對棉短絨含鐵量檢測方法的認識

孫大偉

1前言

含鐵量是衡量棉短絨質量品級的重要指標。在紡織生產中，如果原料棉短絨中鐵的含量偏高，將影響棉漿粕的反應性能及紡織過程，同時也會引發粘膠長絲質量指標——毛絲率的上升。GB/T 20223—2006《棉短絨》采用鄰菲羅啉分光光度法來測量棉短絨中含鐵量。該方法具有靈敏度高，干擾少，生成絡合物穩定的優點。筆者就根據自己的工作體會，把對檢測方法的一些認識提出來，供大家探討。

2原理

鄰菲羅啉分光光度法測定鐵的原理是：將樣品灰化，用鹽酸溶解，然后用還原劑鹽酸羥胺，將Fe3+還原成Fe2+。在pH值為3~5環境下， Fe2+與顯色劑鄰菲羅啉反應，生成橘紅色絡合物，反應式如下圖。

試驗可知，當Fe2+含量在0.1μg/ml ~6μg/ml 范圍時，該溶液遵從郎伯-比爾定律，即在510?nm波長下，橘紅色絡合物顏色深淺，與溶液中Fe2+濃度成正比。根據這個原理，在相同條件下，通過測定未知樣品和鐵標準物質，對比吸光值，即可求出樣品中鐵的含量。

3注意事項

（1）鹽酸羥胺還原Fe3+有一個最佳酸度，鄰菲羅啉顯色反應也有一個最佳酸度。測量時，溶液酸度偏高，反應速度較慢；酸度太低，Fe2+離子水解，影響顯色。因此在操作中，應嚴格按照標準要求順序，加入各試劑，并將pH值調節在3~5范圍內。

(2) 還原劑鹽酸羥胺不穩定，易被氧化失效。因此要現用現配，不能保存。鄰菲羅啉顯色劑也不太穩定，要避光保存。若發現液體顏色變暗，即不能再用。理論上，標準曲線繪制與樣品測定，應由同一顯色劑來完成。顯色劑換了，標準曲線就應該重新制作。在實際工作中發現，當其他條件變化不大時，一條標準曲線，可以持續使用一段時間。但在樣品測定時，應平行測定零濃度和中等濃度的標準鐵溶液各兩份。其均值與原標準曲線的精度不應大于5%~10%，否則就要重新制作曲線。另外，當更換儀器，移動儀器位置、調換試劑或室溫有明顯變化時，都要重新繪制曲線。

（3）鄰菲羅啉分光光度法，要求含鐵量在指定區間才有效，超出這個區間，溶液就會偏離郎伯-比爾定律。因此查閱標準曲線時，不得超出曲線范圍或隨意延長曲線。對于一個給定的分光光度計，其透光度讀數誤差ΔT是一定的。但由于透光度與濃度的非線性關系，在不同的透光度讀數范圍內，同樣大的讀數誤差ΔT，所產生的濃度誤差ΔC是不同的。只有當吸光度讀數在0.1~1.0范圍內，濃度的相對誤差才較小。因此在實際工作中，要通過稀釋溶液濃度或調整比色皿厚度，使吸光值保持在一個合理范圍內，一般以0.2~0.8為宜。

（4）GB/T 20223—2006規定的檢測方法是：先用鐵標準溶液，測出5個標準點，再繪制出鐵的標準曲線。當檢測樣品時，根據測得的吸光值，從標準曲線上查出對應的含鐵量。這樣操作，一是繪制標準曲線，及從曲線上查找樣品含量，都是采用目測尺量的方法，會帶來人為誤差；二是無法判定作出的標準曲線能滿足檢測要求；三是不能對從曲線上查出的數據，作不確定度分析。從嚴格意義上說，也就給不出一個完整的檢測結果。筆者認為，可以建立回歸方程，來解決這些問題。

（5）前文分析過，可通過改變測量液濃度或調整比色皿厚度等方法，來降低測量誤差。樣品含鐵量平均值C0與各標準點濃度平均值（曲線重心處）越接近，不確定度越小。這可以作為制作標準曲線時，選擇標準點的依據，即所選各標準點x坐標的平均值，應盡可能接近將來要測量的樣品擬合點C0。另外測定的標準點越多，不確定度越小。點數增加，可以是濃度點的增加，也可以是同一濃度測定次數的增加。一個濃度點多測幾次，用平均值算出來的方程，和完全按單獨點計算出來的方程是一致的，但不確定度不一樣。GB/T 20223—2006中雖已指定5個標準點，但我們可以每個標準點重復測定幾次（一般重復1~3次），來降低不確定度。在測定中，還可以隨機安排標準點的測量順序，來消除儀器測定的系統誤差。

(6) 在檢測工作中，儀器設備的正確使用，也是一個很重要的方面。一臺分光光度計，從安裝、調試、日常維護保養及操作程序都有嚴格規定。這就要求我們在檢測時要熟練掌握各儀器特性及使用規程，并把它們很好地與標準要求的檢定程序結合起來，這樣才能保證數據的準確無誤。

4結語

鄰菲羅啉是測定Fe2+的較好顯色劑，該方法被廣泛用于微量鐵的檢定中。只要我們認真、仔細、嚴格按照標準要求操作，就能獲得一個滿意的測量結果。

（作者單位：河北省保定市纖維檢驗所）