标准曲线测定方法优化

在400～800 nm范围内，以试剂空白做参比，对TPTZ-Fe（II）溶液进行光谱扫描，确定其最大吸收波长为596 nm。以下数据均以试剂空白为参比，在596 nm处测定各标样的吸光度，平行测定3次，取平均值。

4.2.4.1　TPTZ的用量

TPTZ难溶于水，可溶于95%的乙醇溶液中。于编号为1、2、3、4的4个25 mL容量瓶中分别加入5 mL Fe（II）标准溶液，按照标样配制方法，其中改变TPTZ用量为1、2、3、4 mL分别加入4个容量瓶中，在596 nm处测其吸光度。结果如图4.3。

图4.3　TPTZ用量的考察

图4.3数据表明，TPTZ用量在2.0～4.0 mL时，吸光度值变化不大，本着节约的原则，本实验中TPTZ用量选用2.0 mL。

4.2.4.2　试剂的加入顺序

于25 mL容量瓶中分别加入2 mL Fe（II）标准溶液，按照标样配制方法，其中第一组先加入TPTZ溶液，后加入缓冲液；第二组中先加入缓冲液，后加入TPTZ溶液。对以上改变TPTZ与缓冲溶液的顺序，在596 nm处测其吸光度。每组平行测定3次，结果如表4.4。

表4.4　TPTZ和缓冲液的加入顺序对吸光度的影响

表4.4数据表明，TPTZ与缓冲溶液的先后顺序对结果有一定影响。实验发现，先加入缓冲液后加入TPTZ时，吸光度降低。因此，标准曲线中各试剂的加入顺序为铁标准溶液、抗坏血酸、TPTZ和缓冲液。试剂的加入顺序很重要，不能随意变动。

Fe（II）-TPTZ配合物显色的最佳pH为3.5-5.8 ［32］，本实验选用pH4.2的乙酸铵-乙酸缓冲液，发现此条件下Fe（III）沉淀而浑浊，影响Fe（II）的测定，Tumura等［33，34］用F-掩蔽Fe（III）解决了这一问题。实验中在Fe（III）存在的情况下测定Fe（II）时，需要使用F-对Fe（III）进行掩蔽，F-之所以能够有效降低Fe（III）对Fe（II）测定的干扰，是因为F-具有较强配位能力，可通过与Fe（III）络合，有效地抑制Fe（III）-显色剂络合物的生成，但Fe（III）-F-配合物的形成也促进了空气对Fe（II）的氧化，导致结果偏低。因此，在加入F-之前，要保持溶液有足够的酸度（pH 2.0-2.4），从而使加入的F-以HF形式存在，暂不与Fe（III）结合，随后加入显色剂及足够的缓冲液，使pH提高到测定所需的条件。在pH升高的过程中，解离出的F-与Fe（III）结合抑制了Fe（III）的沉淀。实验开始时加入1～2.5 mL HCl（1+1）足以使pH达到2.0-2.4，并得到稳定的吸光度值，因此，本实验选择加入HCl（1+1）1.0 mL。

因此，在Fe（III）存在的情况下，使用TPTZ测定Fe（II）时，需要使用F-对Fe（III）进行掩蔽，但是在F-对Fe（III）进行掩蔽的同时，还不会促进Fe（II）在空气中的氧化，需要加入1.0 mL HCl（1+1）。由此可知，在Fe（III）存在的情况下测定Fe（II）时，应依次按照盐酸（1+1）、测定液、NH4F、TPTZ、缓冲溶液的顺序加入。

4.2.4.3　还原剂的选择

所使用的还原剂有亚硫酸钠、盐酸羟胺、TGA、抗坏血酸。其中，亚硫酸钠在还原铁（III）时是无效的，盐酸羟胺需要加热才能还原Fe（III），而且盐酸羟胺还是一种诱变剂，对皮肤有腐蚀性，只有TGA和抗坏血酸是有效的还原剂，然而，TGA具有刺鼻难闻的气味，会引起头痛或者皮肤起泡，因此对于皮肤上所使用的还原剂，无味、无毒的抗坏血酸成为了首选。(www.xing528.com)

4.2.4.4　缓冲溶液用量的选择

Fe（II）-TPTZ配合物显色的最佳pH为3.5～5.8，本实验选用pH为4.2的醋酸-醋酸铵的缓冲溶液，然后对其用量进行考察。

在5个25 mL容量瓶中分别加入2 mL Fe（II）标准溶液，按照4.2.5的标样配制方法，其中改变醋酸铵缓冲溶液的用量为1、2、3、4、5 mL，每个试样测定3次取平均值，在596 nm处测其吸光度。

图4.4　缓冲液用量与吸光度的关系

结果如图4.4，选用pH为4.2的醋酸铵缓冲溶液时，其缓冲溶液用量在3～5 mL范围内吸光度相对稳定，因此缓冲溶液用量选择3 mL为宜。

4.2.4.5　共存离子的影响

本实验在含30 g Fe（II）的25 mL测定液中测定了常见金属离子对Fe（II）的干扰。在25 mL容量瓶中加入3 mL 10g·mL-1 Fe（II）标准溶液，按照标样的配置方法，未加各离子之前，在596 nm处测得其吸光度为0.488。加入各离子（其加入量非最高允许量）后的结果见表4.5。

表4.5　共存离子的影响

由表4.5可知，加入15倍量的Cr3+、Co2+、Ba2+、Cd2+后，其引起的相对误差均小于2%，对测定干扰较小，加入100倍量的碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、乙酸盐后，引起的相对误差均小于0.5%，对测定无干扰。但是Cu会引起误差，50g 的Cu引起的相对误差为1.64%。

4.2.4.6　稳定性、线性范围和回归方程

络合物的稳定性：实验考察了显色时间和稳定性，结果表明，显色剂加入 10 min～2 h后络合物吸光度最大并且稳定。实验表明，铁含量在0～2g·mL-1与吸光度呈良好线性关系，线性回归方程A=0.4321C+0.0111，相关系数 R2=0.9990。标准曲线如图4.5，根据曲线斜率求得络合物的摩尔吸光系数为ε593=2.42×104 L.mol-1.cm-1。

图4.5　标准曲线图