硫氰酸钾-邻二氮菲体系分光光度法测定聚烯烃树脂中微量铁

硫氰酸钾-邻二氮菲体系分光光度法测定聚烯烃树脂中微量铁 硫氰酸钾-邻二氮菲体系分光光度法测定聚 烯烃树脂中微量铁 第26卷第6期 20O6年l2月 冶金分析 MetallurgicalAnalysis V01.26.No.6 December,2006 文章编号:1000—7571(2006)06—0068—03 Fe3十一硫氰酸钾一邻二氮菲体系分光光度法 测定聚烯烃树脂中微量铁 张起凯,刘丙良,赵杉林 (1.辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001;2.大庆石化公司化I---V,黑龙江大庆163714) 摘要:研究了以Fe”一SCN一一邻二氯菲(Phen)一乳化剂OP为显色体系分光光度法测定 聚烯烃树脂中微量铁的新方法,详细考查了最佳测定条件.络舍物最大吸收峰位于520rim 处,体系表观摩尔吸光系数为1.9x10L?toolI1?cm,.在25mL溶液中,铁量在0,60.0g 范围内符合比尔定律.实际样品分析结果的相对标准偏差不大于 2.9%.加标回收率为 96.0%,104.0%. 关键词:分光光度法;硫氰酸钾;邻二氮菲;铁;聚烯烃树脂 中圈分类号:0657.32文献标识码:A 聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)是当今世界上的通 用塑料,应用广泛.聚烯烃通常含有微量的铁,钒, 钛等金属元素,这些金属元素的存在对聚烯烃的性 能影响很大.铁的测定方法较多n],邻二氮菲 (Phen)分光光度法H]是测定铁的常规方法,但灵敏 度低,表观摩尔吸光系数仅为1.11×10 L?mol-l-锄,,且共存的铜,铋,镉,汞,银,锌,钴, 镍等离子干扰测定[.文献[6]以Fe?一SCN一 一 Phen—OP为显色体系,测定纯镁,镁合金,纯 铝,铝合金中铁,主要干扰来自于Cu”,未考查V 和pb2的干扰.本文将该方法扩展到聚烯烃 树脂中微量铁的测定,详细研究了显色条件,重点 考查了Cu2,Pb”,V(v)等离子的干扰.结果表 明:络合物的最大吸收峰在520rim,表观摩尔吸 光系数520:1.9x10L?molI1?cm,.在25 mL溶液中,铁量在0,60g范围内符合比尔定 律.在最佳测试条件下,该体系对聚烯烃树脂中 共存的离子有较高的允许量,不需分离.也不需加 任何掩蔽剂,可准确测定聚烯烃树脂中微量铁. 1实验部分 1.1主要仪器与试剂 723型分光光度计(上海第三分析仪器厂); 马弗炉(上海实验电炉厂). 铁标准溶液:0.1g/L,由硫酸铁铵配制,使用 时稀释为10/~g/mL标准工作溶液;H2SO4:1+4; 硫氰酸钾溶液:250g/L;邻二氮菲溶液:10g/L; 乳化剂OP溶液:体积分数为30%.所用试剂均 为分析纯,实验用水为去离子水. 1.2实验方法 取适量铁标准工作溶液于25mL容量瓶中, 依次加入4mLOP溶液,2mL硫酸(1+4),1mL 邻二氮菲溶液,5mL硫氰酸钾溶液,用水稀释至 刻度,摇匀.用1cm比色皿,以试剂空白为参比, 在520rim处测其吸光度. 1.3样品处理 准确称取一定量的聚烯烃树脂于瓷坩埚中, 在电炉上低温加热至聚烯烃树脂熔化,出现白色 气体时将样品点燃,同时降低炉温,使气体燃烧, 当火焰熄灭时再升高电炉温度至无烟.移入550 ?马弗炉中灰化4h,至无黑色残碳为止.待马弗 炉温度降至200?以下时,取出坩埚冷却至室温. 加入5mL盐酸(1+1)溶解灰分,并加热至近干, 加少量水微热溶解盐类,将其转移至25mL容量 瓶中(此时体积约l0mL),同时做试样空白. 收稿日期:2005一I1—30 作者简介;张起凯(1967一),男,高级实验师,从事教学和微量元素分 析,E-mail:qkzhang1967@163.corD_, 一 68— 第26卷第6期 2006年l2月 冶金分析 MetallurgicaIAnalysis Vo1.26.No.6 Deeember.2006 2结果与讨论 2.1吸收光谱 按实验方法显色,在440,560nm波长范围 内测定吸光度.绘制形成络合物的吸收光谱, Fe”一SCN一一OP体系最大吸收峰在480nm; Fe?一SCN一一Phen—OP体系络合物的最大吸 收峰在520nm,所以邻二氮菲参与反应生成了三 元络合物.本实验选取520nm作为测定波长. 2.2显色反应条件的选择 2.2.1络台物的生成速度及稳定性Fe3一 SCN一一Phen体系很不稳定,这是由于生成的络 合物水溶性差的缘故;加入乳化剂OP后,Fe”一 SCN一一Phen—OP体系显色反应瞬时完成,立刻 达到最大值且可稳定1h,随着时间的延长吸光度 略有降低,因此乳化剂OP在体系中起到增稳,增 溶的作用. 2.2.2试剂用量改变某一试剂用量,固定其他 试剂用量,按实验方法显色,找出吸光度最大且稳 定的对应试剂用量范围.它们依次为:3.0,7.0 mL乳化剂OP溶液.选取4mL;1.0,3.0mL硫 酸(1+4),选取2.0mL;0.5,3.0mL邻二氮菲 溶液,选取1.0mL;4.0,6.0mL硫氰酸钾溶液, 选取5mL. 2.3工作曲线及线性范围 分别移取铁标准工作溶液于一系列25mL 容量瓶中,按实验方法操作,绘制吸光度一质量浓 度曲线.