循环水的总铁测定方法的改进

杜林琳
(武汉石油化工厂 供水车间，湖北 武汉 430082)

　　摘要：针对现行《循环水分析和试验方法》中循环水总铁测定方法中存在的问题进行了改进，提出了新的测定方法。试验结果表明，新方法简单快速，反应完全，稳定性好，其相对标准偏差小于2％，加标回收率为98％～102％，适用于生产实际。
　　关键词：总铁；循环水；水质测定；邻菲罗啉
　　中图分类号：TU991.21　　 文献标识码：B　　 文章编号：1009-2455(2004)03-0054-03

An Improvement of Determination Method for Total Iron in Circulating Water
DU Lin-lin
(Water Supply Workshop of Wuhan Petrochemical Plant，Wuhan 430082，China)

　　Abstract：An improvement has been made with a new determination method proposed in view of the
existing questions with the method to determine the total iron in circulating water in the current Method for Analysis and Test of Circulating Water.The results of tests showed that the new method was simple and quick，with which the reaction was complete，the stability was good，the relative standard deviation was smaller than 2％，and the standard sample-added recovery rate was 98％～102％，which indicates that this method is applicable to actual production.
　　Key words：total iron；circulating water；watev analysis；0-phenanthroline

　　总铁是循环水的一个重要水质指标，其含量高低可反映出循环水系统的腐蚀情况，一般控制总铁含量小于0.5 mg／L，特别是使用聚磷酸盐作为水处理剂的系统更要严格控制其含量，因而如何准确测定总铁含量十分重要。《冷却水分析和试验方法》中规定采用邻菲罗啉分光光度法测定循环水中总铁含量，由于该方法中存在Fe3+还原不彻底，显色反应不稳定等不足，因而通过一系列试验，对原测定方法进行了改进，使分析结果更为准确可靠。

1 现行分析方法及存在问题

1.1 方法原理
　　亚铁离子在pH值3～9的条件下，与邻菲罗啉反应，生成桔红色络合离子，此络合离子在pH值3～4.5时最为稳定^[1]。
1.2 存在问题
1.2.1 Fe³⁺还原不完全
　　依标准方法，取4个循环水水样，分别在煮沸前、后加入盐酸羟胺1 mL，其余测试条件不变，测试结果见表1。

表1 盐酸羟胺加入顺序的影响

　　由表1可知，在煮沸前加入盐酸羟胺测得结果均上升，说明加入盐酸羟胺后再煮沸更有利于Fe³⁺的还原，而且还能消除强氧化剂的影响^[2]。
　　基于此，在方法改进中采取了煮沸前加入盐酸羟胺溶液。
1.2.2 pH值对显色反应的影响
　　标准方法利用刚果红试纸及1+1氨水调节pH值。由于刚果红试纸变色范围为pH(蓝)3.0～5.0(红)，在实际水样测定中，用1+1氨水作为缓冲溶液调节pH值，操作偏差大，易使pH值偏高，显色反应大多在pH值6～9，不稳定，导致数据重现性差，结果偏低。
　　由于邻菲罗啉能与某些金属离子形成有色络合物干扰铁的测定，但在乙酸-乙酸胺缓冲溶液中，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。同时考虑到亚铁离子与邻菲罗啉反应生成的络合离子在pH值3～4.5时最为稳定，因而改用乙酸-乙L酸胺作为缓冲溶液。

2 改进后的分析方法

2.1 试剂
　　铁标准溶液：称取0.7020g硫酸亚铁铵溶于少量蒸馏水中，加20mL浓硫酸移人1000mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。此溶液含铁离子0.1 mg／mL。将此溶液稀释10倍后，作为铁标准溶液，铁的质量浓度为0.01 mg／mL；1+3盐酸；10％盐酸羟胺溶液；0.12％邻菲罗啉溶液；乙酸胺缓冲溶液：称取250g乙酸胺，加入700mL冰乙酸，用水稀释至1L。
2.2 改进的分析方法
　　取50.0mL混匀水样于150mL锥形瓶中，加入1+3盐酸3.0mL，10％盐酸羟胺溶液1.0mL摇匀，加热煮沸至溶液剩15mL，左右，冷却后移入50mL比色管中。加入0.12％邻菲罗啉溶液2.0mL，混匀后再加入乙酸胺缓冲溶液5.0mL，加蒸馏水至刻度，混匀，放置lOmin后于510nm处，用3cm比色皿，以试剂空白作参比测其吸光度。
2.3 标准曲线的绘制
　　取标液0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL分别加入7个150mL锥形瓶中，加蒸馏水至50mL，将测得的吸光度绘制出标准曲线。

3 结果与讨论

3.1 加酸量的确定
　　为了确定合适的显色反应条件，在其它条件不变的前提下，针对改进方法中1+3盐酸的加入量进行了一系列试验，结果见表2。

表2 加酸量的影响

　　由表2可知，当加入1+3盐酸3.0，4.0mL时，吸光度A最大，基本一致，综合考虑pH值等因素，在改进方法中选取了加3.0mL盐酸溶液。
　　在本次试验中，同时对不同加酸条件下的显色pH值进行了逐一测定。发现当邻菲罗啉过量时，该方法在pH值3.0～3.5显色反应速度快，吸光度A值最大，而当加入5.0mL 1+3盐酸时，由于其显色pH值小于2.0，A值急剧下降。
3.2 平行测定试验
　　分别取4个循环水场水样用改进方法进行平行测定，结果见表3。

表3 循环水总铁平行测定结果

　　由表3可知，各水样测定结果的相对标准偏差小于2％，表明该分析方法精密度高，完全能满足测定要求。
3.3 加标回收试验
　　选取三循水样按改进方法进行加标回收试验，分别加入铁标样0.10，0.20，0.40，0.60，0.80，1.00 mg，计算加标回收率，结果见表4。

表4 加标回收测定结果

　　由表4可知，改进方法加标回收率为98％～102％，符合分析要求，可用于循环水总铁测定。
　　由于该循环水中投加水稳剂为有机膦酸盐，其总磷含量4～5 mg／L，通过对加标试验结果分析，说明循环水中低含量的聚磷酸盐和有机膦酸盐不干扰该方法的测定。
3.4 二种方法的结果对比
　　对各循环水样分别采用二种方法进行总铁含量分析，测得结果见表5。

表5 二种方法结果对比

　　注：标样ρ（Fe_总）=0.50mg/L
　　由表5可知，改进方法的测定结果大于标准方法，表明改进方法对Fe3+还原更彻底，显色反应更完全。
3. 5 注意事项
　　①以乙酸-乙酸胺作缓冲溶液，其显色pH值稳定，数据精密度高。但应注意乙酸胺试剂可能含有微量铁，在分析时加入量一定要准确。
　　②改进后方法适用于循环水中总铁含量小于1mg／L，其平行测定两结果差小于0.02mg／L。当水样中含铁量较高时(大于2.0mg／L)，应视具体情况减少取样量，控制吸光度A在0.2～0.6为宜。

4 结论

　　改进后分析方法简单快速，操作方便。克服了现行标准方法中的不足，还原更彻底，反应更完全，稳定性好，其测定精密度和准确度高，适宜在循环水系统推广、使用。

参考文献：
[1] 中国石油化工总公司.冷却水分析和试验方法[M].北京：中国石化出版社，1993.41-43.
[2] 谢贤群，王立军.水环境要素观测与分析[M]北京：中国标准出版社，1998.

作者简介：杜林琳(1967-)，女，湖北武汉人，工程师，1989年 毕业于浙江大学化学系， 电话(027)86515662-65504，[email protected]。