环境水中总铁的测定

文章编号：l006-446X （2005）0l -006l -04
环境水中总铁的测定
杨丽珠杨新宇谢夏丰杨小凤仇佩虹!
（温州医学院药学院化学教研室，浙江
温州325027）摘要：在pH 8.5，0.04mol /L 的NH 3·H 2O-NH 4Cl 底液中，铁-甲基百里香酚蓝络合剂在NaNO 2
存在下，于-l.l0V （!".SCE ）产生一尖锐、灵敏的二次导数极谱波，峰电流与铁离子浓度在
3.0>l0-8~5.0>l0-6mol /L 范围内呈线性关系，检出限为l.0>l0-8mol /L 。

研究了该波的性质，
证明该波为催化吸附波。

铁（!）与络合剂的组成比为l I l 。

方法用于环境水和矿泉水中痕量总
铁的测定，结果满意。

关键词：铁；甲基百里香酚蓝络合剂（MTB ）；NaNO 2；催化吸附波
中图分类号：X 832；O 657.l4文献标识码：A
铁是动物组织和血液中重要的元素，也是人体必需的一种微量元素，它参与血红蛋白、肌红
蛋白、细胞色素和其它酶的合成，并参与氧的运输［l ］。

对于环境及食物样品中铁的含量的测定方
法已有很多报道。

目前，测定铁的方法有分光光度法［2，3］、原子吸收［4］、原子发射光谱法［5，6］、
化学发光法［7］、电化学分析方法等［8，9］。

甲基百里香酚蓝-NO -2催化吸附波用于铁离子测定尚未
见报道。

本文探讨了催化吸附波的性质，并用该法测定了环境水和矿泉水中总铁含量。

l 实验部分
l.l 仪器与试剂
JP-2，JP -303型示波极谱仪（成都仪器厂）
，三电极体系：滴汞电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂片为辅助电极。

883型笔式记录极谱仪，Model-828型精密酸度计（美国奥立龙），204-N 型电子天平（上海），BAS CV-50W 电化学系统（美国BAS 公司）。

甲基百里香酚蓝溶液：l.0>l0-2mol /L ；铁标准溶液：l 000"g /mL ，购于北京冶金研究所；
l.0>l0-3mol /L 亚铁标准储备溶液：称取硫酸亚铁铵［（NH 4）2Fe （SO 4）2
·6H 2O ］0.3900g 溶于500mL 蒸馏水中，再加入l.84g /mL 硫酸5mL ，移入l L 容量瓶中定容，用时按所需稀释；4.0mol /
L 的NaNO 2溶液；0.2mol /L 的NH 3·H 2O-NH 4Cl 缓冲液。

l.2实验方法
在l0mL 比色管中，依次加入pH 8.5，0.2mol /L NH 3·H 2O-NH 4Cl 缓冲液2.0mL ，4.0mol /L NaNO 2溶液5.0mL ，适量的铁（!）溶液和5.0>l0-4mol /L 的MTB 0.5mL ，用水稀释定容至l0mL ，摇匀静置l5min 后进行极谱测定，起始电位-0.60V ，扫速为250mV /S ，记录-l.l0V 处极谱波峰电流。

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收稿日期：2004-l2-30
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结果与讨论2.1最佳条件选择
试验了NaAc-HAc 、BR 、PBS 、六次甲基四胺等底液，只有在NH 3·H 2O-NH 4CI 缓冲液中波形好，灵敏度高。

实验选择pH 8.5、0.04mOI /L NH 3·H 2O-NH 4CI 缓冲液，2.5X 10-5mOI /L 的MTB ，2.0mOI /L 的NaNO 2，新峰的形状好，峰分开明显，峰电流大且稳定。

