产品硝酸中铁含量测定方法的改进

刘金梅

摘要：分光光度法测定工业产品硝酸中铁含量时，采用蒸发的方式，消除硝酸样品中本身带有的大量硝酸根离子及部分亚硝酸根离子对分析方法的干扰，提高分析方法测定的准确度，从而满足分析需求。

关键词：硝酸  铁含量  标准偏差  准确度 

1  前言 

2021年底,公司为掌握硝酸铵装置设备的腐蚀情况，对产品硝酸中铁含量提出监测要求。按照国标法GB/T3049-2006/ISO 6685:1982《工业用化工产品 铁含量测定的通用方法  邻菲啰啉分光光度法》进行分析，我们发现硝酸中铁含量的测定结果波动较大，同一样品多次测定结果的平行性不高，不能为工艺提供精准的数据支撑。本文通过对分析方法进行优化，利用硝酸易于挥发的特性消除分析干扰，提高测定结果准确度，满足工艺需求。

2  实验部分

2.1  实验原理

用盐酸羟胺将样品中的三价铁还原成二价铁，在pH值为2～9时，二价铁与1，10-邻菲啰啉生成橙红色络合物，在分光光度计最大吸收波长510nm处测定其吸光度，利用工作曲线法查出铁含量，从而计算出产品硝酸中铁含量值。

2. 2  仪器及试剂

2.2.1  723型分光光度计及配套比色皿；

2.2.2  盐酸（2mol/L）；

2.2.3  醋酸-醋酸铵缓冲溶液（PH=4.5）：

称取250克醋酸铵溶于150mL蒸馏水中，加入700mL冰醋酸，混匀；

2.2.4  盐酸羟胺（10%）；

2.2.5  邻菲啰啉（0.12%）；

2.2.6  铁标准溶液（0.200mg/mL）：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。

2.2.7  铁标准溶液（0.020mg/mL）：移取50.0mL铁标准溶液（2.2.6）至500mL容量瓶中，稀释至刻度并混匀。该溶液现用现配。

2.2.8  铁标准溶液（2mg/L）：移取5.0mL铁标准溶液（2.2.7）至500mL容量瓶中，稀释至刻度并混匀。该溶液现用现配。

2.3  工作曲线的绘制

取9个50mL的比色管，分别加入0.020mg/mL的铁标准溶液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0mL，然后再分别加入5mL 2mol/L盐酸，2mL 10%盐酸羟胺，摇匀后于沸水中水浴10min，冷至室温，加入5mL PH=4.5的醋酸-醋酸铵缓冲溶液，再加2mL 0.12%邻菲啰啉，摇匀，稀释至刻度，放置10min后，以试剂空白为参比，用3cm比色皿于波长510nm波长处测定各溶液的吸光度。以溶液的铁含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制工作曲线。

2.4   样品处理及测定

2.4.1  将取样瓶充分摇匀后取V1 （mL）样品于烧杯中(取样量根据铁的含量而定)，置于电炉上蒸干，待烧杯冷却后，加入20mL 2mol/L的盐酸溶解后,转移至500mL的容量瓶中备用。

2.4.2  于容量瓶（2.4.1）中取适量的样品V2 （mL）于50mL比色管中,加入2mL 10%盐酸羟胺溶液，于100℃水浴中加热10min后冷却至室温，加入5mL PH=4.5醋酸-醋酸铵缓冲溶液、2mL0.12%邻菲啰啉溶液，稀释至刻度，显色10min后于波长510nm处测定吸光度。

2.4.3  测定完毕后，根据所测吸光度值查出对应的铁含量，按式（１）计算，单位以mg/L表示：  　　．．．．．．．．．．．．．．．（１）

式中：

m(Fe)—从工作曲线上查出的铁含量，mg；

V1—原样中所取样品的体积，mL；

V2—容量瓶中所取样品的体积，mL；

500—容量瓶的容积，mL。

表1  硝酸样品采用国标法和采用改进后方法的实验对比记录

测定方法	硝酸产出时间批次	平行实验结果（mg/L）						平均值（mg/L）	标准偏差（mg/L）
国标法	2021.11.08	7.03	7.53	8.26	8.15	7.88	8.02	7.81	0.46
	2021.11.10	8.15	8.32	8.06	7.76	7.98	8.23	8.08	0.20
	2021.11.12	6.52	7.56	7.83	8.05	7.25	7.61	7.47	0.54
	2021.11.16	8.21	7.64	8.08	7.86	7.75	8.16	7.95	0.52
改进方法	2021.12.17	9.63	9.66	9.48	9.57	9.48	9.62	9.57	0.08
	2021.12.20	9.60	9.51	9.45	9.56	9.52	9.63	9.54	0.07
	2021.12.22	9.61	9.58	9.62	9.66	9.60	9.55	9.60	0.04
	2021.12.23	9.48	9.53	9.51	9.54	9.48	9.50	9.51	0.03

2.5  回收率实验

根据以上情况,在上述批次的200mL样品中（其结果以分析平均值计），分别加入200mL的2mg/L的铁标准溶液，充分混匀后从中取200mL的混合样分别按国标法步骤及按2.4的测定步骤对其进行回收率实验。以下是这几种溶液的实验结果记录：

表2  硝酸中铁含量的测定回收率记录

测定方法	硝酸产出时间批次	样品中铁含量值mg	混合样铁含量测定值mg	回收率%
国标法	2021.11.08	1.562	1.866	76.0
	2021.11.10	1.636	1.976	85.0
	2021.11.12	1.494	1.856	90.5
	2021.11.16	1.59	1.912	80.5
改进方法	2021.12.17	1.914	2.309	98.8
	2021.12.20	1.908	2.304	99.0
	2021.12.22	1.92	2.316	99.0
	2021.12.23	1.902	2.297	98.8

３  结论及讨论

3.1  综合表1及表2的实验对比记录说明：在测定产品硝酸中铁含量分析时，国标法GB/T3049-2006/ISO 6685:1982《工业用化工产品 铁含量测定的通用方法  邻菲啰啉分光光度法》具有局限性，其分析标准偏差及回收率均达不到化验室分析所需要求0.1mg/L及95%～105%。通过对其方法进行改进，利用蒸发的方式，消除硝酸样品中大量硝酸根离子及部分亚硝酸根离子对分析的干扰，其结果标准偏差及回收率均可满足分析要求。

3.2  本方法操作需要用到电炉，且分析时需要直接接触危险化学品-硝酸，危险性高，测定时须在通风橱内进行，注意安全。

参考文献

[1]刘珍,化验员读本上[M].化学工业出版社,2008.256-408.

[2] 刘志广，《分析化学》 高等教育出版社出版，2008

[3] 云天化中心化验室，《中心化验室分析手册》,2009