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第16期2021年6月No.16June ，2021电感耦合等离子体原子发射光谱法在工业用合成盐酸中铁元素测定中的应用摘要：文章建立了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定工业用合成盐酸中铁元素的分析方法，选择238.204nm 的分析谱线进行测定，方法的加标回收率为98.5%~100.2%，相对标准偏差（n =11）小于1.5%，检出限0.004mg/L 。
测定结果与国家标准方法测定值基本一致，可以适用于工业合成盐酸中铁元素的测定。
关键词：电感耦合等离子体原子发射光谱法；盐酸；铁中图分类号：O657.31文献标志码：A江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information汪洪涛，朱婕妤，洪华*（江苏省产品质量监督检验研究院，江苏南京210007）作者简介：汪洪涛（1985—），男，江苏盐城人，工程师，学士；研究方向：化学分析。
*通信作者：洪华（1979—），男，江苏南京人，高级工程师，博士；研究方向：化学分析。
引言盐酸是化学工业重要的基础原料，广泛应用于农业、石油化工、轻工、纺织、电力、冶金、国防军工、食品加工等国民经济各命脉部门。
铁作为工业用合成盐酸主要控制指标之一，其含量高低不仅关系自身产品质量，也影响下游产品的质量。
国家标准GB 320—2006《工业用合成盐酸》［1］中，铁含量采用1，10-菲啰啉分光光度法进行测定，该方法仪器普及性广，但是涉及酸碱调节及化学显色反应，实验操作干扰因素较多，耗时长。
本研究采用电感耦合等离子发射光谱法测定铁含量，实验表明，其具有简便快速、干扰少、重现性高的优点。
1实验部分1.1仪器及工作条件全谱直读型Agilent 5100电感耦合等离子发射光谱仪（安捷伦公司）；玻璃同心雾化器（双通道旋流雾化室）；垂直火炬双向观测；吹扫型中阶梯光栅分光系统；VistaChipII CCD 密封检测器；光谱范围167~785nm ；分辨率0.0075nm ；输出功率0.7~1.7kW 可调。
工业盐酸中铁含量的测定1、实验目的(1)了解并掌握1,10-菲啰啉分光光度法测盐酸中铁含量的方法及操作(2)进一步掌握分光光度计的使用方法(3)熟练比色皿的清洗,装样等操作(4)加强对一般溶液的配制操作练习2、实验原理(1)分光光度计的工作原理就是基于物质对光的吸收具有选择性,不同的物质都有各自的吸收光谱,即有不同的吸光度。
(2)盐酸羟胺能将三价铁还原为二价铁。
(3)在pH为4、5的缓冲溶液体系下,二价铁能与1,10-菲啰啉发生反应,生成橙红色的配合物。
3、实验仪器分析天平、紫外-可见分光光度计、洗瓶、胶头滴管、烧杯、比色皿、玻璃棒、移液管、洗耳球、pH试纸、滤纸、容量瓶、量筒。
4、实验药品工业盐酸、浓氨水、浓盐酸、氢氧化钠、盐酸羟胺、乙酸——乙酸钠缓冲溶液、铁标夜(硫酸亚铁按)、1,10-菲啰啉试剂。
6、实验步骤(1)所需溶液的配置①配制50mL的0、01g/L的铁标准溶液:量取5、0mL的0、1g/L的铁标液于烧杯中,用去离子水将其稀释,用50mL的容量瓶定容,备用(邱文静)②配制250mL的(1+10)盐酸溶液:用量筒量取浓度为12mol/L的浓盐酸22、7mL于烧杯中,再用量筒量取227、3mL的去离子水将其稀释,用250mL的容量瓶将其定容,搅拌均匀,贴上标签,以待备用(严翠平)③配制100mL的(1+1)氨水溶液(第二次用的就是氢氧化钠):用量筒量取浓氨水50mL于烧杯中再用量筒量取50mL去离子水将其稀释,搅拌均匀,贴上标签,备用(任云杰)④配制100