2.20 铁 2.20.1 方法一 磺基水杨酸法(高含量铁)1) 范围本法规定了锅炉水中总铁、工业循环水预膜时总铁含量的测定方法本法适用于含铁 0—3mg/L 的水样铁的含量高低是衡量设备管道腐蚀程度的重要依据2) 原理在 PH=8.5—11.5 时,三价铁离子 Fe3+与磺基水杨酸生成黄色络合物,可进行比色测定此络合物最大吸收波长为 420nm水样中的亚铁可氧化为高铁后进行测定3) 试剂和溶液3.1) 100g/L 磺基水杨酸:称取 10g 磺基水杨酸溶解稀释至 100mL 纯水中3.2) 1+1 氨水3.3) 浓硝酸(分析纯)3.4) 铁标准溶液:称取 0.8634g 硫酸高铁铵[Fe(NH 4)(SO4)2•12H2O]溶于 100mL1mol/L 的盐酸中,待溶解后转入 1L 的容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度,此液 1mL=0.1mg 铁3.5) 铁标准工作液:将上述溶液稀释 10 倍,得 1mL=0.01mg 铁标准工作液4) 仪器4.1) 分光光度计,3cm 吸收池4.2) 一般实验室仪器和玻璃量器4.3) 电炉5) 测定步骤5.1) 标准曲线的绘制分别吸取 0.01mg/mL 铁标准溶液0、1.00、2.00 、3.00、4.00、5.00mL 于 100mL 的烧杯中,各加入浓硝酸6 滴,用蒸馏水稀释至 25mL,加热煮沸约 3 分钟,冷却后移入 50mL 比色管中,各加入 100g/L 磺基水杨酸 5mL,摇动片刻,再加入 1+1 氨水 5mL,稀释至刻度摇匀,放置 15 分钟,以试剂空白为参比,在 420nm 波长下,用3cm 比色皿测定其吸光度,以吸光度为纵坐标,铁含量(mg)为横坐标绘制标准曲线。
5.2) 水样的测定 吸取水样 25mL 于 100mL 的烧杯中,加浓硝酸 6 滴,加热煮沸 3 分钟,其它步骤同 5.16) 分析结果的表述试样中总铁含量,以铁(Fe 3+)的质量浓度(mg/L) 表示,按下式计算:3F(/)10502mKABegLV 式中:m——从工作曲线上查得 Fe3+的质量,mgV——取样体积,mL 7) 注意事项7.1) 本法测出的水样为总铁7.2) 为了氧化水样中未完全被氧化的 Fe2+,以及防止三氯化铁黄色的干扰,故不用盐酸改为硝酸7.3) 磷酸盐对本法测定无干扰,故适用于循环水预膜排放,置换高含量磷酸盐运行的循环水及炉水中含铁量的测定2.20.2 方法二 邻菲啰啉法(低含量铁)1) 范围本方法适用于含铁 Fe2+ :5-200μg/L 的锅炉给水、天然水、澄清水、蒸气冷凝液中微量铁含量的测定2) 原理用盐酸羟胺将试样中的三价铁离子还原成二价铁离子,在 PH 为 4~5 时,二价铁离子可与邻菲啰啉生成橙红色络合物,在最大吸收波长 510nm 处,用分光光度计测定吸光度3) 试剂和溶液3.1) 1, 10 二氮杂菲溶液,0.12% (m/v):称取 1.20g 1,10 二氮杂菲溶解到加有 2 滴浓盐酸的 100mL 蒸馏水中,定容至 1000mL 棕色瓶中于暗处保存。
此溶液变暗就不能再用3.2) 盐酸羟胺溶液,100g/L:称取 10g 盐酸羟胺溶于 100mL 的蒸馏水中3.3) 醋酸—醋酸铵缓冲液:称取 100g 醋酸铵溶解于 150mL 蒸馏水中,加入 200mL 冰醋酸,蒸馏水稀释至 1L 混匀 3.4) 1+1 盐酸溶液3.5) 铁标准溶液储备液:称取 0.7022g 硫酸亚铁铵[Fe(NH 4)2(SO4)2•6H2O]溶于 50mL 蒸馏水中,加入 20mL 浓硫酸,然后移入 1L 容量瓶中,稀释至刻度,得 1mL=0.1000mgFe2+3.6) 铁标准工作溶液:移取上述储备液 25mL 稀释在 500mL 容量瓶中得 1mL=0.0050mg 铁的工作液,此液当天有效4) 仪器4.1) 分光光度计 3cm 吸收池4.2) 一般实验室仪器和玻璃量器4.3) 电炉5) 测定步骤5.1) 标准曲线的绘制 依次移取铁标准工作液 0、2.00、4.00 、6.00 、8.00 、10.00mL 于六个100mL 容量瓶中,加入蒸馏水至 25mL,再加 1+1 盐酸 2mL,100g/L 盐酸羟胺 2mL,摇匀,静置 5min。
加入 5mL 醋酸 -醋酸铵缓冲溶液,摇匀,加入 0.12%邻菲啰啉溶液 5mL,稀释至刻度,摇匀室温下放置 15 分钟,以试剂空白为参比,在 510nm 处用 3cm 比色皿测量吸光度,以测得的吸光度为纵坐标,相对应的铁离子含量为横坐标绘制工作曲线5.2) 样品总铁的测定:取 50.0mL 混匀水样于 250mL 锥形瓶中,加 1+1 盐酸 2mL,盐酸羟胺溶液 2mL,加热煮沸 10 分钟,冷却到室温后,将溶液移入 100mL 容量瓶内,加入 5mL 醋酸- 醋酸铵缓冲溶液,摇匀,加入 0.12%邻菲啰啉溶液 5mL,加水至刻度,摇匀室温下放置 15 分钟,以试剂空白为参比,在 510nm 处用3cm 比色皿测量吸光度 5.3) 亚铁的测定 取水样 50.0mL,免去加热和加盐酸羟胺溶液,其它步骤同总铁的测定 6) 分析结果的表述6.1) 试样中总铁含量(X 1),以铁(Fe 2+)的质量浓度(mg/L)表示,按式(1) 计算:X1 = ×1000 … ……………(1)Vm05KAB式中:m 1—从工作曲线上查得的以 mg 表示的 Fe 质量;V1—取样体积,mL。
6.2) 试样中亚铁含量(X 2),以铁(Fe 2+)的质量浓度(mg/L)表示,按式(2) 计算:X2 = ×1000 … ……………(2)式中:m 2—从工作曲线上查得的以 mg 表示的 Fe 质量;V2—取样体积,mLFe3+(mg/L)=总铁(mg/L)—亚铁(mg/L)7) 注意事项7.1) 本法测定总铁为酸溶性铁,包括 Fe2+、Fe 3+铁络合物及悬浮物7.2) 邻菲啰啉能与某些金属离子形成有色络合物而干扰测定但在乙酸-乙酸铵的缓冲溶液中,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,可加入过量显色剂予以消除汞、镉、银等能与邻菲啰啉形成沉淀,若浓度低时,可加过量邻菲啰啉来消除;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7.3) 要保证全部铁的溶解和还原水样含有 NO2—等强氧化剂时,应加大盐酸羟胺的用量7.4) 如果用刚果红指示 pH 值,要注意,因试纸会在溶液中形成纸毛而影响吸光度。