铁测定方法

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pH>3.5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。

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20 mg/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200 mg/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248.3 nm附近还有248.8 nm线;为克服光谱干扰,应选则最小的狭缝或光谱带。

3. 方法的适用范围

本法的铁检出浓度分别是0.03 mg/L,测定上限分别为5.0 mg/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

试 剂

(1) 铁标准贮备液:准确称取光谱纯金属铁1.000g,溶入60ml 1+1

的硝酸中,加少量硝酸氧化后,用去离子水准确稀释至1000 ml,此溶液含铁为1.00 mg/ 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10ml 1+1硝酸。当锰完全溶解后,用1%硝酸稀释至1000 ml,此溶液每毫升含锰1.00 mg。

(3) 铁锰混合标准使用液:分别准确移取铁和锰贮备液50.00 ml

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100 ml水样加5 ml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3 ml溶解残渣,用1%盐酸淋洗杯壁,用快速定量滤纸滤入50 ml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、5.00 ml于50 ml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。

计算

铁(Fe,mg/L)=

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2.00 mg/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)

m V

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。

(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2 mg/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。

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0.03 mg/L,测定上限为5.00 mg/L。对铁离子大于5.00 mg/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1000 ml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25.00 ml置100 ml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50 ml冰乙酸用水稀释至100 ml。 (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、10.0 ml置150 ml锥形瓶中,加入蒸馏水至50.0 ml,再加入1+3盐酸1 ml,10%(m/V)盐酸羟胺1 ml,玻璃珠1~2粒。然后,加热煮沸至溶液剩15 ml左右,冷却至温室,定量转移至50 ml具塞刻度管中。加一小片刚果红试纸,

滴加饱和乙酸钠溶液至刚刚变红,加入5 ml缓冲溶液、0.5%(m/V)邻菲啰啉溶液2 ml,加水至标线,摇匀。显色15分钟后,用10 mm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50.0 ml混匀水样置150 ml锥形瓶中,加1+3盐酸1 ml,盐酸羟胺溶液1 ml,加热煮沸至体积减少到15 ml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2 ml盐酸放在一个100 ml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50 ml置150 ml锥形瓶中,以下操作步骤与1相同。

计算

铁(Fe,mg/L)=

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、4.5 mg/L的水样,相对标准偏差分别为1.1%、0.44%、0.33%。

对于0.5、2.5 mg/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。

m V

(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5~20 mg。 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。

(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/L EDTA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×

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Fe3+。冷却加水至100ml。

(2) 如水样浑浊或有沉淀,或含有机物,则分取适量混匀水样置锥

形瓶中,加硫酸3ml,硝酸5ml,徐徐加热消解至冒三氧化硫白烟。式样应呈透明状,否则再加适量硝酸继续加热消解得透明

20.00 V0

溶液为止。冷却,加水至100ml。

2. 调节pH值

往上述处理过的水样中滴加1+1氨水,调节至pH2左右(用精密pH试纸检验)。

3. 滴定

将调节好pH的试液,加热至60℃,加5%(m/V)磺基水杨酸溶液2ml,摇匀。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(V1)。

计 算

铁(Fe,mg/L)=V1c55.8471000 V2

式中,V1——滴定所消耗EDTA标准滴定溶液体积(ml);

V2——水样体积(ml);

c——EDTA标准滴定溶液的摩尔浓度(mol/L);

55.847——(Fe)的摩尔质量(g/mol)。

精密度和准确度

11个实验室分析测定含5~20mg铁的标准样品,相对标准偏差不超过1.2%;相对误差不超过0.4%。单个实验室测定实际废水样的精密度和回收率,见下表。

测定实际废水样的精密度和准确度

注意事项

(1) 含悬浮颗粒物或有机物多的样品,应适当增加酸量进行消解。

消解过程中要防止暴沸和蒸干,否则会使结果偏低。

(2) 水样中若含铜、镍干扰离子,应在预处理溶液中,滴加1+1

氨水至刚产生浑浊。再滴加1+1盐酸至溶液澄清。加2g氯化铵,滴加30%(m/V)六次甲基四胺溶液至出现浑浊,再过量8ml。在水浴上加热至80℃并保持15分钟,使Fe(OH)3沉淀絮凝,放冷,用中速滤纸过滤。

用1+1盐酸10ml将滤纸上沉淀溶解返回烧杯中,用热水洗滤纸,洗液并入烧杯中,必要时再用少量1+1盐酸洗涤滤纸以使铁完全溶解。

冷却后溶液定容至200ml,分取适量,调节pH后,再进行滴定操作。

(3) 用EDTA标准滴定溶液滴定铁离子的适宜pH为1.5~2.0,即可

排除重金属离子的干扰,又适宜于磺基水杨酸指示终点。pH值

过低使滴定终点不敏锐,pH过高将产生氢氧化铁沉淀而影响滴定。

(4) 由于铁离子与EDTA络合作用较慢,因此滴定时试液应保持

60℃左右。在接近终点时应缓慢滴定,并剧烈振摇,使其加速反应,否则将导致测定结果偏高。

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pH>3.5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。

