在電極箔生產中，邻菲罗啉鐵離子含量過高嚴重影響鋁氧化膜的分光法测法改形成質量，導致成品漏電流超標，光度因此，定电的方嚴格控製電解液中鐵離子含量，解液进對工藝參數控製至關重要。中铁鄰菲羅啉分光光度法是邻菲罗啉磷酸中測定鐵的常用方法，該方法是分光法测法改用還原劑將磷酸中的鐵離子還原成亞鐵離子，用緩衝溶液調整溶液的光度pH在4～6，用鄰菲羅啉進行顯色反應，定电的方鄰菲羅啉與亞鐵離子反應生成紅色絡合物，解液进用分光光度法測定，中铁該方法準確度高、邻菲罗啉穩定性好。分光法测法改但在電極箔生產電解液中常含有大量的光度鋁離子，當用緩衝溶液調整溶液pH＞3.5時，會產生大量的氫氧化鋁白色沉澱，顯色反應無法進行，嚴重影響電解液中鐵的測定，為此對該方法進行了改進。

在pH為5.6的醋酸-醋酸鈉緩衝溶液中，以鹽酸羥銨為還原劑，檸檬酸三銨為鋁離子掩蔽劑，鄰菲羅啉為顯色劑，反應溫度為85℃，采用鄰菲羅啉分光光度法測定了電極箔生產電解液中的鐵含量。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

722型可見分光光度計；pHS-3C型酸度計；CS-501SP型超級數顯恒溫器。

鐵標準溶液：稱取0.8640gFeNH₄（SO₄）₂·12H₂O溶於水，加2.5mL硫酸，移入1000mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻，此溶液為0.1mg/mL鐵的標準溶液，用時再稀釋成0.01mg/mL鐵的工作溶液；鄰菲羅啉溶液：0.2%；檸檬酸三銨溶液：20%；鹽酸羥銨溶液：10%；醋酸-醋酸鈉緩衝溶液：pH為5.6，用0.1mol/L醋酸溶液與0.1mol/L醋酸鈉液配製，用酸度計校正。所用試劑均為化學純，水為去離子水。

1.2 實驗方法

1.2.1 標準工作曲線

取10個50mL容量瓶，分別加入0.01mg/mL的鐵標準溶液0mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL、5.0mL、6.0mL、7.0mL、8.0mL、9.0mL，分別加入2.0mL10%鹽酸羥銨溶液，搖勻後，分別加入2.0mL20%檸檬酸三銨溶液，5.0mLpH為5.6醋酸-醋酸鈉緩衝溶液，1.5mL0.2%鄰菲羅啉溶液，用水稀釋至刻度，搖勻，在水浴鍋中加熱至85℃，恒溫10min，取出，用流水冷卻至室溫。在722型分光光度計上於510nm處，用1cm比色皿，以試劑為空白，測定吸光度。以吸光度為縱坐標，鐵含量為橫坐標，繪製標準工作曲線。

1.2.2 鐵含量測定

吸取20mL電極箔生產電解液於50mL的容量瓶中，加入2.0mL20%檸檬酸三銨溶液，2.0mL10%的鹽酸羥胺溶液，5.0mLpH為5.6醋酸-醋酸鈉緩衝溶液，1.5mL0.2%的鄰菲羅啉溶液，用水稀釋至刻度，搖勻，置於85℃的水浴鍋中加熱10min，取出，用流水冷卻至室溫。以不加鐵標準溶液的試劑為空白，用1cm比色皿，在722型分光光度計上於510nm波長處測定其吸光度。根據標準工作曲線計算鐵的含量。

2 結果與討論

2.1 掩蔽劑的選擇

取3個50mL的容量瓶，分別加入4.0mL2.5mg/L鐵的標準溶液，在3個容量瓶中分別加入濃度20%的檸檬酸三銨溶液、酒石酸鈉溶液、草酸銨溶液，然後按1.2.1方法進行試驗，考察了檸檬酸三銨溶液、酒石酸鈉溶液、草酸銨溶液三種掩蔽劑對吸光度的影響。結果表明，檸檬酸三銨溶液對鋁離子的掩蔽效果最佳，酒石酸鈉溶液的掩蔽效果次之，草酸銨溶液的掩蔽效果最差。選擇掩蔽劑為檸檬酸三銨溶液。

2.2 檸檬酸三銨用量

用移液管移取4.0mL2.5mg/L鐵的標準溶液於50mL的容量瓶中，分別加入定量20%檸檬酸三銨溶液，然後按1.2.1方法進行試驗，考察了20%的檸檬酸三銨用量對絡合物吸光度的影響。結果表明，20%檸檬酸三銨的用量在1.0～2.0mL時，吸光度逐漸增大，當20%檸檬酸三銨的用量達到2.0mL時，吸光度趨於穩定。選擇20%檸檬酸三銨用量為2.0mL。

2.3 鹽酸羥銨用量

考察了10%的鹽酸羥胺溶液用量對絡合物吸光度的影響。結果表明，10%的鹽酸羥胺溶液的用量在1.5～2.5mL，絡合物的吸光度最大且穩定。因此，本文選用10%的鹽酸羥胺溶液的用量為2.0mL。