mL的盐酸羟胺溶液:准确称取10、0g的盐酸羟胺试剂于烧杯中,再用适宜量的去离子水将其溶解,搅拌均匀,用100mL的容量瓶将其定容,贴上标签,备用(蒋滟耀)⑤配制100mL的1,10-菲啰啉溶液:准确称取0、2g的1,10-菲啰啉试剂于烧杯中,再用适宜量的去离子水将其溶解,搅拌均匀,用100mL的容量瓶将其定容,贴上标签,以待备用(邱文静)⑥配制100mLHAc--NaAc缓冲溶液(pH=4、5):准确称取11、8908g的乙酸钠,再用量筒量取40mL的冰醋酸于烧杯中,用去离子水稀释,用100mL容量瓶定容贴上标签,以待备用(严翠平)⑦配制200mL的试样溶液:称取早已洗净烘干的空具塞锥形瓶的质量为m mL,在量取70mL的工业盐酸于瓶中,再次称量,在置于内装100mL去离子水的200mL容量瓶中,再用水定容,备用(任云杰)(2)标准曲线绘制——测定铁标液的吸光度②向每个容量瓶中加入10mL的(1+1)的盐酸溶液,加水至20mL处,用氨水溶液调至pH 为2～3,再加入1mL盐酸羟胺溶液,5mLHAc--NaAc缓冲溶液与2mL1,10—菲啰啉溶液,再用水稀释至刻度,摇匀,静置15min。
工业用合成盐酸1.3.1工业用合成盐酸中总酸度的测定—滴定法本方法规定了用滴定法测定工业用合成盐酸的总酸度，适用于各级工业用合成盐酸。
1）方法原理试样溶液以溴甲酚绿为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由黄色变为蓝色为终点。
反应式如下：H ++OH -→H 2O2）试剂和材料2.1）本方法使用蒸馏水或相应纯度的水。
2.2）氢氧化钠标准滴定溶液：c(NaOH)= 1.000mol/L ，按GB601配制及标定。
2.3）溴甲酚绿(HG 3—1220):1g/L 乙醇溶液，按GB603配制。
3）仪器3.1）一般实验室仪器；3.1）锥形瓶：100mL （具磨口塞）； 4）样品4.1）实验室样品4.1）按本标准第5.3条、5.4条和5.5条的规定采样。
5）试样试样与实验室样品相同。
6）分析步骤从试样中吸取约2.5mL 盐酸，置于内装15mL 水并已称量(准确至0.0002g)的碘量瓶中，混匀并称量，准确至0.0002g 。
向试样中加2～3滴溴甲酚绿。
用氢氧化钠标准溶液滴定至溶液由黄色变为蓝色为终点。
7）分析结果的表述盐酸的总酸度(以HCL 计)百分含量(X 1)按下式计算：10003646.01⨯⨯=mcV X式中：V — 氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL ；c — 氢氧化钠标准滴定溶液之物质的量浓度，mol/L ； m — 试样质量，g ；0.03646—氯化氢的毫摩尔质量的数值，g/mmol 。
8）允许差两次平行测定结果之差不大于0.2%，取其算术平均值作为报告结果。
1.3.2 工业用合成盐酸中铁含量的测定—邻菲啰啉分光光度法本方法规定了用邻菲啰啉分光光度法测定工业用合成盐酸中铁含量，适用于各级工业用合成盐酸。
1）方法原理用盐酸羟胺将盐酸中三价铁离子还原成二价铁离子，在PH值为4.5的条件下，二价铁离子与邻菲啰啉反应生成桔红色络合物，在该络合物最大吸收值处（波长510nm）用分光光度计测定吸光度。
工业用合成盐酸1 范围本标准规定了工业用合成盐酸的要求、采样、试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存、安全。
本标准适用于有氯气和氢气合成的氯化氢气体，用水吸收制得的工业用合成盐酸。
3 要求3.1 外观：工业用合成盐酸为无色或浅黄色透明液体。
3.2 工业用合成盐酸应付表1给出的指标要求。
表1 指标4 采样4.1 产品按批检验。
