钢铁酸洗废液中Fe_3_和Fe_2_的测定
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Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｓｔｅｅｌ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｌｉｑｕｏｒ； Ｆｅ３＋； Ｆｅ２＋； ｆｅｒｒｏ－ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｌｕｉｄ； ＥＤＴＡ； ｏｘｉｄａｔｉｏｎ
钢 铁 酸 洗 废 液 中 一 般 含 有 ０．０５￣５ ｇ／Ｌ 的 Ｆｅ３＋和 ６０￣２５０ ｇ／Ｌ 的 Ｆｅ２＋， 以及少量的 Ｍｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｒ３＋、Ｎｉ２＋等 可溶性金属盐， 制备铁磁流体和铁磁氧体是酸洗废液 无 害 化 和 ［１￣３］ Ｆｅ２＋资 源 化 的 有 效 途 径［４， ５］， 而 准 确 测 定 强 酸性钢铁酸洗废液中 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋是其资源化利用的前 提． 测定Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋的方法较多， 如滴定法、分光光度法、原 子吸收分光光度法等［６］， 它们都具有较高的准确性． 但在 钢铁酸洗液中， 其强酸性和较多的杂质离子 Ｃｕ２＋、Ｍｏ６＋、 Ａｓ５＋、Ｓｂ５＋的存在， 干扰了铁的测定； 大量的偏硅酸存在， 由于吸附作用 Ｆｅ２＋还原不完全， 也影响测试结果的准 确性． 本文采用乙二胺四乙酸二钠（ ＥＤＴＡ） 络合滴定法 结合强氧化剂的使用， 测定了酸洗液中的 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋．
用 移 液 管 准 确 移 取 １ ｍＬ 酸 洗 液 于 ２５０ ｍＬ 三 角
收稿日期： ２００８－ ０４－ ０３
基金项目： 天津市科技攻关计划重大项目（ ０５ＹＦＧＤＧＸ１００００－ ３）
作者简介： 张永刚（ １９７３—） ， 男， 博士， 副教授， 硕士生导师． Ｅ－ ｍａｉｌ： ｚｈａｎｇｙｇ＠ｔｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
— ４０ —
天津工业大学学报
第 ２７ 卷
瓶中， 稀释至 １００ ｍＬ， 用 １＋１ 氨水及 １＋１ ＨＣｌ 调节 ｐＨ
值 至 １．８～２．５． 加 １ ｍＬ ２０％ 磺 基 水 杨 酸 作 指 示 剂 ， 用
０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 滴至红紫色消失， 记下 ＥＤＴＡ 溶液的
体积读数 ａ． 再加入 ３ ｍＬ １０％ （ ＮＨ４） ２Ｓ２Ｏ８ 溶液加热至 ６０～７０ ℃， 继续用 ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 溶液滴至红紫色消
１ 实验原理
ｐＨ＝１．８～２．５ 的 酸 性 溶 液 中 ， Ｆｅ３＋与 磺 基 水 杨 酸 生 成稳定的红紫色络合物， 在此条件下， 只有 Ｆｅ３＋与磺基 水杨酸根离子 （ ＳＳａｌ２－ ） 络合显色， Ｆｅ２＋则不显示颜色．
颜 色 强 度 与 铁 的 含 量 成 正 比 ， 其 反 应 式 为 ： Ｆｅ３ ＋＋ ３ＳＳａｌ２－＝［ Ｆｅ（ ＳＳａｌ） ３］ ３－． 当向该溶液中滴加 ＥＤＴＡ 后， 因 ＥＤＴＡ 与 Ｆｅ３＋络 合 能 力 强 于 磺 基 水 杨 酸 ， Ｆｅ３＋优 先 与 ＥＤＴＡ 结合成亮黄色络合物， 使原来的红紫色消失， 终 点变色明显． 若溶液中含有 Ｆｅ２＋， 可先测出 Ｆｅ３＋的质量 浓 度 ， 再 利 用 强 氧 化 剂 过 硫 酸 铵 （ ＮＨ４） ２Ｓ２Ｏ８ 将 Ｆｅ２＋氧 化成 Ｆｅ３＋， 继续用标准 ＥＤＴＡ 溶液滴定， 则可测得 Ｆｅ２＋ 的质量浓度．
