化學(xué)發(fā)光法測(cè)定己內(nèi)酰胺中的痕量鐵

陳林英

（四川省鹽業(yè)學(xué)校，四川 自貢 643000）

化學(xué)發(fā)光法測(cè)定己內(nèi)酰胺中的痕量鐵

陳林英

（四川省鹽業(yè)學(xué)校，四川 自貢 643000）

利用亞鐵離子催化魯米諾與溶解氧的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，用分立取樣式液相化學(xué)發(fā)光分析儀器進(jìn)行痕量鐵的測(cè)定，該法靈敏度高、選擇性好、線性范圍達(dá)三個(gè)數(shù)量級(jí)，而且操作簡(jiǎn)便、快速。

化學(xué)發(fā)光反應(yīng)；痕量鐵；魯米諾；溶解氧；

工業(yè)品己內(nèi)酰胺中痕量鐵的測(cè)定，采用鄰菲咯啉吸光光度法，曾被列入HG2342-81部頒標(biāo)準(zhǔn)。在鐵的各種吸光光度法中，雖然鄰菲咯啉法有著較高的靈敏度，但是由于己內(nèi)酰胺中鐵含量甚低（一級(jí)品的鐵含量通常要控制在 10-6以下），已達(dá)該法的檢測(cè)下限，從而導(dǎo)致較差的重現(xiàn)性和較大的分析誤差。

本法利用亞鐵離子催化魯米諾與溶解氧的化學(xué)發(fā)光反應(yīng)，使用空氣飽和的魯米諾溶液和去離子水，在不通入氧氣和不經(jīng)攪拌的情況下，用分立取樣式液相化學(xué)發(fā)光分析儀器進(jìn)行痕量鐵的測(cè)定。檢測(cè)下限達(dá) 7×10-11mol·L-1。對(duì) 0.8ng·mL-1鐵的測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.1%。用于己內(nèi)酰胺中痕量鐵的測(cè)定，該法靈敏度高、選擇性好、線性范圍達(dá)3個(gè)數(shù)量級(jí)，而且操作簡(jiǎn)便、快速。顯然，這一方法也可直接用于多種有機(jī)物及高純物質(zhì)中痕量鐵的測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

YHF-1型液相化學(xué)發(fā)光分析儀；PHS-2型酸度計(jì)。

標(biāo)準(zhǔn)鐵(Ⅱ）溶液:準(zhǔn)確稱取 0.7022g FeSO4·(N H4)2·SO4·6H2O(分析純)，溶于少量水中，加濃鹽酸10mL,以水定容至1L。此溶液鐵含量為每mL 0.1mg，作為貯備液。使用時(shí)逐級(jí)稀釋成所需濃度，在當(dāng)日內(nèi)有效。

魯米諾溶液（2.5×10-4mol·L-1）：稱取魯米諾（熒光純?cè)噭?.7714g溶于0.1 mol·L-1氫氧化鈉溶液中定容至1L,作為貯備液,避光保存。

量取25mL魯米諾貯備液,用pH10.4的0.1mol·L-1硼砂-氫氧化鉀緩沖液定容至1L，通入空氣20min，使溶解氧達(dá)到飽和（約8×10-6)，24h后使用。

本法所用其它試劑均為分析純，所用水為二次去離子水。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確吸取一定體積已處理好的己內(nèi)酰胺試液或標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液于 25mL容量瓶中，加入 1.0mL的0.1%亞硫酸氫鈉溶液,充分混合，用水稀釋至刻度，搖勻。

準(zhǔn)確吸取2.0mL上述經(jīng)亞硫酸氫鈉還原的試液或標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液于儀器的試樣貯管中,再吸取 3.0mL魯米諾溶液于反應(yīng)池中。打開(kāi)試樣貯管活塞,使試樣全部流入反應(yīng)池，測(cè)定記錄儀所記錄的化學(xué)發(fā)光動(dòng)力學(xué)曲線的峰高，進(jìn)行定量。

2 結(jié)果與討論

2.1 魯米諾溶液的pH值對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響

用0.1mol·L-1硼砂-氫氧化鉀緩沖液作為反應(yīng)介質(zhì)，溶解氧濃度約為8×10-6(空氣飽和濃度)。當(dāng)介質(zhì)溶液的pH值在10.4左右時(shí)，鐵（Ⅱ）催化該體系的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度為最大。

