工业氢氧化钠中铁含量的测定

最小二乘法在碳酸钠铁含量测定中的应用摘要：碳酸钠是钻井液中常用的添加剂之一，主要用来调节PH值和对膨润土进行增效。

铁含量是评价碳酸钠质量的一项重要指标，其含量大小直接影响碳酸钠的使用效果。

测试碳酸钠铁含量的主要方法是邻菲罗啉分光光度法，样品溶液的吸光度随铁含量的不同呈线性变化。

在曲线绘制的过程中，人为因素对实验数据的影响较大。

运用最小二乘法，对所测得的数据统计分析、处理后进行线性加归，可以较好地提高测试结果的准确性与可靠性。

关键词最小二乘法吸光度铁含量线性回归一概述碳酸钠中铁含量的测定方法1、概述铁含量是工业碳酸钠的一个重要质量指标, 其含量高低直接决定着纯碱质量及其使用性能。

邻菲罗啉分光光度法是测定碳酸钠中微量铁含量的经典方法, 样品溶液的吸光度随铁离子浓度的增大而呈上升趋势。

平时我们在实验过程中会遇到两量x、y 如果存在y=ax+b的线性关系时，其中a、b 为线性函数的参数。

当实验数据存在这种线性关系时，通常我们运用作图法对其参数进行处理运算、进而求出实验结果。

但是作图法很难得到好的结果，而运用最小二乘法可以得到比较好的线性拟合。

对其两种方法比较可以最小二乘法的数据处理方法是比较理想的办法。

本文运用作图法和最小二乘法对工业纯碱中铁含量的测定的数据进行处理，得出运用最小二乘法可以得到误差比较小的铁含量。

在曲线绘制的过程中，人为因素对实验数据的影响较大。

运用最小二乘法，对所测得的数据统计分析、处理后进行线性加归，可以较好地提高测试结果的准确性与可靠性。

2试验称取10 g纯碱样，精确到0. 01 g,置于烧杯中，加适量水润湿，滴加35 mL盐酸溶液（1+ 1）和12. 5mL抗坏血酸，煮沸3~ 5 min, 冷却（必要时过滤），移入250 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀, 用移液管移取50 mL该试液于100 mL烧杯中；另取7 mL盐酸溶液（1+ 1）和2.5 mL 抗坏血酸于另一烧杯中，用氨水（2+ 3）中和后，与试验溶液一并用氨水（1+ 8）和盐酸溶液（1+3）调节pH值为2（用精密pH试纸检验）。

铁离子检定的定性方法（Fe3+）的检验方法：(1)加苯酚显紫红色。

(2)加SCN-(离子) 显血红色 (络合物)。

(3)加氢氧化钠有红褐色沉淀,从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH（常温下）：2.7~3.7。

（4）NH4SCN试法。

Fe3+与SCN-生成血红色具有不同组成的络离子。

碱能分解络合物，生成Fe(OH)3沉淀，故反应需要在酸性溶液中进行。

HNO3有氧化性，可使SCN-受到破坏，故应用稀HCL溶液酸化试液。

其他离子在一般含量时无严重干扰。

（5）K4Fe（CN)6试法Fe3+在酸性溶液中与K4Fe（CN)6生成蓝色沉淀（以前为普鲁土蓝），但实际上它与前述滕氏蓝系同一物质。

其他阳离子在一般含量时不干扰鉴定。

Co2+、Ni2+等与试剂生成淡蓝色至绿色沉淀，不要误认为是Fe3+。

三价铁离子的检验方程式加入KSCN溶液，如果出现血红色，说明原溶液中有三价铁。

离子方程式 Fe3+ +3SCN- =Fe(SCN)3根据碱的不同有区别，强碱：Fe3+ +3OH== Fe(OH)3沉淀符号弱碱：例如氨水：Fe3+ +3NH3.H2O == 3NH4+ + Fe(OH)3沉淀符号Fe3+ + 3OH→ Fe(OH)3加入硫化钾溶液，若溶液变为血红色，则有三价铁离子Fe3+ + 3SCN==Fe(SCN)3加入KSCN 溶液，如果出现血红色，说明原溶液中有三价铁。

①浓度高的时候直接观察颜色,黄色的是三价铁,二价铁是浅绿色的.②加氢氧化钠,产生红棕色沉淀的是三价铁.产生白色沉淀并中途变为墨绿色,最后变为红棕色的是亚铁离子.③加KSCN【硫氰化钾】溶液,不变色的是亚铁离子,血红色的是铁离子.④加苯酚溶液,变成浅紫色的是铁离子.⑤加酸性高锰酸钾溶液,褪色的是亚铁离子.⑥加碘化钾淀粉,使之变蓝色是三价铁离子.⑦PH试纸,即使两者浓度不相同,低浓度的铁离子水解程度也是非常大的,一般加入酸抑制水解,酸性很强,酸性强者是铁离子,中学一般不建议使用此法.检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法1．溶液颜色含有Fe2＋的溶液显浅绿色含有Fe3＋的溶液显黄色2．用KSCN溶液和氯水(1)流程：(2)有关反应：Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3(血红色)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－3．用NaOH溶液(1)流程：铁离子的检验(2)有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色沉淀)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3铁离子测定的几种方法（邻菲啰啉法）本方法采用邻菲啰啉分子吸收光谱法测定铁含量，本方法适用于含Fe0.02～20mg/L 范围工业循环冷却水中铁含量的测定。

