磺基水杨酸分光光度法测定陶瓷原料中的微量铁_蔡新安

中国陶瓷│CHINA CERAMICS │2008(44)第 11 期│63【摘 要】：采用磺基水杨酸分光光度法，以磺基水杨酸为显色剂、双氧水为氧化剂, 控制pH 值为1.5～3,磺基水杨酸与Fe 3+生成稳定的紫红色配合物(1∶1)，其最大吸收波长在515nm 处，在等吸收点处测定吸光度，铁量在0.00～1.00mg 范围内符合比尔定律，该方法适用于陶瓷原料中微量铁的测定。

【关键词】:磺基水杨酸，分光光度法，铁引 言影响陶瓷白度的主要元素是铁化合物，故检验陶瓷原料中的铁含量对制备高质量的陶瓷十分重要，现有陶瓷原料中铁的测定主要采用原子吸收光谱法[1]，由于原子吸收光谱仪价贵昂贵，对一些小型原料厂不太现实，磺基水杨酸分光光度法以其特有的仪器简单，操作简便灵敏度高优点，非常适合铁含量的测定[2]，本文在此基础上，经过实验研究发现，在pH=1.5～3时，磺基水杨酸与Fe 3+可生成稳定的紫红色配合物(1∶1)，利用铁(Ⅲ)-磺基水杨酸显色体系及光度特性，可成功地用于陶瓷原料中微量铁的测定。

1 实验部分1.1 主要仪器与试剂752 型紫外-可见分光光度计（上海光谱仪器有限公司），Fe 3+标准溶液：准确称取经400℃灼烧的三氧化二铁（光谱纯）0.1000g 于烧杯中，加入（1+1）盐酸30mL，浓硝酸5mL，于水浴上溶解之后，移入1L 容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，以每毫升含三氧化二铁0.1mg/mL 做为储备液，使用时并稀释至0.05mg/mL。

pH2.0的盐酸溶液∶于1L 水中加入浓盐酸2.5mL,并用酸度计校正至2.0。

磺基水杨酸溶液浓度为10%。

以上试剂均为分析纯，水为双蒸馏水。

1.2 实验方法取一定量的含铁(Fe 3+)溶液于50mL 容量瓶中，加入少量双氧水使其中部分Fe 2+氧化为Fe 3+，然后加入磺基水杨酸溶液，用蒸馏水稀释并同时调节pH 值，定容，摇匀，以试剂空白为参比，采用1cm 比色皿测吸光度，求其中的铁含量。

准确称取0.5克左右烘干的陶瓷原料试样（精确至0.0001g）置于镍钳锅中，取NaOH 4g 将熔剂的2/3 与试样混匀，剩下的1/3 覆盖于上面，先低温加热，逐渐升高至1000℃，熔融10～15min 取出冷却后，将熔块用热水浸出于500mL 烧杯中，加入盐酸（密度1.19g/cm 3）20mL，盖上表面皿，待反应停止后用盐酸（1+1）及热水洗净坩埚、坩埚盖及表面皿，将烧杯移至沸水浴上，浓缩至硅酸胶体析出仅带少量液体为止（约10mL）。

取下，冷却至室温，加沸水10mL，用慢速定量滤纸过滤于100mL 容量瓶中，用热盐酸（1+19）洗涤5～6次，再用热水洗涤沉淀无氯离子止，加水定容至刻度。

移取5mL 于50mL 容量瓶中，加入少量双氧水氧化Fe 2+为Fe 3+,然后加入磺基水杨酸溶液,用蒸馏水稀释并同时调节pH 值，定容，用1cm 比色皿，以试剂空白作参比，在550nm 波长处，测定其吸光度。

由测得的吸光度值，通过工作曲线，查取铁的浓度，从而计算出试样中铁的含量。

2 结果与讨论2.1吸收光谱按实验方法配制磺基水杨酸铁溶液, 在波长460～640nm 范围内每隔10nm 测定一次吸光度,以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸光度随波长的变化曲线，如图1所示。

结果表明，515nm 为铁与磺基水杨酸所形成配合物的最佳吸收波长。

2.2溶液pH 值对吸光度的影响Fe 3+与磺基水杨酸配合物的形成与溶液pH 值有密切的关系。

图2为溶液pH 值对吸光度的影响。

由图2可见:Fe 3+与磺基水杨酸形成的配合物的吸光度随pH 值的增大而升高。

当pH 值<1.5和pH 值>3.0时,吸光度随pH磺基水杨酸分光光度法测定陶瓷原料中的微量铁蔡新安1，章慧芳1，李 硕2，杨晓波1（1景德镇高等专科学校生化系， 景德镇 333000；2中国轻工业陶瓷研究所， 景德镇 333000）图1 吸光度随波长变化曲线收稿日期：2008-8-29基金项目：景德镇高等专科学校科研重点资助项目，编号：TCYJ-08-01作者简介：蔡新安，男，江西丰城人，副教授。

主要从事有机化学、分析化学实验教学及陶瓷材料研究工作。

中 国 陶 瓷2008年 第 11 期64│中国陶瓷│CHINA CERAMICS │2008(44)第 11 期值的升高变化很明显：在pH 值1.5～3.0时吸收值变化较小。