实验中发现，不管是加入等量的Fe 3+、Fe 2+，还是Fe 3+和Fe 2+的混合物，三者所得的极谱峰及循环伏安法的还原峰的高度和峰电位都是相等的。

由此可以确定在溶液中不管是存在Fe 3+还是Fe 2+，最终发生的反应是相同的。

这种方法可以用来测定样品中的总铁含量，原因是亚硝酸根可以把Fe 3+还原为Fe 2+。

为进一步证实上述变化，本文向待测液中加入适量的邻二氮菲，溶液变为橙红色，这说明了Fe 3+确实变成了Fe 2+。

2.2稳定性实验
实验表明，反应15min 后基本稳定，且被测溶液的峰电流的稳定时间在61以上。

2.3线性范围与检出限
在上述选定条件下，测得Fe （!）的线性范围在3.0X 10-8~5.0X 10-6mOI /L 之间，线性方程为i p （nA ）=-166.39+22.73X 108c （mOI /L ），相关系数r =0.9989，对空白溶液进行11次
测定，根据3!/K 求得检出限为1.0X 10-8mOI /L 。

RSD 为2.1%。

E /V 图1二次导数极谱图Fig 1SecOnd-Order derivative pOIarOgrams a.pH 8.50.04mOI /L NH 3·H 2O-NH 4CI +2.0mOI /L NaNO 2，b.a +2.5X 10-5mOI /L MTB ，c.b +5.0X 10-7mOI /L 的Fe （!）。

2.4干扰物质的影响
相对于5.0X 10-7mOI /L 的Fe （!）
，误差在110%以内干扰情况为：K +、NH 4+、Na +可以大
量存在，1000倍的CI -、NO 3-、S042-，600倍的
Ba 2+，500倍的Ag +、Pb 2+，400倍的Ca 2+，200
倍的Cu 2+，100倍的Mg 2+、AI 3+，20倍的Zn 2+，
5倍的Sn 4+，2倍的Ni 2+、As 3+Sn 4+不干扰；相
同浓度的Bi 3+不干扰，相同浓度的CO 2+干扰实验
的测定，在样品中加入丁二酮肟后可以用来掩蔽
CO 2+，环境水和矿泉水中含较多的Ca 2+和Mg 2+，
加入EDTA 来掩蔽。

2.5极谱波的性质
2.5.1极谱波形
由图1可见，pH 8.50.04mOI /L NH 3·H 2O-NH 4CI +2.0mOI /L NaNO 2的溶液中，当加入2.5X 10-5mOI /L MTB 时在-1.00~-1.40V
范围内无极谱波产生，（图1a ，图1b ）当加入5.0
X 10-7mOI /L 的Fe （!）后，在-1.10V 出现一新峰，显然，新峰来自Fe （"）-MTB 络合物的还原。

2.5.2直流极谱图在883型直流极谱仪绘制极谱图（图2）
，当溶液中不加Fe （!）时（图2a ）或不加MTB 时（图2b ）无峰出现。

在加入Fe （!）后，于-1.10V 左右出现峰形极谱波，且峰高随着Fe （!）的浓度的增加而增大（图2c ~e ）。

而且峰高不随汞柱高度的变化而变化。

·
26·
说明该波为典型的催化波。

图2直流极谱图
Fig2DC pOIarOgramS
a. 2.5X10-5mOI/L MTB+pH8.50.04mOI/L NH3·H2O-NH4CI+2.0mOI/L NaNO2，
b.pH8.50.04mOI/L NH3·H2O-NH4CI+2.0mOI/L NaNO2+1.0X10-6mOI/L Fe（!），
c.a+1.0X10-6mOI/L Fe（!）， c.a+2.0X10-6mOI/L Fe（!），
e.a+1.0X10-6mOI/L Fe（!）。

2.5.3络合物的组成和稳定常数的测定用连续变换法测得Fe（!）与MTB的组成比为111。

根据直线法公式：1/!
=1/!max+1/"!max［R］n），当"=1时为直线，故Fe（!）1MTB=111。

由
p
直线的截距和斜率求得稳定常数"=4.3X107。

2.5.4循环伏安图在CV-50W电化学系统上，悬汞电极作工作电极，扫速100mV/S，富集40 S，静止10S，富集电位-0.30V，分别对不同浓度Fe（!）的溶液作循环伏安图，发现只有还原波而无氧化波，说明该波为不可逆波。