生产企业以每一成品槽或每一生产周期生产的工业用合成盐酸为一批。
用户以每次收到的同一批次的工业用合成盐酸为一批。
4.2 工业用合成盐酸从槽车或贮槽中采样时，宜用GB/T6680中规定的适宜的耐酸采样器自上、中、下三处采取等量的有代表性样品。
生产企业可将槽车或贮槽内的工业用合成盐酸混匀后于采样口采取有代表性样品，进行检测。
4.3 工业用合成盐酸从塑料桶或陶瓷坛中采样时，按GB/T6678中规定的采样单元数随机抽样，拆开包装，宜采用GB/T6680中规定的适宜耐酸采样器自上、中、下三处采取等量的有代表性样品。
4.4 将采取的样品混匀，装于清洁、干燥的塑料瓶或具磨口塞的玻璃瓶中，密封。
样品量不少于500mL。
样品瓶上应贴上标签并注明：生产企业名称、产品名称、批号或生产日期、采样日期及采样人。
5 试验方法除非另有说明，在分析中仅使用确认为分析纯试剂和GB/T6682中规定的三级水或相当纯度的水。
试验中所需标准溶液、制剂及制品，在没有其他规定时，均按GB/T601、GB/T602、GB/T603规定制备。
5.1 外观目视观察5.2 总酸度的测定 滴定法 5.2.1 原理试料溶液以溴甲酚绿为指示液，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至溶液由黄色变为蓝色为终点。
反应式如下：H ++OH -→H 2O5.2.2 试剂5.2.2.1 氢氧化钠标准滴定溶液：c （NaOH ）=1mol/L 5.2.2.2 溴甲酚绿指示液：1g/L 。
5.2.3 仪器一般的实验室仪器和以下仪器。
5.2.3.1 锥形瓶，100mL （具磨口塞）。
工业盐酸中铁含量的
测定
工业盐酸中铁含量的测定
1、实验目的
（1）了解并掌握1，10-菲啰啉分光光度法测盐酸中铁含量的方法及操作（2）进一步掌握分光光度计的使用方法
（3）熟练比色皿的清洗，装样等操作
（4）加强对一般溶液的配制操作练习
2、实验原理
（1）分光光度计的工作原理是基于物质对光的吸收具有选择性，不同的物质都有各自的吸收光谱，即有不同的吸光度。
（2）盐酸羟胺能将三价铁还原为二价铁。
（3）在pH为4.5的缓冲溶液体系下，二价铁能与1，10-菲啰啉发生反应，生成橙红色的配合物。
3、实验仪器
分析天平、紫外-可见分光光度计、洗瓶、胶头滴管、烧杯、比色皿、玻璃棒、移液管、洗耳球、pH试纸、滤纸、容量瓶、量筒。
4、实验药品
工业盐酸、浓氨水、浓盐酸、氢氧化钠、盐酸羟胺、乙酸——乙酸钠缓冲溶液、铁标夜（硫酸亚铁按）、1，10-菲啰啉试剂。
5、药品配置表
6、实验步骤
（1）所需溶液的配置
①配制50mL的0.01g/L的铁标准溶液：量取5.0mL的0.1g/L的铁标液于烧杯中，用去离子水将其稀释，用50mL的容量瓶定容，备用（邱文静）
②配制250mL的（1+10）盐酸溶液：用量筒量取浓度为12mol/L的浓盐酸
22.7mL于烧杯中，再用量筒量取227.3mL的去离子水将其稀释，用250mL的容量瓶将其定容，搅拌均匀，贴上标签，以待备用（严翠平）
③配制100mL的（1+1）氨水溶液（第二次用的是氢氧化钠）：用量筒量取浓氨水50mL于烧杯中再用量筒量取50mL去离子水将其稀释，搅拌均匀，贴上标签，备用（任云杰）
④配制100mL的盐酸羟胺溶液：准确称取10.0g的盐酸羟胺试剂于烧杯中，再用适宜量的去离子水将其溶解，搅拌均匀，用100mL的容量瓶将其定容，贴上标签，备用（蒋滟耀）
⑤配制100mL的1，10-菲啰啉溶液：准确称取0.2g的1，10-菲啰啉试剂于烧杯中，再用适宜量的去离子水将其溶解，搅拌均匀，用100mL的容量瓶将其定容，贴上标签，以待备用（邱文静）
