分光光度法测定NaOH中Fe含量的影响因素

李 楠

（中国石油大庆炼化公司检验监测中心，黑龙江大庆163411）

紫外分光光度法是通过测定物质在特定波长处或一定波长范围内的吸光度或发光强度，对该物质进行定性和定量分析的方法，在190～800 nm波长范围内测定物质的吸光度，用于鉴别、杂质检查和定量测定的方法。朗伯—比尔定律是分光光度法定量分析依据的基本原理，通过单色光辐射穿过被测物质溶液时，在一定的浓度范围内被该物质吸收的量与该物质的浓度和液层的厚度（光路长度）成正比［1］。

目前已知采用分光光度法测定NaOH 中Fe 含量大多是邻菲啰啉络合法，加入盐酸羟胺等还原剂进行化学还原显色，还原受溶液的pH 值、温度、试剂用量等因素影响［2］。

1 分析方法

1.1 试验标准

GB/T 4348.3-2012《工业用NaOH 中Fe 含量的测定1，10-菲啰啉分光光度法》［3］，也是测定液体NaOH中Fe含量的仲裁法。

1.2 使用仪器

TU-1901型紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）。

1.3 试验原理

抗坏血酸将试样溶液中Fe2+还原成Fe3+，在pH值为4～6 时，Fe2+同1，10-菲啰啉反应，生成橙红色络合物。在分光光度计最大吸收波长（510 nm）处测定其吸光度［4］。

反应式如下：

1.4 试验器具

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

1.5 主要试剂

抗坏血酸溶液：10 g/L（存放在棕色瓶中，避光保存，7 d后不能继续使用）；

乙酸乙酸钠缓冲溶液：pH=4.5；

Fe 标准溶液：0.200 mg/mL，使用前稀释为0.010 mg/mL；

1，10-菲啰啉溶液：1 g/L。

1.6 试验方法

标准曲线法：紫外分光光度法常用的定量方法即标准曲线法，先配制浓度由小到大的标准溶液，并分别测定它们的吸光度，纵坐标为吸光度，横坐标为标准溶液浓度，绘制标准曲线。得到标准曲线的回归方程及相关线性系数。在测定被测样品浓度时，操作条件应与制作标准曲线时相同。

参比溶液：蒸馏水；空白溶液：试剂溶液。

1.7 仪器参数设置

该检验监测中心的仪器操作条件见表1。

表1 仪器参数设置

2 准确性影响因素

2.1 仪器状态

（1）检查紫外可见分光光度计，保证仪器工作状态正常，电源电压稳定方可进行测定。检查光源灯是否老化，如果有老化的情况应及时更换光源灯，保证测量数据的准确。定期对仪器进行校准，波长校正，目的是保证仪器测量时的精度和测定结果的准确度；

（2）紫外灯在使用前应经过30 min 预热后再使用，保证使用时紫外灯在最佳状态，避免测量结果偏差较大；

（3）紫外分光光度法是通过光源照射测定吸光度，整个光路必须保证密闭、不透光，否则会影响测量结果的准确性［5］；

（4）保证比色皿、比色池干燥洁净。比色皿或比色池污染会使比色皿透光性差，导致测量结果不准确，比色池内放入硅胶干燥剂，干燥剂变色时及时更换。比色皿透光率如不一致，测量前应先消除皿差，避免影响最终测定结果；

（5）选取合适的测定波长，狭缝宽度等条件也是保证结果准确的必要因素。不同的测定波长直接影响样品的吸光度值，使计算结果出现偏差。

2.2 试剂及操作

（1）试验过程中所用的试剂盐酸、氨水、抗坏血酸等应使用分析纯，试剂保存在阴凉、通风、干燥处，避免出现变质的情况。检查试验用水是否符合要求，最好使用超纯水制水设备过滤后的水。

（2）检测配制好的试剂中是否含有待测物质干扰、污染及过期使用的情况，且无其它会对测定结果产生影响的杂质，以提高数据结果的准确性。

（3）检测人员的分析操作过程应规范，符合操作要求，试剂的称量应精确至0.01 g，严格按照标准规定进行溶液配制，试液的移取不应存在漏液、洗耳球吸空等情况。检测人员的操作失误会直接影响数据的准确性。

（4）被测样品的保存期限应在规定时间内，保存条件应满足要求，最好是专柜保存，避免存在交叉污染的情况，以保证最终测定结果准确无误。严禁与酸类、易燃品等混放，以免发生安全事故。