工业循环水中铁含量的测定一 、实验目的1． 掌握分光光度法测定微量物质的原理和方法。

2． 了解721型分光光度计的构造原理并掌握其使用方法。

3． 学会绘制吸收曲线和求得最大吸收波长（入max ） 。

4． 学会绘制标准曲线，掌握用标准曲线法测定未知物的含量。

二、实验原理分光光度法是通过比较溶液颜色深浅来测定物质含量的方法，它的基础是物质对光的选择性吸收，在选定波长下，被测溶液对光的吸收程度与溶液中吸光组分的浓度有简单的定量关系，即郎伯—比耳定律：当入射光的强度一定时，溶液的吸光度（或称消光度）与溶液的浓度和厚度的乘积成正比：A=KcL式中：A ---溶液的吸光度，表示单色光通过有色溶液时被吸收的程度。

K ---吸光系数（或吸收系数）C --- 溶液的浓度L ---溶液层的厚度应用郎伯—比耳定律可以求算出溶液中有色物质的含量，常用的方法有比较法和标准曲线法（或称工作曲线法）两种。

比较法就是将待测物质与含已知待测组分量的标准溶液在相同的条件下，同时配成有色溶液，装在厚度相同的比色皿内，分别测量其吸光度。

由于比色皿厚度相同，标准溶液和待测物质又是在相同的条件下配成有色溶液，所以两式中的K 和L 均相等，因此从郎伯—比耳定律可得：标准曲线法在分析大批试样时较为方便。

首先制备一系列不同浓度的标准溶液，显色后，分别测量其吸光度，然后以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制出标准曲线 （如下图所示）吸光度（A ）浓度（c ）浓度C分析样品时，样品也经过与标准溶液相同的处理。

例如，试样溶液在比色前()()()()()()()()*A C A C A C C A ==标准标准待测待测待测待测标准标准经过过滤，则标准溶液也必须进行过滤。

测得吸光度后，即可从标准曲线上查出溶液的浓度。

应用分光光度法测某物质的含量时，通常要经过合理取样，称量，溶解，显色及测量等步骤。

大多数元素的离子是无色的或者颜色比较浅，所以需加入显色剂，把欲测组分变为有色化合物，然后才能进行定量测定，因此控制好显色反映的条件是非常重要的，显色反应即将试样中被测组分转变成有色化合物的化学反应。

铁含量的测定一、实验原理铁的吸光光度法所用的显色剂较多，有邻二氮菲（又称邻菲罗啉、邻菲绕啉）及其衍生物、磺基水杨酸、硫氰酸盐等。

其中邻二氮菲分光光度法的灵敏度高，稳定性好，干扰容易消除，是较普遍采用的一种方法。

在pH值为2—9的溶液中，Fe2+可与邻二氮菲生成极稳定的橙红色络合物[Fe(Phen)3]2+该络合物在波长510mm处有最大吸收，其吸光度与铁含量成正比，可用比色法测定。

二、试剂和器材10%盐酸羟胺溶液（用时配制）；0.12%邻菲罗啉显色剂；乙酸钠溶液（1mol/L）；HCl溶液（2mol/L）；HCl溶液（1:1）。

铁标准储备液；铁标准使用液；比色管（50ml），电子天平，分光光度计。

三、实验步骤1、样品处理精确称取样品3~5g，用干灰化法灰化后，加少量水润湿，加盐酸溶液（1:1）10mL 溶解，移入100mL容量瓶中，用水冲洗坩埚3~4次，并入容量瓶中，用水定容后过滤。

2、标准曲线的绘制吸取10ug/mL的铁标准使用液0、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL，置于6个50mL比色管中，分别加入1mL盐酸羟胺溶液、2mL邻菲罗啉显色剂、5mL乙酸钠溶液，每加入一种试剂都要摇匀。