［３］ 何 强 芳 ， 李 国 明 ， 陈 烁．水 基 Ｆｅ３Ｏ４ 磁 流 体 的 制 备［Ｊ］． 应 用 化学， ２００５， ２２（ ６） ： ６６５－ ６６８．
［４］ 马 涛 ， 吴 静 芝 ， 杨 丽 珍 ， 等． 纳 米 磁 性 液 体 的 制 备 和 性 能 ［Ｊ］．机械工程材料， ２００６， ３０（ ２） ： ５８－ ６０．
失， 记下 ＥＤＴＡ 溶液的体积读数 ｂ． Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋的质量
浓度按下式计算：
Ｃ ３＋＝＝０．１×ａ×５６／Ｖ； Ｃ ２＋＝＝０．１×ｂ×５６／Ｖ
Ｆｅ
Ｆｅ
式中， Ｃ Ｃ 和 ３＋ ２＋ 分别为酸洗液中 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋的质量浓
Ｆｅ
Ｆｅ
度（ ｇ／Ｌ） ； ａ、ｂ 为 ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 消 耗 量 （ ｍＬ） ； ５６ 为 铁
［５］ 张金升， 尹衍升， 吕忆农， 等． 磁性流体中纳米 Ｆｅ３Ｏ４ 粒子包 覆结构的研究［Ｊ］． 中国科学（ Ｅ 辑） ， ２００３， ３３（ ７） ： ６０９－ ６１３．
［６］ 国家环境保护总局．水和废水监测分析方法［Ｍ］． ３ 版： 北京： 中国环境科学出版社， １９８９．
２ 实验测试
２．１ 试验原料 所 用 试 剂 有 ： Ｈ２ＳＯ４、Ｈ３ＰＯ４、ＥＤＴＡ 均 为 分 析 纯 试
剂 ， 市 售 ； ２０％磺 基 水 杨 酸 ， １０％ （ ＮＨ４） ２ Ｓ２Ｏ８ 溶 液 ， ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 标准溶液， １＋１ 氨水， １＋１ＨＣｌ， 为实验室自 配； 钢铁盐酸酸洗废液， 河北省某轧钢厂提供． ２．２ 测定步骤
３
４
５ （ ｇ·Ｌ－１）
Ｆｅ３＋ ３．９１ ３．８１ ３．９７ ３．９１ ４．０３ ３．９３
Ｆｅ２＋ １１８．７２ １１７．６０ １１８．１６ １１６．４８ １１７．６０ １１７．７１
标准 相对标准 偏差 偏差／％ ０．０８ ２．０８ ０．８３ ０．７１
３．２ 加标回收试验 取上述钢铁盐酸酸洗溶液 １．０ ｍＬ， 用蒸馏水稀释
不 同 ｐＨ 值 条 件 下 ， Ｆｅ３＋与 磺 基 水 杨 酸 根 离 子 形 成颜色不同的络合 物 ： ｐＨ 值 为 １．８～２．５ 时 ， 形 成 红 紫 色络合物 ［ Ｆｅ（ ＳＳａｌ） ］ ＋； ｐＨ 值 为 ４．０～８．０ 时 ， 形 成 褐 色 络合 物 ［ Ｆｅ（ ＳＳａｌ） ］ ２－ ； ｐＨ 值 为 ８．０～１１．５ 时 ， 形 成 黄 色 ［ Ｆｅ（ ＳＳａｌ） ３］ ３－ ． 可见在不同 ｐＨ 值范围内， Ｆｅ３＋与磺基水 杨酸形成络合物的颜色相差较大， 而当溶液 ｐＨ＞１２．０ 时， Ｆｅ３＋则水解生成 Ｆｅ （ ＯＨ） ３ 沉淀． 若溶液中无 ＥＤＴＡ 存在时， Ｆｅ３＋在 ｐＨ 值为 ２．０～３．０ 时便开始生成氢氧化 物沉淀． ＥＤＴＡ 对于防止金属离子水解是必要的， 但影 响测定质量的关键因素是对溶液 ｐＨ 值的精确控制．
的摩尔质量； Ｖ 为所取酸洗液体积（ ｍＬ） ．
３ 结果与讨论
３．１ 测定结果 表 １ 为钢铁酸洗废液样品中铁离子的测定结果．
表 １ 样品测定结果 Ｔａｂ．１ Ｍｅａｓｕｒ ｅｍｅｎｔ ｒ ｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｌｉｑｕｏｒ
铁
测定值／（ ｇ·Ｌ－１）
均值／
离子 １
２
４结论
以磺基水杨酸为指示剂， 采用 ＥＤＴＡ 络合滴定可 直接准确测定钢铁酸洗废液中的 Ｆｅ３＋； 并通过继续添 加强氧化剂过硫酸铵， 可将溶液中的 Ｆｅ２＋ 全部转化成 Ｆｅ３＋， 仍采用 ＥＤＴＡ 络合滴定准确测定钢铁酸洗废液 中的 Ｆｅ２＋． 为准确测定钢铁酸洗废液中的 Ｆｅ３＋ 和 Ｆｅ２＋， 需对溶液 ｐＨ 值进行精确控制．
铁 离子含量 加入标准量 测定总量
