對棉短絨含鐵量檢測方法的認識

孫大偉

1前言

含鐵量是衡量棉短絨質(zhì)量品級的重要指標(biāo)。在紡織生產(chǎn)中，如果原料棉短絨中鐵的含量偏高，將影響棉漿粕的反應(yīng)性能及紡織過程，同時也會引發(fā)粘膠長絲質(zhì)量指標(biāo)——毛絲率的上升。GB/T 20223—2006《棉短絨》采用鄰菲羅啉分光光度法來測量棉短絨中含鐵量。該方法具有靈敏度高，干擾少，生成絡(luò)合物穩(wěn)定的優(yōu)點。筆者就根據(jù)自己的工作體會，把對檢測方法的一些認識提出來，供大家探討。

2原理

鄰菲羅啉分光光度法測定鐵的原理是：將樣品灰化，用鹽酸溶解，然后用還原劑鹽酸羥胺，將Fe3+還原成Fe2+。在pH值為3~5環(huán)境下， Fe2+與顯色劑鄰菲羅啉反應(yīng)，生成橘紅色絡(luò)合物，反應(yīng)式如下圖。

試驗可知，當(dāng)Fe2+含量在0.1μg/ml ~6μg/ml 范圍時，該溶液遵從郎伯-比爾定律，即在510?nm波長下，橘紅色絡(luò)合物顏色深淺，與溶液中Fe2+濃度成正比。根據(jù)這個原理，在相同條件下，通過測定未知樣品和鐵標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，對比吸光值，即可求出樣品中鐵的含量。

3注意事項

（1）鹽酸羥胺還原Fe3+有一個最佳酸度，鄰菲羅啉顯色反應(yīng)也有一個最佳酸度。測量時，溶液酸度偏高，反應(yīng)速度較慢；酸度太低，F(xiàn)e2+離子水解，影響顯色。因此在操作中，應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求順序，加入各試劑，并將pH值調(diào)節(jié)在3~5范圍內(nèi)。

(2) 還原劑鹽酸羥胺不穩(wěn)定，易被氧化失效。因此要現(xiàn)用現(xiàn)配，不能保存。鄰菲羅啉顯色劑也不太穩(wěn)定，要避光保存。若發(fā)現(xiàn)液體顏色變暗，即不能再用。理論上，標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制與樣品測定，應(yīng)由同一顯色劑來完成。顯色劑換了，標(biāo)準(zhǔn)曲線就應(yīng)該重新制作。在實際工作中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其他條件變化不大時，一條標(biāo)準(zhǔn)曲線，可以持續(xù)使用一段時間。但在樣品測定時，應(yīng)平行測定零濃度和中等濃度的標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液各兩份。其均值與原標(biāo)準(zhǔn)曲線的精度不應(yīng)大于5%~10%，否則就要重新制作曲線。另外，當(dāng)更換儀器，移動儀器位置、調(diào)換試劑或室溫有明顯變化時，都要重新繪制曲線。

（3）鄰菲羅啉分光光度法，要求含鐵量在指定區(qū)間才有效，超出這個區(qū)間，溶液就會偏離郎伯-比爾定律。因此查閱標(biāo)準(zhǔn)曲線時，不得超出曲線范圍或隨意延長曲線。對于一個給定的分光光度計，其透光度讀數(shù)誤差ΔT是一定的。但由于透光度與濃度的非線性關(guān)系，在不同的透光度讀數(shù)范圍內(nèi)，同樣大的讀數(shù)誤差ΔT，所產(chǎn)生的濃度誤差ΔC是不同的。只有當(dāng)吸光度讀數(shù)在0.1~1.0范圍內(nèi)，濃度的相對誤差才較小。因此在實際工作中，要通過稀釋溶液濃度或調(diào)整比色皿厚度，使吸光值保持在一個合理范圍內(nèi)，一般以0.2~0.8為宜。

（4）GB/T 20223—2006規(guī)定的檢測方法是：先用鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，測出5個標(biāo)準(zhǔn)點，再繪制出鐵的標(biāo)準(zhǔn)曲線。當(dāng)檢測樣品時，根據(jù)測得的吸光值，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出對應(yīng)的含鐵量。這樣操作，一是繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，及從曲線上查找樣品含量，都是采用目測尺量的方法，會帶來人為誤差；二是無法判定作出的標(biāo)準(zhǔn)曲線能滿足檢測要求；三是不能對從曲線上查出的數(shù)據(jù)，作不確定度分析。從嚴(yán)格意義上說，也就給不出一個完整的檢測結(jié)果。筆者認為，可以建立回歸方程，來解決這些問題。

（5）前文分析過，可通過改變測量液濃度或調(diào)整比色皿厚度等方法，來降低測量誤差。樣品含鐵量平均值C0與各標(biāo)準(zhǔn)點濃度平均值（曲線重心處）越接近，不確定度越小。這可以作為制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時，選擇標(biāo)準(zhǔn)點的依據(jù)，即所選各標(biāo)準(zhǔn)點x坐標(biāo)的平均值，應(yīng)盡可能接近將來要測量的樣品擬合點C0。另外測定的標(biāo)準(zhǔn)點越多，不確定度越小。點數(shù)增加，可以是濃度點的增加，也可以是同一濃度測定次數(shù)的增加。一個濃度點多測幾次，用平均值算出來的方程，和完全按單獨點計算出來的方程是一致的，但不確定度不一樣。GB/T 20223—2006中雖已指定5個標(biāo)準(zhǔn)點，但我們可以每個標(biāo)準(zhǔn)點重復(fù)測定幾次（一般重復(fù)1~3次），來降低不確定度。在測定中，還可以隨機安排標(biāo)準(zhǔn)點的測量順序，來消除儀器測定的系統(tǒng)誤差。

(6) 在檢測工作中，儀器設(shè)備的正確使用，也是一個很重要的方面。一臺分光光度計，從安裝、調(diào)試、日常維護保養(yǎng)及操作程序都有嚴(yán)格規(guī)定。這就要求我們在檢測時要熟練掌握各儀器特性及使用規(guī)程，并把它們很好地與標(biāo)準(zhǔn)要求的檢定程序結(jié)合起來，這樣才能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確無誤。

4結(jié)語

鄰菲羅啉是測定Fe2+的較好顯色劑，該方法被廣泛用于微量鐵的檢定中。只要我們認真、仔細、嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求操作，就能獲得一個滿意的測量結(jié)果。

（作者單位：河北省保定市纖維檢驗所）