然后用水稀释至刻度。

10min后，用1cm比色皿，以不加铁标准使用液的试剂空白作参比，在510nm波长处测定各溶液的吸光度。

以铁含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

3、测定准确吸取上述待测溶液1~5mL于50mL比色管中，按标准曲线的绘制步骤，加入各种试剂，测定吸光度，在标准曲线上查出相应的铁含量（ug）。

4、结果计算x=m0/(m× V 1/ V2) ×100x—样品中铁的含量，ug/100g；m0—从标准曲线上查得测定用样液相应的铁含量，ug；V 1—测定用样液的体积，ml；V2—样液定容的总体积，ml；m—样品质量，g四、注意事项1. 应该注意显色时所加试剂的顺序不能改变，否则影响测定结果2. 由于高氯酸对显色剂有干扰，故不能采用硝酸-高氯酸体系消化样品，可采用硝酸-盐酸体系。

工业氢氧化钠标准及残留检测方法工业氢氧化钠本方法参照标准GB209-1993。

适用于水银法、隔膜法、苛化法所制得的氢氧化钠。

工业用固体氢氧化钠主体为白色、有光泽，允许微带颜色。

工业用固体氢氧化钠(包括片碱)应符合1要求。

表1 工业固体氢氧化钠的质量指标指标项目水银法苛化法隔膜法优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品氢氧化钠/% 99.5 99.5 99.0 97.0 97.0 96.0 96.0 96.0 95.0 ? 碳酸钠/% 0.40 0.45 0.90 1.5 1.7 2.5 1.3 1.4 1.6 ? 氯化钠/% 0.06 0.08 0.15 1.1 1.2 1.4 2.7 2.8 3.2 ? 三氧化二铁/% 0.003 0.004 0.005 0.008 0.01 0.01 0.008 0.010.02 ? 钙镁总含量(以Ca0.01 0.02 0.03 计)/%? 二氧化硅/% 0.02 0.03 0.04 0.50 0.55 0.60 ? 汞/% 0.0005 0.00050.0015 ?工业用液体氢氧化钠应符合表2要求。

表2 工业液体氢氧化钠的质量指标指标水银法苛化法隔膜法项目 ?型 ?型优等一等合格优等一等合格优等一等合格一等合格品品品品品品品品品品品氢氧化钠/% 45.0 45.0 42.0 45.0 45.0 42.0 42.0 42.0 42.0 30.0 30.0 ?碳酸钠/% 0.25 0.30 0.35 1.0 1.1 1.5 0.3 0.4 0.6 0.4 0.6 ?氯化钠/% 0.03 0.04 0.05 0.70 0.80 1.00 1.6 1.8 2.0 4.7 5.0 ?0.002 0.003 0.004 0.02 0.02 0.03 0.004 0.007 0.01 0.005 0.01 三氧化二铁/%?钙镁总含量(以Ca计)/% 0.005 0.006 0.007 ?二氧化硅/% 0.01 0.02 0.02 0.50 0.55 0.60 ?汞/% 0.001 0.003 0.003 ?注:1、二氧化硅、汞含量为形式检验项目。

氢氧化钠中微量铁含量的测定一、项目任务利用分光光度法测定测定氢氧化钠中微量铁的含量，并撰写化学报告二、项目的技术要求1、试样加标样的吸光度最好控制在0.7内。

2、对试样进行测定时的吸光度最好控制在0.4～0.45之间。

三、工作计划1、组长：韩廷建对此次试验进行操作上的分配，之前应充分了解本实验的内容，目的等情况。

2、收集资料：郭文怡上网搜索有关邻菲罗啉分光光度计测定氢氧化钠中微量铁含量的资料，了解在操作过程中有可能出现的问题，以便及时解决。

3、设计方案：陈颖在搜索处资料的前提上并依据实验室现有的情况以及本小组所要做的具体内容来设计方案。

4、操作人员：眭世竑助手：吉加伟在设计方案之后，依据方案由助手配置相应的试剂之后由操作人员进行操作。

5、文字撰写：徐娜操作实验之后应对实验数据进行处理并写成文字形式输入电脑。

（2）技术分析进行测定操作时要适时调节入射波长，同时也得计算显色剂的用量，控制溶液的酸度，操作过程中得保持有色配合物的稳定性等四、项目实施方案与项目实施过程及数据记录：1、原理抗坏血酸将F e3+还原为F e2+，在PH=4～4.5的缓冲溶液中，F e2+与邻菲啰啉生成桔红色的络合物，用分光光度法测定。

2、反应方程式2F e3++C6H8O6= 2F e2++ C6H6O6+2H+F e2++3 C2H8N2=[Fe(C2H8N2)3]2+3、仪器与设备分光光度仪（比色皿），容量瓶，移液管，烧瓶，擦镜纸，电子天平4、试剂与溶液1 盐酸溶液（1+1）2 氨水3 乙酸-乙酸钠溶液：PH=4.5称取164CH3COONa·3H2O溶于水加84ml冰乙酸稀释至1000ml4 抗坏血酸溶液： 20mg/ml称取2g抗坏血酸溶于100ml水中。