离子
／ｍｇ
／ｍｇ
／ｍｇ
１．２２５．１３源自Ｆｅ３＋３．９３２．９８
６．９７
５．４６
９．３３
Ｆｅ２＋ １１７．７１
４．５２ ７．２４ １０．０２
１２２．２５ １２５．０１ １２７．６９
回收量 ／ｍｇ
１．２０ ３．０４ ５．４０
４．５４ ７．３０ ９．９８
加标回收率 ／％
９８．３６ １０２．０１ ９８．９０
Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋与 ＥＤＴＡ 形 成 的 络 合 物 的 稳 定 常 数 分
别 为 ｌｇ ＫＦｅ３ ＋＝２５．１、ｌｇ ＫＦｅ２ ＋＝１４．３２． 正 是 因 为 Ｆｅ３ ＋ 与 ＥＤＴＡ 形成络合物的稳定常数远大于 Ｆｅ２＋与 ＥＤＴＡ 络 合物的稳定常数， 所以在 ｐＨ 值为 １．８～２．０ 的范围内， Ｆｅ２＋的存在不干扰 Ｆｅ３＋的测定． Ｆｅ３＋与磺基水杨酸 形 成 红紫色络合物， 因此当 Ｆｅ２＋存在于酸性溶液中时， 以磺 基水杨酸为指示剂， 用标准 ＥＤＴＡ 溶液滴定法可准确 测定 Ｆｅ３＋含量． 测定 Ｆｅ３＋后， 用过硫酸铵作氧化剂， 在 受热条件下将溶液中的 Ｆｅ２＋ 全部转化成 Ｆｅ３＋， 在相同 滴定条件下， 继续用 ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 溶液滴定溶液中 Ｆｅ２＋氧化成 Ｆｅ３＋的含量， 即可求出溶液中 Ｆｅ２＋的含 量． 因此， 可在同一实验中连续测定 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋． ３．４ ｐＨ 值对测定的影响
（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｉａｎｊｉｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ａｉｍｅｄ ａｔ Ｆｅ３＋ ａｎｄ Ｆｅ２＋ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｒｏｎｇ ａｃｉｄｉｔｙ ｓｏｌｕｔｉｏｎ， ＥＤＴＡ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ Ｆｅ３＋ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｌｉｑｕｏｒ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ Ｆｅ２＋ ｂｙ ｔｈｅ ｈｅｌｐ ｏｆ ｓｔｒｏｎｇ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＥＤＴＡ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｆｅ３＋ ａｎｄ Ｆｅ２＋ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｌｉｑｕｏｒ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ．
中图分类号： ＴＱ１７８； Ｘ７０３； ＴＱ１１１．３
文献标识码： Ａ
文章编号： １６７１－ ０２４Ｘ（ ２００８） ０４－ ００３９－ ０２
Ｆｅ３＋ ａｎｄ Ｆｅ２＋ ｄｅｔｅｒ ｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｌｉｑｕｏｒ
ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇ－ ｇａｎｇ， ＧＡＯ Ｙａ－ ｎａｎ
摘 要： 针对强酸性溶液中 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋的测定， 提出采用 ＥＤＴＡ 络合滴定法测定钢铁酸洗废液中的 Ｆｅ３＋， 并在强氧化
剂存在下测定废液中的 Ｆｅ２＋． 实验表明， 在精确控制 ｐＨ 值条件下， 此法可对 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋进行连续准确的测定．
