邻二氮杂菲分光光度法测定石灰石及白云石中氧化铁含量

邻二氮杂菲分光光度法测定石灰石及白云石中氧化铁含量

王翠

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七〇三队 新疆 伊宁835000）

摘要试料用碳酸钠-硼酸混合溶剂熔融，稀盐酸浸取。分取部分试液，以抗化血酸将三价铁还原成亚铁，在乙酸乙酸钠介质中，亚铁与邻二氮杂菲生成橙红色络合物。测量范围：氧化铁含量（质量分数）0.02%～4.0%。

1. 引言

氧化铁具有广泛的应用领域和作用，它可以用作各种化学反应的催化剂，也可以用于水处理和大气污染治理，还可以制备磁性材料、光电子材料、传感器材料和半导体材料，其具有良好的生物相容性和生物安全性，被经常用于生物医学领域，同时氧化铁作为一种天然色素，可以用于食品颜色的调节和着色，广泛应用于制造食品和饮料等领域。氧化铁的测定方法很多，其中光度法测定中、低含量铁，不仅步骤简便，而且有较高的准确度。

2. 实验部分

2.1主要仪器和试剂

（1）SP-756P。

（2）混合溶剂：取两份无水碳酸钠与一份硼酸研磨，混匀。

（3）盐酸（1+5）。

（4）抗坏血酸（10g/L），用时配制。

（5）乙酸乙酸钠缓冲溶液，pH值4.7：取136g乙酸钠（CH3COONa·3H2O）溶于300mL水中，加57.0mL冰乙酸（ρ=1.05g/mL），以水稀释至1L，混匀。

（6）邻二氮杂菲溶液（4g/L）：称取2g邻二氮杂菲溶于100mL无水乙醇中，加水稀释至500mL，混匀，贮于棕色瓶中。

（7）三氧化二铁标准溶液：称取0.5000g高纯三氧化二铁（含量不低于99.9%，称量前预先在105℃～110℃干燥2h并在干燥器中冷却至室温），置于300mL烧杯中，加20mL盐酸（1+1），盖上表面皿，低温加热溶解，冷却至室温。将溶液移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液1.00mL含1.00mg三氧化二铁。移取50.00mL三氧化二铁标准溶液于1000mL容量瓶中，加10mL盐酸（1+1），用水稀释至刻度，混匀。此溶液1.00mL含50.0µg三氧化二铁。

2.2实验方法

2.2.1试料分解

称取0.50g试样（精确至0.001g），置于预先盛有3.0g混合溶剂的铂坩埚中，混匀，再覆盖1.0g混合溶剂。将铂坩埚置于炉温低于300℃的高温炉中，盖上铂盖（留一缝隙）。将炉温逐渐升至950℃～1000℃，熔融10min，取出，转动铂坩埚，冷却。用水冲洗铂坩埚外壁，将铂坩埚及铂盖置于300mL烧杯中，加75mL盐酸（1+5），低温加热浸出熔块，用水洗出铂坩埚及铂盖。低温加热至试液清亮，冷却至室温。将溶液移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。分取15mL溶液于50mL容量瓶中，加5mL抗坏血酸溶液（10g/L），混匀。加10mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液和5mL邻二氮杂菲溶液（4g/L），用水稀释至刻度，混匀。

2.2.2标准曲线的绘制及测量

移取0mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL三氧化二铁标准溶液（50.0µg/mL）置于一组50mL容量瓶中，加20mL水。加5mL抗坏血酸溶液（10g/L），混匀。加10mL乙酸-乙酸钠缓冲溶液和5mL邻二氮杂菲溶液（4g/L），用水稀释至刻度，混匀。于分光光度计波长510nm处，用1cm比色皿测量吸光度，从标准曲线上查的相应的三氧化二铁量。

2.2.4三氧化二铁含量的计算

ω（Fe2O3）

式中：m1为在标准曲线上查得的三氧化二铁量，单位µg；m为试料样，单位为g；V1为分取储备液体积，单位为mL；V为储备液体积，单位为mL。

3结果与讨论

3.1工作曲线的线性

分取标准系列0.00mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL的三氧化二铁标准溶液（50.0µg/mL）于50mL容量瓶中，按以上实验方法测得三氧化二铁的吸光度数据见表1。

表1Fe2O3标准曲线表

由表1可知，三氧化二铁标准曲线线性方程为：y=0.151x-0.001，相关系数为R2=0.9998。

3.2抗坏血酸用量的选择

分别移取50.0µg三氧化二铁的标准溶液，再分别加入2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL、7.00mL抗坏血酸溶液，固定其他条件不变，按照实验步骤进行试验。结果表明，随着抗坏血酸溶液的用量的增加三氧化二铁的含量随之增加，当用量在5.00mL后吸光度趋于稳定。实验选择抗坏血酸溶液加入量为5.00mL。

3.3邻二氮杂菲用量的选择

分别移取含50.0µg三氧化二铁的标准溶液，再分别加入2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL、6.00mL、7.00mL邻二氮杂菲溶液。固定其他条件不变，按照实验步骤进行试验。结果表明，随着邻二氮杂菲用量的增加，吸光度呈上升趋势；当用量在5.00mL时，吸光度达到最大值并保持稳定。实验选择邻二氮杂菲溶液用量在5.00mL。

3.4准确度与精密度

对国家标准物质分别为GBW(E)070157,GBW07217,GBW070148,进行6次测定，分别计算出它们的平均值、相对误差、相对标准偏差，测定结果见表2。

表2方法准确度和精密度实验结果

3.5加标回收率实验

本试验对国家标准物质GBW(E)07217,GBW(E)070148,进行了加标回收实验，即在样品中加入一定量的三氧化二铁标准溶液，在方法最佳条件下进行测定并求出加标回收率，测定结果见表3。

表3加标回收率实验的测定结果

从表2和表3可以看出国家标准物质的测定值与标准值相符，方法的相对标准偏差为1.46%～1.83%，回收率为95.0%～105.0%。

4.结论

本文采用邻二氮杂菲分光光度法测定石灰石及白云石中三氧化二铁含量，确定了方法最优测定条件即抗坏血酸用量为5.00mL、邻二氮杂菲溶液用量为5.00mL。进行了方法准确度、精密度和回收率实验，得到了满意的结果，能满足快速、准确、批量分析地质勘探矿石样品的要求。

参考文献

［1］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会.石灰石及白云石化学分析方法第4部分：氧化铁含量的测定:GB/T3286.1—2012.北京:中国标准出版社,2013.

［2］岩石矿物分析编委会．岩石矿物分析：第二分册［Ｍ］．第四版．北京：地质出版社，2011：805－811.

［3］冯秀梅，陈君．化学分析方法验证和确认的应用研究［J］．中国无机分析化学，2018，5(8):61－66．