连续循环伏安扫描4次发现，连续扫描后峰电流下降，说明是吸附控制。

2.5.5富集电位、富集时间和扫描速率的影响实验发现，富集电位越正，峰电流越大，实验选择富集电位为-0.30V。

峰电流随着富集时间的增加而增加，实验选择40S为富集时间。

在50 ~350mV/S内改变扫描速率测定峰电流和峰电位#p，以!p-!1/2作图，曲线偏离直线向上弯曲，峰电位#
随!增大而负移。

#与In!呈线性关系，以上事实表明，该催化波具有不可逆的吸
p
附波的性质。

2.6水样中总铁的测定
取环境水或矿泉水1.00mL，加入0.10mL的0.1%丁二酮肟，0.3mL的0.01mOI/L EDTA来掩蔽CO2+、Ca2+和Mg2+，按实验方法配制溶液进行极谱测定，结果列于表3。

与原子吸收测定结果相符。

·
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3
6
表1水样中总铁的分析结果
Tabie1Anaiyticai resuits of totai iron in water sampies单位：mg/L
样品本法测定值AAS测定值加入值测定总量回收率
/%
RSD（!=6）
/%
环境水0.1080.0950.100.211103.0 1.3
矿泉水0.0620.0700.100.15995.1 2.0
参考文献：
［1］马文瑾，李红丽.痕量铁的分析［J］.山西师大学报（自然科学版），1998，12（2）：49~54.
［2］叶巧云，蒋华江.新显色剂1-［（4，6-二甲基-2-嘧啶）偶氮］-2-羟基萘与铁（!）的分光光度法研究及其应用［J］.分析科学学报，2000，16（3）：223~226.
［3］白玲，倪永年.偏最小二乘分光光度法同时测定痕量铁、锰、铜、锌、钴和镍［J］.分析试验室，2002，21（1）：39~42.
［4］谢苏婧，谢树莲，谢宝妹.藻类植物中钙、镁、铁、锰、铜和锌含量分析［J］.光谱学与光谱分析，2003，23（3）：615~616.
［5］龚思维，楚民生，沈泽敏，等.ICP-AES法测定铝中铁、硅、铜、镓、镁、锌、锰和钛［J］.分析试验室，2004，23（1）：40~42.
［6］邓良平.ICP-AES法测定RZnA15RE合金中的镧、铈、铁、铝、铅、镉［J］.分析试验室，2000，19（3）：67 ~70.
［7］周方钦.鲁米诺-六氰合铁（!）酸钾-铁（"）化学发光反应体系的研究与应用［J］.理化检验化学分册，1996，32（4）：223~225.
［8］李建平.Fe（"）-硝基水杨基荧光酮络合吸附波研究［J］.理化检验化学分册，1989，25（4）：116~118.［9］王曙，刘怡.Fe（"）-络合物吸附波研究［J］.冶金分析，1995，15（5）：22~24.
Determination of Total Iron in Environmental Water
YANG Li-zhu，YANG Xin-yu，XIE Xia-feng，YANG Xiao-feng，OIU Pei-hong
（Schooi of Pharmacy，Wenzhou Medicai Coiiege，Wenzhou325027，China）
Abstract：In0.04moi/L NH3·H2O-NH4Ci buffer soiution，at pH8.5，a sensitive second derivative poiaro-graphic wave of Fe-MTB-NO2-compieX appears at-1.10V（"#.SCE）.The peak current is proportionai to iron concentration in the range of3.0X10-8~5.0X10-6moi/L，the detection iimit is1.0X10-8moi/L. Severai eiectrochemicai methods have been used to study the properties of the poiarographic wave.It is proved that the wave is a cataiytic adsorptive one.The moiar ratio of Fe（!）to MTB is111.This method has been successfuiiy appiied to the determination of trace totai iron in water sampies.