5 邻菲啰啉溶液：2mg/ml称取0.20g邻菲啰啉加入少量水振摇溶解（必须加热）稀释至100ml。

5、计算与公式1 试样量的计算A=kbc=abc’A=k/m=1.1×104/56=2×1020.2<2×102×1×（ms×w%/100×10-3）<0.710/3<ms<35/3可称取试样10g2 试样加标样中标样量的计算A试+A标<0.7A标<0.7- A试2×102×1×[（0.01g/L×V）]/100×10-3<0.7- A试3 收率的计算P=(C试+标—C试)/C标×100%4 检测限的标准偏差公式S2=∑(Xi-X平均)2/(n-1)→求出S后以3S带入线性回归方程得出浓度5 百分含量的计算W%=C试V/ms×100%6、方案设计与过程1 待测溶液：称取10g的氢氧化钠固体于烧杯中加入少量的水后加（1+1）的盐酸溶液中和到黄色消失为止，在过量2ml（若过量则用氨水调节至6~8）加热煮沸5min，冷却后加入10ml的乙酸-乙酸钠溶液，5ml的邻菲啰啉溶液，2ml的抗坏血酸溶液后稀释至100ml容量瓶中，摇匀，定容。

工业氢氧化钠测定方法
1样品的制备，称取25g液体氢氧化钠，称准至0.001g，放入500ml 容量瓶中，加水定容至刻度，冷却至室温摇匀。

2氢氧化钠含量的测定，吸取50ml的制备液，注入250ml具塞磨口三角瓶内，加入20ml Bacl2溶液10%（m/v）,加入2-3滴酚酞指示剂溶液1%（m/v乙醇溶液），边滴边用IN盐酸标准溶液密闭滴定至溶液由红色变为无色。

3计算
N×Ｖ
NaOH%=×８０
Ｍ
N：标准液的摩尔浓度
V：滴定盐酸标准液的ml数
M：吸取制备溶液的ml数
4，Naoh允许差少于等于为0.10%（两次平行的结果差值不大于0.10%）
工业盐酸的测定方法
1从试样吸取约3ml盐酸，置于锥形瓶（称标准0.0002g）加水15ml 混匀
2向试料加2~3滴溴甲酚绿，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由黄色边为兰色为终点
3计算
HCI%=C·V ×3.646/m
C: NaOH 标准溶液之物质的量浓度，mol/L
V:NaOH标准溶液的体积，ml
m:试料的质量；g
4允许差：两次平行结果之差不大于0.2%；取其算术平均值为报告结果。

溶液中铁含量的测定原理溶液中铁含量的测定是化学分析中的重要内容。

铁是一种常见的金属元素，它广泛存在于自然界中，是许多生物体的必需元素，同时也是工业生产中的重要原料。

因此，对溶液中铁含量的准确测定具有重要意义。

测定溶液中铁含量的原理主要包括两种方法：一种是直接测定铁离子的浓度，另一种是间接测定铁含量。

下面将分别介绍这两种方法的原理。

首先是直接测定铁离子浓度的方法。

在化学分析中，常常使用滴定分析法来测定溶液中的铁含量。

滴定分析法是一种定量分析方法，通过溶液中的一种化学反应来确定其中某种物质的浓度。

对于溶液中铁含量的测定，常用的滴定试剂是铁铵离子的钆试剂（铁铵盐）或者硫氰化铁钾试剂。

铁铵盐滴定法的原理是利用硫氰化铁试剂与溶液中的铁离子发生化学反应，生成易于滴定的蓝色络合物。

根据滴定试剂的浓度和营养状况，可以通过滴定时滴加的试剂量来计算出溶液中铁的浓度。

另一种常用的直接测定方法是采用光度法。

光度法是一种通过溶液中化合物对特定波长的光吸收或散射来测量其浓度的方法。

对于溶液中铁离子的测定，可以利用铁与邻菲罗啉（phenanthroline）形成的络合物在510nm处的吸光度来测定铁离子的浓度。

除了直接测定铁离子浓度的方法外，还可以采用间接测定铁含量的方法。

其中，最常用的方法是采用原子吸收光谱法。

原子吸收光谱法是一种通过原子吸收特定波长的光来测定溶液中金属元素浓度的方法。

该方法常用于分析金属元素的含量，具有测定范围广、准确度高和灵敏度高的优点。

原子吸收光谱法的原理是，当金属元素的原子或离子处于高温的火焰或石墨炉中时，吸收特定波长光的能力与其浓度成正比。

因此，可以通过测量金属元素在特定波长处的吸光度来确定其浓度。

对于铁的原子吸收光谱分析，常用的波长为248.3nm。

在分析时，首先将需要分析的溶液中的铁转换为铁的原子状态，然后通过原子吸收光谱仪测量其在248.3nm处的吸光度，从而计算出溶液中铁的浓度。

在实际应用中，以上介绍的各种方法可以根据具体的实验条件和仪器设备的特点选择合适的测定方法。