关键词： 钢铁酸洗废液； Ｆｅ３＋； Ｆｅ２＋； 铁磁流体； ＥＤＴＡ； 氧化
１００．４４ １００．８３ ９９．６０
由 表 ２ 可 见 ， Ｆｅ２＋ 和 Ｆｅ３＋ 的 加 标 回 收 率 均 接 近 １００％． 说明采用 ＥＤＴＡ 络合滴定法测定钢铁酸洗废液 中的 Ｆｅ３＋， 并在强氧化剂存在下测定废液中 Ｆｅ２＋的测 定 方 法 ， 可 有 效 避 免 钢 铁 酸 洗 液 中 杂 质 离 子 Ｃｕ２＋、 Ｍｏ６＋、Ａｓ５＋、Ｓｂ５＋对铁离子测定的干扰． ３．３ ＥＤＴＡ 络合滴定测定 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋
参考文献：
［１］ 王 文 生 ， 郑 龙 熙 ， 高 福 祥．用 轧 钢 酸 洗 废 液 制 备 铁 磁 流 体 的 研究［Ｊ］． 金属矿山， １９９４， ２１１（ １） ： ２７， ４４－ ４６．
［２］ 何明兴， 何安西， 陈秀云， 等．钢板酸洗废液制备高纯氧化铁 的研究［Ｊ］． 钢铁钒铁， ２０００， ２１（ ４） ： １８－ ２２．
第 ２７ 卷 第 ４ 期 ２００８ 年 ８ 月
天津工业大学学报 Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＩＡＮＪ ＩＮ ＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．４ Ａｕｇｕｓｔ ２００８
钢铁酸洗废液中 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋的测定
张永刚， 高亚男
（ 天津工业大学 材料科学与化学工程学院， 天津 ３００１６０）
至 １００ ｍＬ， 分 别 加 入 含 Ｆｅ３＋１．２２、２．９８、５．４６ ｍｇ 及 含 Ｆｅ２＋４．５２、７．２４、１０．０２ ｍｇ 的标准溶液， 然后利用 ＥＤＴＡ 法分别测定， 其结果见表 ２．
表 ２ 加标回收实验结果 Ｔａｂ．２ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｆｅ３＋ ａｎｄ Ｆｅ２＋ ｒ ｅｃｏｖｅｒ ｅｄ ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔ
钢 铁 酸 洗 废 液 中 一 般 含 有 ０．０５￣５ ｇ／Ｌ 的 Ｆｅ３＋和 ６０￣２５０ ｇ／Ｌ 的 Ｆｅ２＋， 以及少量的 Ｍｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｒ３＋、Ｎｉ２＋等 可溶性金属盐， 制备铁磁流体和铁磁氧体是酸洗废液 无 害 化 和 ［１￣３］ Ｆｅ２＋资 源 化 的 有 效 途 径［４， ５］， 而 准 确 测 定 强 酸性钢铁酸洗废液中 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋是其资源化利用的前 提． 测定Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋的方法较多， 如滴定法、分光光度法、原 子吸收分光光度法等［６］， 它们都具有较高的准确性． 但在 钢铁酸洗液中， 其强酸性和较多的杂质离子 Ｃｕ２＋、Ｍｏ６＋、 Ａｓ５＋、Ｓｂ５＋的存在， 干扰了铁的测定； 大量的偏硅酸存在， 由于吸附作用 Ｆｅ２＋还原不完全， 也影响测试结果的准 确性． 本文采用乙二胺四乙酸二钠（ ＥＤＴＡ） 络合滴定法 结合强氧化剂的使用， 测定了酸洗液中的 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋．
用 移 液 管 准 确 移 取 １ ｍＬ 酸 洗 液 于 ２５０ ｍＬ 三 角
收稿日期： ２００８－ ０４－ ０３
基金项目： 天津市科技攻关计划重大项目（ ０５ＹＦＧＤＧＸ１００００－ ３）
作者简介： 张永刚（ １９７３—） ， 男， 博士， 副教授， 硕士生导师． Ｅ－ ｍａｉｌ： ｚｈａｎｇｙｇ＠ｔｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
