分光光度法測定NaOH中Fe含量的影響因素

李 楠

（中國石油大慶煉化公司檢驗監(jiān)測中心，黑龍江大慶163411）

紫外分光光度法是通過測定物質(zhì)在特定波長處或一定波長范圍內(nèi)的吸光度或發(fā)光強(qiáng)度，對該物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的方法，在190～800 nm波長范圍內(nèi)測定物質(zhì)的吸光度，用于鑒別、雜質(zhì)檢查和定量測定的方法。朗伯—比爾定律是分光光度法定量分析依據(jù)的基本原理，通過單色光輻射穿過被測物質(zhì)溶液時，在一定的濃度范圍內(nèi)被該物質(zhì)吸收的量與該物質(zhì)的濃度和液層的厚度（光路長度）成正比［1］。

目前已知采用分光光度法測定NaOH 中Fe 含量大多是鄰菲啰啉絡(luò)合法，加入鹽酸羥胺等還原劑進(jìn)行化學(xué)還原顯色，還原受溶液的pH 值、溫度、試劑用量等因素影響［2］。

1 分析方法

1.1 試驗標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 4348.3-2012《工業(yè)用NaOH 中Fe 含量的測定1，10-菲啰啉分光光度法》［3］，也是測定液體NaOH中Fe含量的仲裁法。

1.2 使用儀器

TU-1901型紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）。

1.3 試驗原理

抗壞血酸將試樣溶液中Fe2+還原成Fe3+，在pH值為4～6 時，F(xiàn)e2+同1，10-菲啰啉反應(yīng)，生成橙紅色絡(luò)合物。在分光光度計最大吸收波長（510 nm）處測定其吸光度［4］。

反應(yīng)式如下：

1.4 試驗器具

比色皿，3 cm；容量瓶，100 mL；移液管，（1、2、5、10 mL）。

1.5 主要試劑

抗壞血酸溶液：10 g/L（存放在棕色瓶中，避光保存，7 d后不能繼續(xù)使用）；

乙酸乙酸鈉緩沖溶液：pH=4.5；

Fe 標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.200 mg/mL，使用前稀釋為0.010 mg/mL；

1，10-菲啰啉溶液：1 g/L。

1.6 試驗方法

標(biāo)準(zhǔn)曲線法：紫外分光光度法常用的定量方法即標(biāo)準(zhǔn)曲線法，先配制濃度由小到大的標(biāo)準(zhǔn)溶液，并分別測定它們的吸光度，縱坐標(biāo)為吸光度，橫坐標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程及相關(guān)線性系數(shù)。在測定被測樣品濃度時，操作條件應(yīng)與制作標(biāo)準(zhǔn)曲線時相同。

參比溶液：蒸餾水；空白溶液：試劑溶液。

1.7 儀器參數(shù)設(shè)置

該檢驗監(jiān)測中心的儀器操作條件見表1。

表1 儀器參數(shù)設(shè)置

2 準(zhǔn)確性影響因素

2.1 儀器狀態(tài)

（1）檢查紫外可見分光光度計，保證儀器工作狀態(tài)正常，電源電壓穩(wěn)定方可進(jìn)行測定。檢查光源燈是否老化，如果有老化的情況應(yīng)及時更換光源燈，保證測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。定期對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，波長校正，目的是保證儀器測量時的精度和測定結(jié)果的準(zhǔn)確度；

（2）紫外燈在使用前應(yīng)經(jīng)過30 min 預(yù)熱后再使用，保證使用時紫外燈在最佳狀態(tài)，避免測量結(jié)果偏差較大；

（3）紫外分光光度法是通過光源照射測定吸光度，整個光路必須保證密閉、不透光，否則會影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性［5］；

（4）保證比色皿、比色池干燥潔凈。比色皿或比色池污染會使比色皿透光性差，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)確，比色池內(nèi)放入硅膠干燥劑，干燥劑變色時及時更換。比色皿透光率如不一致，測量前應(yīng)先消除皿差，避免影響最終測定結(jié)果；

（5）選取合適的測定波長，狹縫寬度等條件也是保證結(jié)果準(zhǔn)確的必要因素。不同的測定波長直接影響樣品的吸光度值，使計算結(jié)果出現(xiàn)偏差。

2.2 試劑及操作

（1）試驗過程中所用的試劑鹽酸、氨水、抗壞血酸等應(yīng)使用分析純，試劑保存在陰涼、通風(fēng)、干燥處，避免出現(xiàn)變質(zhì)的情況。檢查試驗用水是否符合要求，最好使用超純水制水設(shè)備過濾后的水。

（2）檢測配制好的試劑中是否含有待測物質(zhì)干擾、污染及過期使用的情況，且無其它會對測定結(jié)果產(chǎn)生影響的雜質(zhì)，以提高數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（3）檢測人員的分析操作過程應(yīng)規(guī)范，符合操作要求，試劑的稱量應(yīng)精確至0.01 g，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行溶液配制，試液的移取不應(yīng)存在漏液、洗耳球吸空等情況。檢測人員的操作失誤會直接影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

（4）被測樣品的保存期限應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)，保存條件應(yīng)滿足要求，最好是專柜保存，避免存在交叉污染的情況，以保證最終測定結(jié)果準(zhǔn)確無誤。嚴(yán)禁與酸類、易燃品等混放，以免發(fā)生安全事故。