图3为不同pH 值下Fe 3+与磺基水杨酸配合物的吸收曲线。

研究结果发现: pH 值高时，配合物的极大吸收波长向短波方向移动。

这表明，用该试剂测定铁时必须准确控制pH 值。

为避免pH 值的影响,可以利用测定550nm 处的等吸收点。

另外，不用等吸收点时，pH 值一定要准确调节，并采用pH 值影响较小(pH 2.0左右)的区域。

2.3显色时间对吸光度的影响本研究发现，采用的磺基水杨酸铁的稳定性较好，15min 后吸光度达最大，并可稳定存放24h 以上，本实验采用30min 后测定。

2.4显色剂用量磺基水杨酸用量对吸光度的影响如图4。

由图可以看出：随磺基水杨酸用量的增加，吸光度增大，当用量超过2mL 后，吸光度不再发生变化，故选用2mL10%磺基水杨酸。

2.5介质对溶液稳定性的影响本研究比较了不同pH 值的不同介质，发现磺基水杨酸铁在盐酸溶液中比在有醋酸和醋酸铵存在的介质中更稳定。

因此，本实验选用pH 值2.0左右的盐酸溶液为介质。

2.6铁标准曲线的绘制分别移取Fe 3+标准溶液(0.05mg/mL) 0，3，6，9，12，15，18mL 于50mL 容量瓶中，加入2mL10%磺基水杨酸，加水至刻度并同时调节pH 值，使其在1.5～3.0范围内，在波长550 nm 处以空白溶液为参比，测定其它溶液的吸光度，绘制标准曲线如 图5所示。

将上述实验数据进行统计处理，确定其回归方程为A=-0.00299+0.70206C(mg/50mL)，相关系数为0.9999。

2.7 干扰离子的影响实验考察了常见共存离子的干扰情况。

在Fe 3+为0.5mg/50mL 的溶液中加入不同量的干扰离子(mg)，若误差不超过5%，视为不干扰。

干扰离子试验结果表明: K +，NH 4+，Al 3+，Zn 2+，Na +，Cu 2+，Ag +，Mg 2+(50)；Ba 2+，Sr 2+，Ni 2+，Cd 2+，Co 2+，Hg 2+(5) ；Cr 3+ (1)，Mo (Ⅵ) (0.1)对实验没有干扰。

2.8 试样分析试样分析及回收试验结果可见表1。

3 结 论表1 试样分析结果及回收试验(n=6)Table1 Analysis results of the sample s and the retrieval experiments图2 溶液pH 值对吸光度的影响图3 不同pH 值下磺基水杨酸铁的吸收曲线图4 磺基水杨酸用量对吸光度的影响图5 磺基水杨酸铁的标准吸收曲2008年 第 11 期中 国 陶 瓷中国陶瓷│CHINA CERAMICS │2008(44)第 11 期│65SULFOSALICYLIC ACID SPECTROPHOTOMETRIC METHOD FOR THE DETECTION OF MICRO-IRON IN CERAMIC RAW MATERIALSCai Xin’an 1，Zhang Huifang 1，Li Shou 2，Yang Xiaobo 1（1 Department of and biochemical engineering,Jingdezhen comprehensive college, Jingdezhen 333000；2 Ceramic research insititute of light industry of China, Jingdezhen 333000）【Abstract】：Spectrophotometry is emplyed, with sulfosalicylic acid as chromogenic agent, H 2O 2 as oxidant, pH was to be controlled in the range of 1.5～3, Fe(Ⅲ) reacting with sulfosalicylic acid to form a complex compound (1∶1) , The maximum absorption wavelength of the complex was tested at 515 nm， and it was determined at the isoabsorptive point.There was coincident to Beer’s law in the range of 0.00～1.00mg. The method can be successfully applied for the determination of micro-iron in ceramic raw materials.【Keywords】:sulfosalicylic acid，spectrophotometry，iron3.1 利用铁(Ⅲ)-磺基水杨酸的显色体系及光度特性，可成功地用于陶瓷中微量铁的测定，结果令人满意。

3.2 本法分析步骤简单，准确度与灵敏度均较高，重现性好,可替代价格昂贵的原子吸收光谱仪。

可适用于小型原料厂进行铁常规快速检测。

参 考 文 献[1]陶瓷材料及制品化学分析方法GB/T 4734—1996[S]，江西景德镇，中国轻工业部陶瓷研究所，1997，10-12[2]张铨铭,战菊芳,李永华. 元素实用光度分析[M] . 辽宁:辽宁科学技术出版社, 1988, 482-514[24]蔡作乾，王琏，杨跟. 陶瓷材料辞典[M]. 北京：化学工业出版社，2002. 355～359[25]Kraynid A M. MRS Bull., 2003, 28(4): 275～278[26]Brown D D, Green D J. J. Am. Ceram. Soc., 1994, 77(6): 1467～1472[27]D.D.Brown, D.J. Green. Investigation of strut crack formation in open cell alumina ceramics. J. Am. Ceram. Soc. 1994,77 (6): 1467～1472[28]R. Brezny, D.J. Green, Fracture behavior of open-cell ceramics, J. Am.Ceram. Soc. 1989,72 (7): 1145~1152[29]Reynaud C, Thevenot F. Porosity dependence of mechanical properties of porous SiC verification of the minimum solid area model. Mater Sci Lett, 2000, (19): 871[30]杨刚滨，蔡序珩等. 多孔陶瓷制备技术及其进展[J ]. 河南科技大学学报(自然科学版)，2004, 25 (2): 99～103[31]李恒德，师昌绪主编. 中国材料发展现状及迈入新世纪对策. 济南：山东科学技术出版社，2002. 162MAJOR FACTORS INFLUENCE ON THE PROPERTIES OFSILICON CARBIDE FOAM CERAMICSJi Shuxia, Gong Benkui(Dept. of materials science and engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049)【Abstract】: With the combination of many excellent properties, sic foam ceramics have been becoming potential material. In this paper, the components, viscidity, PH of the slurry and phase composition, microstructure of the sintered body were analyzed in detail. The problems and development trend were also pointed out.【Keywords】: sic foam ceramics, slurry, microstructure, property（上接第53页·Continued from page 53）。