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天津工业大学学报
第 ２７ 卷
瓶中， 稀释至 １００ ｍＬ， 用 １＋１ 氨水及 １＋１ ＨＣｌ 调节 ｐＨ
值 至 １．８～２．５． 加 １ ｍＬ ２０％ 磺 基 水 杨 酸 作 指 示 剂 ， 用
０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 滴至红紫色消失， 记下 ＥＤＴＡ 溶液的
体积读数 ａ． 再加入 ３ ｍＬ １０％ （ ＮＨ４） ２Ｓ２Ｏ８ 溶液加热至 ６０～７０ ℃， 继续用 ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 溶液滴至红紫色消
１ 实验原理
ｐＨ＝１．８～２．５ 的 酸 性 溶 液 中 ， Ｆｅ３＋与 磺 基 水 杨 酸 生 成稳定的红紫色络合物， 在此条件下， 只有 Ｆｅ３＋与磺基 水杨酸根离子 （ ＳＳａｌ２－ ） 络合显色， Ｆｅ２＋则不显示颜色．
颜 色 强 度 与 铁 的 含 量 成 正 比 ， 其 反 应 式 为 ： Ｆｅ３ ＋＋ ３ＳＳａｌ２－＝［ Ｆｅ（ ＳＳａｌ） ３］ ３－． 当向该溶液中滴加 ＥＤＴＡ 后， 因 ＥＤＴＡ 与 Ｆｅ３＋络 合 能 力 强 于 磺 基 水 杨 酸 ， Ｆｅ３＋优 先 与 ＥＤＴＡ 结合成亮黄色络合物， 使原来的红紫色消失， 终 点变色明显． 若溶液中含有 Ｆｅ２＋， 可先测出 Ｆｅ３＋的质量 浓 度 ， 再 利 用 强 氧 化 剂 过 硫 酸 铵 （ ＮＨ４） ２Ｓ２Ｏ８ 将 Ｆｅ２＋氧 化成 Ｆｅ３＋， 继续用标准 ＥＤＴＡ 溶液滴定， 则可测得 Ｆｅ２＋ 的质量浓度．
［３］ 何 强 芳 ， 李 国 明 ， 陈 烁．水 基 Ｆｅ３Ｏ４ 磁 流 体 的 制 备［Ｊ］． 应 用 化学， ２００５， ２２（ ６） ： ６６５－ ６６８．
［４］ 马 涛 ， 吴 静 芝 ， 杨 丽 珍 ， 等． 纳 米 磁 性 液 体 的 制 备 和 性 能 ［Ｊ］．机械工程材料， ２００６， ３０（ ２） ： ５８－ ６０．
失， 记下 ＥＤＴＡ 溶液的体积读数 ｂ． Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋的质量
浓度按下式计算：
Ｃ ３＋＝＝０．１×ａ×５６／Ｖ； Ｃ ２＋＝＝０．１×ｂ×５６／Ｖ
Ｆｅ
Ｆｅ
式中， Ｃ Ｃ 和 ３＋ ２＋ 分别为酸洗液中 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋的质量浓
Ｆｅ
Ｆｅ
度（ ｇ／Ｌ） ； ａ、ｂ 为 ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 消 耗 量 （ ｍＬ） ； ５６ 为 铁
［５］ 张金升， 尹衍升， 吕忆农， 等． 磁性流体中纳米 Ｆｅ３Ｏ４ 粒子包 覆结构的研究［Ｊ］． 中国科学（ Ｅ 辑） ， ２００３， ３３（ ７） ： ６０９－ ６１３．
［６］ 国家环境保护总局．水和废水监测分析方法［Ｍ］． ３ 版： 北京： 中国环境科学出版社， １９８９．
２ 实验测试
２．１ 试验原料 所 用 试 剂 有 ： Ｈ２ＳＯ４、Ｈ３ＰＯ４、ＥＤＴＡ 均 为 分 析 纯 试
剂 ， 市 售 ； ２０％磺 基 水 杨 酸 ， １０％ （ ＮＨ４） ２ Ｓ２Ｏ８ 溶 液 ， ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 标准溶液， １＋１ 氨水， １＋１ＨＣｌ， 为实验室自 配； 钢铁盐酸酸洗废液， 河北省某轧钢厂提供． ２．２ 测定步骤
３
４
５ （ ｇ·Ｌ－１）
Ｆｅ３＋ ３．９１ ３．８１ ３．９７ ３．９１ ４．０３ ３．９３
Ｆｅ２＋ １１８．７２ １１７．６０ １１８．１６ １１６．４８ １１７．６０ １１７．７１
标准 相对标准 偏差 偏差／％ ０．０８ ２．０８ ０．８３ ０．７１
