最好现场测定或现场显色）。分析时只取适量水样，直接加入缓冲溶液于邻菲啰啉溶液，显色5~10分钟，在510nm处以水为参比测量吸光度，并作空白校正。4．可过滤铁的测定在采样现场，用0.45μm滤膜过滤水样，并立即用盐酸酸化过滤水至pH1，准确吸取样品50ml置150ml锥形瓶中，以下操作步骤与1相同。基本项目测定方法溶解性铁第9页共14页计算铁（Fe，mg/L）=Vm式中，m—由校准曲线查得铁量（μg）；V—水样体积（ml）。精密度和准确度一个实验室测定铁离子的浓度为0.5、2.5、4.5mg/L的水样，相对标准偏差分别为1.1%、0.44%、0.33%。对于0.5、2.5mg/L浓度的铁溶液按1：1的比例加标进行回收试验，得回收率分别为102.6%和97.4%。注意事项（1）各批试剂的铁含量如不相同，每新配一次试液，都需要重新绘制校准曲线。（2）含CN﹣或S2﹣离子的水样酸化时，必须小心进行，因为会产生有毒气体。（3）若水样含铁量较高，可适当稀释；浓度低时可换用30mm或50mm的比色皿。基本项目测定方法溶解性铁第10页共14页(三)EDTA滴定法概述1．方法原理水样经酸分解，使其中铁全部溶解，并将亚铁氧化成高铁，用氨水调节至pH2左右，用磺基水杨酸作指示剂，用EDTA络合滴定法测定样品中的铁含量。2．干扰及消除在测定条件下，铜、铝离子含量较高（大于5.0mg）时，产生正干扰。其它多数离子对本方法没有影响。3．方法适用范围本方法适用于炼铁、矿山、电镀、酸洗等废水中铁的测定。测定铁的适宜含量为5~20mg。仪器25ml或50ml酸式滴定管。试剂（1）硝酸。（2）硫酸。（3）盐酸。（4）1+1氨水。（5）精密pH试纸。（6）5%（m/V）磺基水杨酸溶液。（7）30%（m/V）六次甲基四胺溶液。基本项目测定方法溶解性铁第11页共14页（8）铁标准溶液：称取4.822g硫酸高铁胺﹝FeNH4（SO4）2·12H2O﹞溶于水中，加1.0ml硫酸，移入1000ml容量瓶中，加水至标线，混匀。此溶液的浓度为0.010mol/L。（9）0.01mol/LEDTA标准滴定溶液：称取3.723g二水乙二胺四乙酸二钠盐溶于水中，稀释至1000ml，贮于聚乙烯瓶中，按下标定。标定：吸取20.00ml铁标准溶液置锥形瓶中，加水至100ml，用精密pH试纸指示，滴加1+1氨水调至pH2左右，在电热板上加热试液至60℃左右，加5%(m/V)磺基水杨酸溶液2ml，用EDTA标准滴定溶液滴定至深紫红色变浅，放慢滴定速度，至紫红色消失而呈淡黄色为终点，记下消耗EDTA标准滴定溶液的毫升数(V0)，计算EDTA标准滴定溶液的准确浓度。c=0.010mol/L×000.20V步骤1．水样预处理（1）如水样清澈，且不含有机物或络合剂，则可取适量水样（含铁量约为5~20mg）于锥形瓶中，加水至约100ml，加硝酸5ml，加热煮沸至剩余溶液约为70ml，使亚铁离子全部氧化为F