结果表明,在25mL溶液中,铁量在0, 60.0g范围内符合比尔定律,其线性回归方程 为A=0.013p(t~g/25mL)+0.002,相关系数r = 0.9999.由此方程斜率求得络合物的表观摩 尔吸光系数为,=1.9×10L?molI1?cm,方法 检出限为0.O1~g/mL. 2.4共存离子的影响 在25mL容量瓶中加30gFe?,再加入一 定量的干扰离子,按实验方法显色,以试剂空白作 参比测其吸光度.结果表明:当测量误差??5% 时,共存离子的允许量(g)为:Ni(120);Cu (100);V(V),Co,Pb(80).由于上述离子允许 量超过聚烯烃中共存量,因此这些离子不影响铁 的测定. 按实验方法进行测定,所得结果见表1.聚乙烯 及聚丙烯的相对标准偏差分别为2.9%和1.7%, 方法的精密度较好. 用加标回收试验检验方法的准确度.取I mLFe标准工作溶液于瓷坩埚中,低温蒸干,再 准确加入一定量的聚烯烃树脂,同前进行灰化,显 色,测定,所测加标回收率见表2.聚乙烯及聚丙 烯的加标回收率分别为96.9%,104.0%和 96.0%,103.3%.可见方法的准确度好. 表1聚烯烃中铁含量的分析结果 Table1Analyticalresultsofironinpolyolefine 季cg...g/gLg/g1搠茬,0II1ore~vlass „FoundAverageRSD 10.06782.43 9.93852.37 聚乙烯9?69542_312.362.9 10.24722.45 9.28322.27 9.70062.35 衰2聚烯烃加标回收试验(铁加入量为1O) Table2Recoveriesofstandardaddingforpolyolefine 3样品分析参考文献: 准确称取适量样品,按样品处理方法操作,再[1]吕明,贾树勇,张 斌.Fe(1l1)一乙酰丙酮一结晶紫三元络 一 69— 7 L 8 5 5 684181 456746 555555 313269 17O1O148943O 79l28O 556656 烯 丙 聚 第26卷第6期 2006年l2月 冶金分析 MetallurgicalAnalysis Vo1.26.No.6 December,2006 合物分光光度法测定微量铁[J].冶金分析,2004,24 (6):55—56. [2]周丰群,同永胜,李春香,等.Fe?D—SCN一体系薄层树 脂相光度法测定矿石中铁[J].冶金分析,2000,20 (3):23—25. [3]杜利成,张宏.一种高灵敏性测定铁?分析方法的研 究[J].化学研究与应用,2001,13(5):594—595. [4]石油化工科学研究院分析室.石油化工分析方法汇编 [M].北京:北京石油工业出版社,1983. [5]潘教麦,陈亚森,严恒态.显色剂及其在冶金分析中的 应用[M].上海:上海科技出版社,1981:309. [6]蒋天智.硫氰酸根一邻二氮菲一乳化剂OP分光光度 法测定微量铁[J].冶金分析,1996,16(3):27—28. Spectrophotometricde~rminationofmicroironinpolyolefineresin withFe3+一potassiumthiocyanate—orthophenanthrolinesystem ZHANGQi.kai,LIUBing.1iang.?,ZHAOShan—lin (1.CollegeofPetrochemicalTechnology,LiaoningUniversityofPetroleum&ChenficalTechnology,Fushun113001,China; 2.RefineryofDaqingPetrochemicalCompany,Daqing163714,China). Abstract:ThemeasuringconditionsforspectrophotometricdeterminationofironwiththeFe一SCN一一 orthophenanthroline(Phen)一 OPsystemwerestudiedandanewmethodforthedeterminationofmicro amountsofitoninpolyolefineresinwasestablished.TIhemaximumabsorptionofthecomplexis1ocatedat 520nm.Theapparentmolarabsorptivityis1.9×10?L?mol 一?cm,.Beer?Slawisobeyedintherangeof O一 60pg/25mLforF.TherelativestandarddeviationisJtessthanorequal~to2.9%andtheadding standa:rdrecoveriesofsamplesarebetwen96.0o,6and104.0%.Themethodhasbeenusedtothedetermi, nationofFe”“inpolyolefineresin. Keywords:spectrophotometry;potassiumthiocyanate;orthophenanthroline;iron;polyolefineresin --—— 70--——