2.2 魯米諾溶液的濃度對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響

魯米諾溶液濃度低于 5.0×10-5mol·L-1時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度較弱，高于 5.0×10-4mol·L-1時(shí)，信號(hào)又有所降低，濃度在兩者之間時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度最大且保持恒定。本法采用濃度為2.5×10-4mol·L-1的魯米諾溶液。

2.3 鐵(Ⅱ)試液的pH值對(duì)化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響

鐵(Ⅱ)試液的pH值對(duì)該反應(yīng)的影響較大。實(shí)驗(yàn)證明，pH4～6時(shí)，靈敏度較高，本法控制pH值在5左右。

2.4 還原劑的用量

為使試樣中的鐵全部以鐵(Ⅱ)形式存在，本法選用亞硫酸氫鈉作還原劑。在 25mL體積中加入0.5mL0.1%亞硫酸氫鈉溶液，可以使 400ng鐵(Ⅲ)定量還原為鐵(Ⅱ)。

2.5 工作曲線

為適應(yīng)己內(nèi)酰胺中痕量鐵的測(cè)定，本法采用鐵(Ⅱ)量從 0～12ng·mL-1濃度范圍繪制工作曲線，如圖1所示。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線

對(duì)濃度為 0.8 ng·mL-1標(biāo)準(zhǔn)鐵(Ⅱ)溶液進(jìn)行 11次平行測(cè)定,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為 2.1%,檢測(cè)下限為7×10-11mol·L-1。

2.6 共存離子的影響

鐵(Ⅱ)催化魯米諾-溶解氧體系是一種快速的化學(xué)發(fā)光。最大發(fā)光峰值出現(xiàn)只需1.5s。在陽(yáng)離子中只有釩p(Ⅴ)具有類似的催化化學(xué)發(fā)光性質(zhì)，因而反應(yīng)的選擇性較高。干擾離子主要有鎳(Ⅱ)、鈷(Ⅱ)、鉻(Ⅲ)、銅(Ⅱ)、錳(Ⅱ)等，以及大量的有機(jī)物，它們對(duì)發(fā)光反應(yīng)起抑制作用，而高錳酸根、次氯酸根、六氰化鐵絡(luò)離子(Ⅲ)、碘等能直接氧化魯米諾產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光，具有正的干擾。然而，在己內(nèi)酰胺中這些干擾并不具有實(shí)際意義。

3 試樣分析

稱取25.0g己內(nèi)酰胺試樣，用水溶解并定容至50mL。準(zhǔn)確吸取該試液1.0mL于50mL石英坩堝中，先在電熱板上蒸發(fā)，然后放入馬弗爐于800oC灰化，取出，冷卻后加入 5滴濃鹽酸（優(yōu)級(jí)純），加熱蒸發(fā)近干，用水溶解并轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中，用稀氨水調(diào)節(jié)pH值為4.5左右，以水稀釋至刻度，搖勻。同法做一空白。

準(zhǔn)確吸取上述處理好的己內(nèi)酰胺試液5.0mL于25mL容量瓶中，加 1.0mL0.1%的亞硫酸氫鈉溶液以水稀釋到刻度，搖勻。按照實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定試液的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度。用標(biāo)準(zhǔn)加入法或工作曲線法求出試樣中鐵的含量，其結(jié)果見(jiàn)表1。

表1

從以上結(jié)果看出，此法的靈敏度和準(zhǔn)確度都較高,選擇性好,操作簡(jiǎn)單、快速，能滿足己內(nèi)酰胺中痕量鐵測(cè)定的要求。

[1] 張圣麟，徐燏，王紹領(lǐng). 化工分析技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2] 黃一石. 儀器分析[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[3] 申秀民. 化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)[M]. 北京：北京師范大學(xué)出版社, 1998.

[4] 李志林, 馬志領(lǐng), 翟永清. 無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

Determination of Trace Iron in Caprolactam by Chemiluminescence Method

CHEN Lin-ying
(Sichuan Salt School, Zigong 643000, China)

Based on the chemiluminescence reaction of luminol and dissolved oxygen catalyzed by ferrousion, the trace iron was determined with discrete sampling chemiluminescent analyzer. The sensitivity and selectivity of this method was good.

chemiluminescence reaction; trace iron; luminol; dissolved oxygen

O 657.3

A

1671-9905(2010)08-0045-02

陳林英（1964-），女，大學(xué)專科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)師，地址：四川貢自貢市大安寨四川省鹽業(yè)學(xué)校，電話：13990073053

2010-03-03