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20 mg/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200 mg/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248.3 nm附近还有248.8 nm线;为克服光谱干扰,应选则最小的狭缝或光谱带。

3. 方法的适用范围

本法的铁检出浓度分别是0.03 mg/L,测定上限分别为5.0 mg/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

试 剂

(1) 铁标准贮备液:准确称取光谱纯金属铁1.000g,溶入60ml 1+1

的硝酸中,加少量硝酸氧化后,用去离子水准确稀释至1000 ml,此溶液含铁为1.00 mg/ 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10ml 1+1硝酸。当锰完全溶解后,用1%硝酸稀释至1000 ml,此溶液每毫升含锰1.00 mg。

(3) 铁锰混合标准使用液:分别准确移取铁和锰贮备液50.00 ml

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100 ml水样加5 ml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3 ml溶解残渣,用1%盐酸淋洗杯壁,用快速定量滤纸滤入50 ml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、5.00 ml于50 ml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。

计算

铁(Fe,mg/L)=

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2.00 mg/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)

m V

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。

(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2 mg/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。

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0.03 mg/L,测定上限为5.00 mg/L。对铁离子大于5.00 mg/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1000 ml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25.00 ml置100 ml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50 ml冰乙酸用水稀释至100 ml。 (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、10.0 ml置150 ml锥形瓶中,加入蒸馏水至50.0 ml,再加入1+3盐酸1 ml,10%(m/V)盐酸羟胺1 ml,玻璃珠1~2粒。然后,加热煮沸至溶液剩15 ml左右,冷却至温室,定量转移至50 ml具塞刻度管中。加一小片刚果红试纸,

滴加饱和乙酸钠溶液至刚刚变红,加入5 ml缓冲溶液、0.5%(m/V)邻菲啰啉溶液2 ml,加水至标线,摇匀。显色15分钟后,用10 mm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50.0 ml混匀水样置150 ml锥形瓶中,加1+3盐酸1 ml,盐酸羟胺溶液1 ml,加热煮沸至体积减少到15 ml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2 ml盐酸放在一个100 ml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50 ml置150 ml锥形瓶中,以下操作步骤与1相同。

计算

铁(Fe,mg/L)=

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、4.5 mg/L的水样,相对标准偏差分别为1.1%、0.44%、0.33%。

对于0.5、2.5 mg/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。

m V

(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5~20 mg。 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。

(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/L EDTA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×

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Fe3+。冷却加水至100ml。

(2) 如水样浑浊或有沉淀,或含有机物,则分取适量混匀水样置锥

形瓶中,加硫酸3ml,硝酸5ml,徐徐加热消解至冒三氧化硫白烟。式样应呈透明状,否则再加适量硝酸继续加热消解得透明

20.00 V0

溶液为止。冷却,加水至100ml。

2. 调节pH值

往上述处理过的水样中滴加1+1氨水,调节至pH2左右(用精密pH试纸检验)。

3. 滴定

将调节好pH的试液,加热至60℃,加5%(m/V)磺基水杨酸溶液2ml,摇匀。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(V1)。

计 算

铁(Fe,mg/L)=V1c55.8471000 V2

式中,V1——滴定所消耗EDTA标准滴定溶液体积(ml);

V2——水样体积(ml);

c——EDTA标准滴定溶液的摩尔浓度(mol/L);

55.847——(Fe)的摩尔质量(g/mol)。

精密度和准确度

11个实验室分析测定含5~20mg铁的标准样品,相对标准偏差不超过1.2%;相对误差不超过0.4%。单个实验室测定实际废水样的精密度和回收率,见下表。

测定实际废水样的精密度和准确度

注意事项

(1) 含悬浮颗粒物或有机物多的样品,应适当增加酸量进行消解。

消解过程中要防止暴沸和蒸干,否则会使结果偏低。

(2) 水样中若含铜、镍干扰离子,应在预处理溶液中,滴加1+1

氨水至刚产生浑浊。再滴加1+1盐酸至溶液澄清。加2g氯化铵,滴加30%(m/V)六次甲基四胺溶液至出现浑浊,再过量8ml。在水浴上加热至80℃并保持15分钟,使Fe(OH)3沉淀絮凝,放冷,用中速滤纸过滤。

用1+1盐酸10ml将滤纸上沉淀溶解返回烧杯中,用热水洗滤纸,洗液并入烧杯中,必要时再用少量1+1盐酸洗涤滤纸以使铁完全溶解。

冷却后溶液定容至200ml,分取适量,调节pH后,再进行滴定操作。

(3) 用EDTA标准滴定溶液滴定铁离子的适宜pH为1.5~2.0,即可

排除重金属离子的干扰,又适宜于磺基水杨酸指示终点。pH值

过低使滴定终点不敏锐,pH过高将产生氢氧化铁沉淀而影响滴定。

(4) 由于铁离子与EDTA络合作用较慢,因此滴定时试液应保持

60℃左右。在接近终点时应缓慢滴定,并剧烈振摇,使其加速反应,否则将导致测定结果偏高。


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