该检验监测中心自分析NaOH 中Fe 含量以来，由于部分试剂存在问题，影响测定结果的准确性的实例见表2、3。其中：使用的标准曲线线性方程为A=0.006 77c+0.006 9，相关系数r2=0.999 9，比色皿规格为3 cm。

表2 条件：抗坏血酸存放在棕色瓶中，且避光保存，使用前当天配制与抗坏血酸存放在白色试剂瓶中，配置日期为7 d的数据对比。

表2 抗坏血酸使用1、7 d在曲线上测定吸光度值对比

表3 条件：1，10-菲啰啉溶液配制1 个月，3 个月使用效果对比。

表3 菲啰啉使用1、3个月在曲线上测定吸光度值对比

通过表2、3中数据可以得出：抗坏血酸溶液的保存条件，以及1，10-菲啰啉溶液的使用期限会直接影响样品的吸光度值，且吸光度值相差较大，因此会导致通过计算后得出的Fe含量结果错误。

2.3 检测方法

（1）测量NaOH 中Fe 含量选用的标准方法为GB/T 4348.3-2012《工业用NaOH 中Fe 含量的测定—1，10-菲啰啉分光光度法》，该公司被测样品的浓度范围在仪器测定的范围内；

（2）选取的参比溶液应符合要求，测量样品时参比溶液应与标准曲线绘制时的参比溶液一致；

（3）通过计算及试验得出，被测样品的取样量应为30 g，经过处理后，最终测定的吸光度值在标准曲线范围内。如测定的吸光度值与曲线最高点吸光度值相差不大，可适当减小样品的取样量，以满足要求；如果相差较大，应重新绘制标准曲线；

（4）显色过程应保证试剂加入顺序准确无误，如果错误会使溶液不显色。试剂的加入量应符合要求，加入量过多或过少都会对最终测定的吸光度结果产生影响。显色时间应符合检测方法的要求，以保证试样在显色的稳定时间内检测。

2.4 标准曲线

标准曲线的制作会对样品测定的结果造成直接影响，因此需要选取有代表性的标准溶液。标准溶液必须在使用有效期内，保存在阴凉、通风、干燥处。配制过程保证稀释时准确无误，稀释后的标准溶液浓度测量的结果直接影响标准曲线的相关系数r2。如果标准溶液浓度偏差较大，会使单点测量结果误差大，最终导致曲线的相关系数r2结果偏离0.999 9。

标准曲线的绘制范围应根据被测样品实际测定的Fe 含量进行选择，绘制标准曲线时应配制最少5种不同浓度大小的标准溶液，使被测样品浓度在标准曲线绘制的范围内。为了提高数据的准确性，应定期配制与被测样品浓度相近的标准溶液对标准曲线进行校准。标准曲线的相关系数r2应大于0.999 9，越接近1越好。标准曲线更换周期在3～6个月之间。

2.5 计量器具

所用的计量器具应在检定周期内，检定合格方能使用。对超检定周期的计量器具，应及时送检；检定不合格的，回退厂家，以减小化验分析中出现的系统误差，保证化验分析的准确性。

化验分析中使用的电子天平应在检定周期内，精确度可达到1‱，检定合格方能使用。每次使用电子天平前，应先调节水平，保证电子天平清洁干燥，并对电子天平进行校准。电子天平会对称量的样品质量有直接影响，保证电子天平在正常状态下方可使用。

2.6 数据处理

数据处理也会对测定NaOH 中Fe 含量的结果造成误差。最好是对样品进行多次平行测定，计算出测定结果的平均值。同时建立完善的3 级审核制度也是保证最终计算结果准确的必要措施。

排除以上分析中存在其它的干扰因素外，满足以上条件可以最大程度提高NaOH 中Fe 含量测定的准确性。

3 结束语

受检测条件、试验器具、计量器具的状态、试剂选择、样品状态、分析人员的操作方法、分光光度计、电子天平的使用、检测方法的应用、显色时间、标准曲线的准确性等因素的影响，对紫外可见分光光度法测定NaOH 中Fe 含量的结果均有各种影响。在日常化验分析过程中应合理控制此类因素造成的系统或人为误差，减小对试验结果的影响，进而提高测定NaOH中Fe含量结果的准确性。