磺基水杨酸光度法测定铁的研究

1 原理
　　在pH 8～11的氨性溶液中，三价铁与磺基水杨酸生成稳定的黄色络合物，其反应式：
　　Fe3++3SSal2-=［Fe(SSal)3]3-(1)
　　式中　SSal2---磺基水杨酸根离子，最大吸收波长420 nm，颜色强度与铁的含量成正比。
　　Fe3+在不同的pH下可以与磺基水杨酸形成不同组成和颜色的几种络合物。在pH1.8～2.5的溶液中，形成红紫色的［Fe(SSal)+；在pH 4～8的溶液中，形成褐色的［Fe(SSal)2}-；在pH 8～11.5的氨性溶液中，形成黄色的［Fe(SSal)3}3-；若pH＞12，则不能形成络合物而生成氢氧化铁沉淀。
　　在氢氧化铵碱性介质中，二价铁离子同样也与磺基水杨酸生成黄色络合物。


2 仪器与试剂
　　分光光度计。
　　铁标准溶液：溶解0.431 7g硫酸高铁铵［FeNH4（SO4)2·12H2O]于10 mL的1∶1盐酸溶液中，移入500 mL容量瓶内，用水稀释至刻度。此溶液铁离子含量为100 μg/mL。将此溶液稀释5倍后，铁标准溶液的浓度为20μg/mL。
　　氢氧化铵 1∶1；磺基水杨酸20%。
3 绘制标准曲线
　　依样品的含量取0、5、10、20……500 μg铁标准溶液于100 mL容量瓶中，加水稀释至50 mL。加入20%磺基水杨酸10 mL，用1∶1氢氧化铵中和至溶液颜色由紫红色变为黄色并过量4 mL，用水稀释至刻度，摇匀。10 min后，用分光光度计(420 nm波长)进行测定。


4 样品的测定
　　取10～50 mL水样(依样品含量高低适当增减)，置于100 mL容量瓶中，加入20%磺基水杨酸10 mL，进行显色、测定。
根据公式计算水样中铁的含量：
　　C(Fe)=m/V 　　　　(2)
　　式中　C(Fe)--测定样品所得铁的浓度，μg/mL
　　　m--由标准曲线查出的样品中铁量，μg
　 V--水样体积，mL


5 讨论
　　① 按上述方法测定出的结果为水样中全铁的含量。若要求分别测定水样中亚铁和高铁的含量，可按如下方法进行。高铁：取50 mL水样置于100 mL容量瓶中，加入20%磺基水杨酸溶液10 mL和1∶1盐酸0.5 mL用水稀释至刻度，摇匀。10 min后用分光光度计(520 nm波长)测定。在此条件下，只有Fe3+与磺基水杨酸络合显色Fe2+则不显示颜色。亚铁：将全铁含量减去高铁含量可得。
　　② 如果水样中含有大量腐殖质而带有很深的颜色，则在测定以前加以破坏。为此取适量水样，加5 mL硝酸加热煮沸蒸发，直到棕红色气体逸尽为止。冷却后用氨水中和，再按前述方法进行测定。
　　③ 钙、镁、铝、稀土和铍等与磺基水杨酸生成可溶性的无色络合物而消耗试剂，故必须加入足量试剂。一般加入显色剂并调节溶液pH 8～11之后，如溶液不出现浑浊(即无氢氧化物沉淀)，就可认为已加入足量显色剂。
　　④ 若需测可过滤铁，应在现场采样后，用0.45 μm滤膜过滤水样，并立刻用盐酸酸化过滤水样至pH为1，取样品50 mL置于100 mL容量瓶中，按前述方法进行测定。


6 实际水样测试结果
　　取某选矿厂废水样品5个，用本法进行测定，统计结果见表1。
表1 某选矿厂废水中铁的测定结果

样品编号	测定值	平均值	相对标准偏差（%）
K1	5.83	5.80	5.72	5.92	5.81	5.97	5.74	5.80	5.89	5.83	1.4
K2	3.17	3.20	3.10	3.13	3.28	3.22	3.19	3.11	3.25	3.18	1.9
K3	6.75	6.82	6.70	6.73	6.88	6.71	6.84	6.79	6.85	6.78	0.98
K4	2.28	2.37	2.25	2.20	2.34	2.29	2.35	2.31	2.26	2.29	2.4
K5	3.67	3.52	3.60	3.54	3.61	3.58	3.50	3.62	3.57	3.58	1.5

7 加标回收试验
　　在含铁废水样K4中各加入0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00 mg铁标准量，按本法进行测定，计算加标回收率，结果见表2。
表2 加标回收试验测定结果

样品K4中铁量	加入铁标准量	测得总铁含量	回收铁量	回收率（%）
2.29	0.50	2.80	0.51	102
1.00	3.29	1.00	100
1.50	3.78	1.49	99.3
2.00	4.31	2.02	101
2.50	4.78	2.49	99.6
3.00	5.31	3.02	100.7

参考文献
　　1 国家环保局.水和废水监测分析方法.中国环境科学出版社，1997
　　2地质矿产部.岩石矿物分析.地质出版社，1991
　　作者通讯处：710064 西安公路交通大学环境工程研究所
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