Key words：iron；methyi thymoi biue compieXone（MTB）；NaNO2cataiytic adsorptive wave ·
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环境水中总铁的测定
作者：杨丽珠， 杨新宇， 谢夏丰， 杨小凤， 仇佩虹， YANG Li-zhu， YANG Xin-yu，XIE Xia-feng， YANG Xiao-feng， QIU Pei-hong
作者单位：温州医学院药学院化学教研室,浙江,温州,325027
刊名：
广东微量元素科学
英文刊名：GUANGDONG TRACE ELEMENTS SCIENCE
年，卷(期)：2005,12(1)
被引用次数：1次
1.马文瑾;李红丽痕量铁的分析[期刊论文]-山西师大学报（自然科学版） 1998(02)
2.叶巧云;蒋华江新显色剂1-[(4,6-二甲基-2-嘧啶)偶氮]-2-羟基萘与铁(Ⅱ)的分光光度法研究及其应用[期刊论文]-分析科学学报 2000(03)
3.白玲;倪永年偏最小二乘分光光度法同时测定痕量铁、锰、铜、锌、钴和镍[期刊论文]-分析试验室2002(01)
4.谢苏婧;谢树莲;谢宝妹藻类植物中钙、镁、铁、锰、铜和锌含量分析[期刊论文]-光谱学与光谱分析2003(03)
5.龚思维;楚民生;沈泽敏ICP-AES法测定铝中铁、硅、铜、镓、镁、锌、锰和钛[期刊论文]-分析试验室2004(01)
6.邓良平ICP-AES法测定 RZnA15RE合金中的镧、铈、铁、铝、铅、镉[期刊论文]-分析试验室 2000(03)
7.周方钦鲁米诺-六氰合铁(Ⅱ)酸钾-铁(Ⅲ)化学发光反应体系的研究与应用 1996(04)
8.李建平Fe(Ⅲ)-硝基水杨基荧光酮络合吸附波研究 1989(04)
9.王曙;刘怡Fe(Ⅲ)-络合物吸附波研究 1995(05)
1.王涛.贺思敏.陈捷.杨黎明.惠宝军.李志军.王胜.徐娇预辐射聚丙烯纤维接枝N—异丙基丙烯酰胺及其对金属离子的吸附[会议论文]-2004
2.王涛.贺思敏.陈捷.杨黎明.惠宝军.李志军.王胜.徐娇预辐射聚丙烯纤维接枝N―异丙基丙烯酰胺及其对金属离子的吸附[会议论文]-2005
3.刘楚文.LIU Chu-wen两种方法测定水中总铁的比对试验分析[期刊论文]-云南环境科学2006,25(z2)
4.徐立生.蔡裕丰.XU Li-sheng.CAI Yu-feng邻菲哕啉直接光度法测定水中总铁[期刊论文]-干旱环境监测2009,23(1)
5.吴之传.唐斌.陈龙.王翔.WU Zhi-chuan.TANG Bin.CHEN Long.WANG Xiang偕胺肟纤维对Fe3+的吸附特性研究[期刊论文]-安徽工程科技学院学报（自然科学版）2007,22(4)
6.王义壮.侯冀川.Wang Yizhuang.Hou Jichuan吸附溶出伏安法同时测定电站锅炉用水中的痕量铜、铁[期刊论文]-工业水处理2008,28(9)
7.李华.张新申.蒋小萍化学发光法-流动注射联用测定总铁离子[期刊论文]-皮革科学与工程2004,14(1)
8.王涛.陈捷.贺思敏.杨黎明.李志军.王胜.徐娇.WANG Tao.CHEN Jie.HE Simin.YANG Liming.LI Zhijun .WANG Sheng.XU Jiao预辐射聚丙烯纤维接枝N-异丙基丙烯酰胺及其对Fe(Ⅱ)离子的吸附[期刊论文]-辐射研究与辐射工艺学报2006,24(1)。