⑥配制100mLHAc--NaAc缓冲溶液（pH=4.5）：准确称取11.8908g的乙酸钠，再用量筒量取40mL的冰醋酸于烧杯中，用去离子水稀释，用100mL容量瓶定容贴上标签，以待备用（严翠平）
⑦配制200mL的试样溶液：称取早已洗净烘干的空具塞锥形瓶的质量为m mL，在量取70mL的工业盐酸于瓶中，再次称量，在置于内装100mL去离子水的200mL容量瓶中，再用水定容，备用（任云杰）
（2）标准曲线绘制——测定铁标液的吸光度
①按照下列表格量取贴标溶液分别置于6个50mL的容量瓶中
（蒋滟耀）
②向每个容量瓶中加入10mL的（1+1）的盐酸溶液，加水至20mL处，用氨水溶液调至pH为2～3，再加入1mL盐酸羟胺溶液，5mLHAc--NaAc缓冲溶液和2mL1，10—菲啰啉溶液，再用水稀释至刻度，摇匀，静置15min。
（邱文静）
③制作空白样：用一个空的容量瓶依次加入第二步中的试剂（不加铁标样）再用其润洗玻璃比色皿后装样，在波长510nm处，调整分光光度计零点
（严翠平）
④用适宜的比色皿装以上六个容量瓶的溶液，在波长为510nm处测得相应的吸光度
（任云杰）
⑤以铁含量（ug）为横坐标，与其相应的吸光度为纵坐标绘制标准曲线（蒋滟耀）
（3）测定工业盐酸中铁的含量
①配制试料：量取10.00mL的试样溶液置于50mL的容量瓶中（蒋滟耀）
②测定准备：向试料中加水至20mL处，用氨水溶液调至pH值为2～3，再加入1mL盐酸羟胺溶液，5mLHAc----NaAc缓冲溶液和2mL1，10—菲啰啉溶液再用水稀释至刻度处，摇匀，静置15分钟。
（邱文静）
③空白试验：向一个未加试料的50mL的容量瓶中加入10mL（1+1）盐酸溶液，再加入相同的与试料溶液中的其他试剂，再用其润洗玻璃比色皿在装样，在波长510nm处，调整风光光度计零点。
（严翠平）
④用试料溶液润洗玻璃比色皿，再装样，在波长为510nm处测定其吸光度，平行三组。
（任云杰）
八、测定结果
（1）计算标准曲线的线性回归方程。
对于无基体干扰或能消除基体干扰的浓度波动较大的大批样品的测试，我们通常选择的方法是分光光度法中最经典的方法——标准曲线法。
这种方法也是实际工作中使用最多的一种定量方法。
其特点是：对仪器要求不高，是分光光度法中简便易行的方法。
工作曲线的绘制方法是：配制4个以上的浓度不同的待测组分的标准溶液，以空白溶液为参比溶液，在选定的波长下，分别测定各标准溶液的吸光度。
以标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，在坐标纸上绘制曲线。
同时，在相同条件相对待测物试样进行显色反应，并测定其吸光度A 。
再从标准曲线上查找待测组分的浓度C 。
标准曲线可通过计算机绘制，也可以用回归分析法进行拟合。
计算公式：
y=ax+b 其中：()()()
∑∑-=---=
n
i n
i x x y y x x a 1
2
1
x a y b -=
（2）在测得试料溶液的吸光度与标准曲线相对比，找到试料溶液中相对铁的含量为m 铁含量以铁的质量分数
ω计算：
1
3
2210m m -⨯=ϖ
1m ——式样质量的数值，单位为克（g ）；
2m ——由标准曲线查得的试料中铁含量的数值，单位为微克（ug ）。
（3）允许差
平行测定结果之差的绝对值不大于0.0005%。
取平行测定结果的算术平均值为报告结果。
九、注意事项
1、菲啰啉溶液配制好后应避光保存，防止分解
2、在使用比色皿时，注意保护光学面
3、在实验过程中，盐酸具有腐蚀性，防止溅到皮肤，伤害皮肤组织
4、在量取盐酸，浓氨水等有刺激性试剂时，请勿大口吸气，且操作尽量减少时间
十、实验讨论
1、邻菲啰啉比比色测定铁的原理是什么？用该法测出的铁含量是否是式样中亚铁含量？
2、绘制标准曲线和测定试样为什么要在相同条件下进行？这里主要指哪些条件？。