該檢驗監(jiān)測中心自分析NaOH 中Fe 含量以來，由于部分試劑存在問題，影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性的實例見表2、3。其中：使用的標(biāo)準(zhǔn)曲線線性方程為A=0.006 77c+0.006 9，相關(guān)系數(shù)r2=0.999 9，比色皿規(guī)格為3 cm。

表2 條件：抗壞血酸存放在棕色瓶中，且避光保存，使用前當(dāng)天配制與抗壞血酸存放在白色試劑瓶中，配置日期為7 d的數(shù)據(jù)對比。

表2 抗壞血酸使用1、7 d在曲線上測定吸光度值對比

表3 條件：1，10-菲啰啉溶液配制1 個月，3 個月使用效果對比。

表3 菲啰啉使用1、3個月在曲線上測定吸光度值對比

通過表2、3中數(shù)據(jù)可以得出：抗壞血酸溶液的保存條件，以及1，10-菲啰啉溶液的使用期限會直接影響樣品的吸光度值，且吸光度值相差較大，因此會導(dǎo)致通過計算后得出的Fe含量結(jié)果錯誤。

2.3 檢測方法

（1）測量NaOH 中Fe 含量選用的標(biāo)準(zhǔn)方法為GB/T 4348.3-2012《工業(yè)用NaOH 中Fe 含量的測定—1，10-菲啰啉分光光度法》，該公司被測樣品的濃度范圍在儀器測定的范圍內(nèi)；

（2）選取的參比溶液應(yīng)符合要求，測量樣品時參比溶液應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制時的參比溶液一致；

（3）通過計算及試驗得出，被測樣品的取樣量應(yīng)為30 g，經(jīng)過處理后，最終測定的吸光度值在標(biāo)準(zhǔn)曲線范圍內(nèi)。如測定的吸光度值與曲線最高點吸光度值相差不大，可適當(dāng)減小樣品的取樣量，以滿足要求；如果相差較大，應(yīng)重新繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；

（4）顯色過程應(yīng)保證試劑加入順序準(zhǔn)確無誤，如果錯誤會使溶液不顯色。試劑的加入量應(yīng)符合要求，加入量過多或過少都會對最終測定的吸光度結(jié)果產(chǎn)生影響。顯色時間應(yīng)符合檢測方法的要求，以保證試樣在顯色的穩(wěn)定時間內(nèi)檢測。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線

標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作會對樣品測定的結(jié)果造成直接影響，因此需要選取有代表性的標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液必須在使用有效期內(nèi)，保存在陰涼、通風(fēng)、干燥處。配制過程保證稀釋時準(zhǔn)確無誤，稀釋后的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度測量的結(jié)果直接影響標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)r2。如果標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度偏差較大，會使單點測量結(jié)果誤差大，最終導(dǎo)致曲線的相關(guān)系數(shù)r2結(jié)果偏離0.999 9。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制范圍應(yīng)根據(jù)被測樣品實際測定的Fe 含量進(jìn)行選擇，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時應(yīng)配制最少5種不同濃度大小的標(biāo)準(zhǔn)溶液，使被測樣品濃度在標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制的范圍內(nèi)。為了提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，應(yīng)定期配制與被測樣品濃度相近的標(biāo)準(zhǔn)溶液對標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行校準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)曲線的相關(guān)系數(shù)r2應(yīng)大于0.999 9，越接近1越好。標(biāo)準(zhǔn)曲線更換周期在3～6個月之間。

2.5 計量器具

所用的計量器具應(yīng)在檢定周期內(nèi)，檢定合格方能使用。對超檢定周期的計量器具，應(yīng)及時送檢；檢定不合格的，回退廠家，以減小化驗分析中出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差，保證化驗分析的準(zhǔn)確性。

化驗分析中使用的電子天平應(yīng)在檢定周期內(nèi)，精確度可達(dá)到1?，檢定合格方能使用。每次使用電子天平前，應(yīng)先調(diào)節(jié)水平，保證電子天平清潔干燥，并對電子天平進(jìn)行校準(zhǔn)。電子天平會對稱量的樣品質(zhì)量有直接影響，保證電子天平在正常狀態(tài)下方可使用。

2.6 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理也會對測定NaOH 中Fe 含量的結(jié)果造成誤差。最好是對樣品進(jìn)行多次平行測定，計算出測定結(jié)果的平均值。同時建立完善的3 級審核制度也是保證最終計算結(jié)果準(zhǔn)確的必要措施。

排除以上分析中存在其它的干擾因素外，滿足以上條件可以最大程度提高NaOH 中Fe 含量測定的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語

受檢測條件、試驗器具、計量器具的狀態(tài)、試劑選擇、樣品狀態(tài)、分析人員的操作方法、分光光度計、電子天平的使用、檢測方法的應(yīng)用、顯色時間、標(biāo)準(zhǔn)曲線的準(zhǔn)確性等因素的影響，對紫外可見分光光度法測定NaOH 中Fe 含量的結(jié)果均有各種影響。在日常化驗分析過程中應(yīng)合理控制此類因素造成的系統(tǒng)或人為誤差，減小對試驗結(jié)果的影響，進(jìn)而提高測定NaOH中Fe含量結(jié)果的準(zhǔn)確性。