３．２ 加标回收试验 取上述钢铁盐酸酸洗溶液 １．０ ｍＬ， 用蒸馏水稀释
不 同 ｐＨ 值 条 件 下 ， Ｆｅ３＋与 磺 基 水 杨 酸 根 离 子 形 成颜色不同的络合 物 ： ｐＨ 值 为 １．８～２．５ 时 ， 形 成 红 紫 色络合物 ［ Ｆｅ（ ＳＳａｌ） ］ ＋； ｐＨ 值 为 ４．０～８．０ 时 ， 形 成 褐 色 络合 物 ［ Ｆｅ（ ＳＳａｌ） ］ ２－ ； ｐＨ 值 为 ８．０～１１．５ 时 ， 形 成 黄 色 ［ Ｆｅ（ ＳＳａｌ） ３］ ３－ ． 可见在不同 ｐＨ 值范围内， Ｆｅ３＋与磺基水 杨酸形成络合物的颜色相差较大， 而当溶液 ｐＨ＞１２．０ 时， Ｆｅ３＋则水解生成 Ｆｅ （ ＯＨ） ３ 沉淀． 若溶液中无 ＥＤＴＡ 存在时， Ｆｅ３＋在 ｐＨ 值为 ２．０～３．０ 时便开始生成氢氧化 物沉淀． ＥＤＴＡ 对于防止金属离子水解是必要的， 但影 响测定质量的关键因素是对溶液 ｐＨ 值的精确控制．
的摩尔质量； Ｖ 为所取酸洗液体积（ ｍＬ） ．
３ 结果与讨论
３．１ 测定结果 表 １ 为钢铁酸洗废液样品中铁离子的测定结果．
表 １ 样品测定结果 Ｔａｂ．１ Ｍｅａｓｕｒ ｅｍｅｎｔ ｒ ｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｌｉｑｕｏｒ
铁
测定值／（ ｇ·Ｌ－１）
均值／
离子 １
２
４结论
以磺基水杨酸为指示剂， 采用 ＥＤＴＡ 络合滴定可 直接准确测定钢铁酸洗废液中的 Ｆｅ３＋； 并通过继续添 加强氧化剂过硫酸铵， 可将溶液中的 Ｆｅ２＋ 全部转化成 Ｆｅ３＋， 仍采用 ＥＤＴＡ 络合滴定准确测定钢铁酸洗废液 中的 Ｆｅ２＋． 为准确测定钢铁酸洗废液中的 Ｆｅ３＋ 和 Ｆｅ２＋， 需对溶液 ｐＨ 值进行精确控制．
铁 离子含量 加入标准量 测定总量
离子
／ｍｇ
／ｍｇ
／ｍｇ
１．２２５．１３源自Ｆｅ３＋３．９３２．９８
６．９７
５．４６
９．３３
Ｆｅ２＋ １１７．７１
４．５２ ７．２４ １０．０２
１２２．２５ １２５．０１ １２７．６９
回收量 ／ｍｇ
１．２０ ３．０４ ５．４０
４．５４ ７．３０ ９．９８
加标回收率 ／％
９８．３６ １０２．０１ ９８．９０
Ｆｅ３＋、Ｆｅ２＋与 ＥＤＴＡ 形 成 的 络 合 物 的 稳 定 常 数 分
别 为 ｌｇ ＫＦｅ３ ＋＝２５．１、ｌｇ ＫＦｅ２ ＋＝１４．３２． 正 是 因 为 Ｆｅ３ ＋ 与 ＥＤＴＡ 形成络合物的稳定常数远大于 Ｆｅ２＋与 ＥＤＴＡ 络 合物的稳定常数， 所以在 ｐＨ 值为 １．８～２．０ 的范围内， Ｆｅ２＋的存在不干扰 Ｆｅ３＋的测定． Ｆｅ３＋与磺基水杨酸 形 成 红紫色络合物， 因此当 Ｆｅ２＋存在于酸性溶液中时， 以磺 基水杨酸为指示剂， 用标准 ＥＤＴＡ 溶液滴定法可准确 测定 Ｆｅ３＋含量． 测定 Ｆｅ３＋后， 用过硫酸铵作氧化剂， 在 受热条件下将溶液中的 Ｆｅ２＋ 全部转化成 Ｆｅ３＋， 在相同 滴定条件下， 继续用 ０．１ ｍｏｌ／Ｌ ＥＤＴＡ 溶液滴定溶液中 Ｆｅ２＋氧化成 Ｆｅ３＋的含量， 即可求出溶液中 Ｆｅ２＋的含 量． 因此， 可在同一实验中连续测定 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋． ３．４ ｐＨ 值对测定的影响
（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｔｉａｎｊｉｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ａｉｍｅｄ ａｔ Ｆｅ３＋ ａｎｄ Ｆｅ２＋ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｒｏｎｇ ａｃｉｄｉｔｙ ｓｏｌｕｔｉｏｎ， ＥＤＴＡ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｂｒｏｕｇｈｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ Ｆｅ３＋ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｌｉｑｕｏｒ， ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ Ｆｅ２＋ ｂｙ ｔｈｅ ｈｅｌｐ ｏｆ ｓｔｒｏｎｇ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＥＤＴＡ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｖａｌｕｅ ｏｆ Ｆｅ３＋ ａｎｄ Ｆｅ２＋ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｌｉｑｕｏｒ ｂｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｐＨ ｖａｌｕｅ ｐｒｅｃｉｓｅｌｙ．
中图分类号： ＴＱ１７８； Ｘ７０３； ＴＱ１１１．３
文献标识码： Ａ
文章编号： １６７１－ ０２４Ｘ（ ２００８） ０４－ ００３９－ ０２
Ｆｅ３＋ ａｎｄ Ｆｅ２＋ ｄｅｔｅｒ ｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｔｅｅｌ ｐｉｃｋｌｉｎｇ ｗａｓｔｅ ａｃｉｄ ｌｉｑｕｏｒ
ＺＨＡＮＧ Ｙｏｎｇ－ ｇａｎｇ， ＧＡＯ Ｙａ－ ｎａｎ
摘 要： 针对强酸性溶液中 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋的测定， 提出采用 ＥＤＴＡ 络合滴定法测定钢铁酸洗废液中的 Ｆｅ３＋， 并在强氧化
剂存在下测定废液中的 Ｆｅ２＋． 实验表明， 在精确控制 ｐＨ 值条件下， 此法可对 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋进行连续准确的测定．
关键词： 钢铁酸洗废液； Ｆｅ３＋； Ｆｅ２＋； 铁磁流体； ＥＤＴＡ； 氧化
１００．４４ １００．８３ ９９．６０
由 表 ２ 可 见 ， Ｆｅ２＋ 和 Ｆｅ３＋ 的 加 标 回 收 率 均 接 近 １００％． 说明采用 ＥＤＴＡ 络合滴定法测定钢铁酸洗废液 中的 Ｆｅ３＋， 并在强氧化剂存在下测定废液中 Ｆｅ２＋的测 定 方 法 ， 可 有 效 避 免 钢 铁 酸 洗 液 中 杂 质 离 子 Ｃｕ２＋、 Ｍｏ６＋、Ａｓ５＋、Ｓｂ５＋对铁离子测定的干扰． ３．３ ＥＤＴＡ 络合滴定测定 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋
参考文献：
［１］ 王 文 生 ， 郑 龙 熙 ， 高 福 祥．用 轧 钢 酸 洗 废 液 制 备 铁 磁 流 体 的 研究［Ｊ］． 金属矿山， １９９４， ２１１（ １） ： ２７， ４４－ ４６．
［２］ 何明兴， 何安西， 陈秀云， 等．钢板酸洗废液制备高纯氧化铁 的研究［Ｊ］． 钢铁钒铁， ２０００， ２１（ ４） ： １８－ ２２．
第 ２７ 卷 第 ４ 期 ２００８ 年 ８ 月
天津工业大学学报 Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＩＡＮＪ ＩＮ ＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏｌ．２７ Ｎｏ．４ Ａｕｇｕｓｔ ２００８
钢铁酸洗废液中 Ｆｅ３＋和 Ｆｅ２＋的测定
张永刚， 高亚男
（ 天津工业大学 材料科学与化学工程学院， 天津 ３００１６０）
至 １００ ｍＬ， 分 别 加 入 含 Ｆｅ３＋１．２２、２．９８、５．４６ ｍｇ 及 含 Ｆｅ２＋４．５２、７．２４、１０．０２ ｍｇ 的标准溶液， 然后利用 ＥＤＴＡ 法分别测定， 其结果见表 ２．
表 ２ 加标回收实验结果 Ｔａｂ．２ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｆｅ３＋ ａｎｄ Ｆｅ２＋ ｒ ｅｃｏｖｅｒ ｅｄ ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