2.4 顯色酸度

鄰菲羅啉與亞鐵離子在pH=4～5的條件下生成紅色絡合物。在實驗條件下，使用不同pH的醋酸-醋酸鈉緩衝溶液，並改變其用量進行試驗，結果表明，在pH為5.0～6.0醋酸-醋酸鈉緩衝溶液中，其用量在4.0～6.0mL，絡合物的吸光度最大且穩定。因此，選用pH為5.6的醋酸-醋酸鈉緩衝溶液的用量為5.0mL。

2.5 顯色劑用量

考察了0.2%鄰菲羅啉溶液顯色劑用量對絡合物吸光度的影響，結果表明，0.2%鄰菲羅啉溶液用量在1.0～2.0mL，絡合物的吸光度最大且穩定。因此，選用0.2%鄰菲羅啉溶液用量為1.5mL。

2.6 反應溫度與顯色時間

檸檬酸三銨（C₆H₅O₇（NH₄）₃）絡合能力很強，它能與Al³⁺、Fe²⁺、Ca²⁺、Cu²⁺等許多金屬離子絡合，當檸檬酸根離子與鋁離子生成檸檬酸鋁絡合物的同時，過量的檸檬酸根離子與亞鐵離子也能生成絡合物，從而影響了鐵的測定。由於亞鐵離子與鄰菲羅啉生成的絡合物比檸檬酸根離子與亞鐵離子生成的絡合物更穩定，但此反應速度較慢，常溫下需要較長時間。為加快反應速度，將溶液加熱至85℃，並恒溫10min，使鄰菲羅啉與亞鐵離子充分反應，形成穩定的絡合物。

2.7 絡合物穩定時間

按實驗方法測定絡合物在不同放置時間的穩定性，結果表明，10min後絡合物的吸光度達到最大，至少穩定8h不變。

2.8 氫氧化鋁沉澱產生的原因

大部分金屬離子很容易水解，當溶液的酸度降低時，它們在水溶液中除了以簡單的金屬離子形式存在外，還可能形成一係列氫氧基或多核氫氧基絡合物。Al³⁺在pH≈3.5時，有下列水解反應發生：

酸度更低時，可進一步水解生成堿式鹽或氫氧化物沉澱。由於這些水解反應的存在，對顯色反應的進行是不利的。未加檸檬酸三銨掩蔽劑的溶液當pH調整到3.5左右時，溶液中大量的鋁發生水解反應，形成大量的氫氧化鋁白色沉澱，而鄰菲羅啉顯色劑與亞鐵離子絡合的pH在4～5時，吸光度值最大且穩定，由於溶液中有大量的氫氧化鋁白色沉澱，阻礙了鄰菲羅啉顯色劑與亞鐵離子絡合。通過加入檸檬酸三銨，使檸檬酸根離子與鋁離子生成檸檬酸鋁穩定的螯合物，消除了鋁離子對鐵測定的幹擾，使後續顯色反應能繼續進行。

2.9 檸檬酸三銨掩蔽鋁幹擾的反應機理

檸檬酸是一種常用的多價螯合劑，檸檬酸三銨（C₆H₅O₇（NH₄）₃）為檸檬酸的銨鹽，是一種弱酸弱堿鹽，在水溶液中能離解出NH₄⁺和C₆H₅O₇^3-。C₆H₅O₇^3-極易與金屬離子發生螯合作用形成比較穩定的環狀結構，這有利於掩蔽金屬離子。C₆H₅O₇^3-與Al³⁺的絡合係數很高，logβ=20.0，能形成穩定的大分子絡合物，阻礙了OH-與Al³⁺的接觸，從而消除了氫氧化鋁沉澱的生成。因此，C₆H₅O₇（NH₄）₃是一種很好的鋁離子掩蔽劑。隻滿足C₆H₅O₇（NH₄）₃的加入量達到Al³⁺摩爾分數的5%時，即可掩蔽鋁的幹擾。

3 樣品分析

按照1.2.2鐵含量測定方法，對電極箔生產電解液中的鐵進行了測定，並根據標準工作曲線計算出鐵的含量，結果見表1。與原子吸收光度法比較，兩者結果相符。進行10次標準加入回收實驗，回收率為98.3%～103.5%。

4 結論

（1）電極箔生產電解液中，當溶液的pH＞3.5時，由於大量的鋁離子存在，會產生大量的氫氧化鋁沉澱，顯色反應無法進行，嚴重幹擾鐵的測定。通過加入掩蔽劑C₆H₅O₇（NH₄）₃可以消除鋁離子的幹擾，提高電極箔生產過程的檢測效率。

（2）掩蔽劑C₆H₅O₇（NH₄）₃的加入量與測試液中鋁離子的含量有關，當C₆H₅O₇（NH₄）₃的加入量達到鋁離子摩爾分數5%時，就能很好地掩蔽鋁離子，保證後續顯色反應繼續進行。

（3）在掩蔽劑C₆H₅O₇（NH₄）₃作用下，亞鐵離子與鄰菲羅啉的反應速度緩慢，為加快反應速度，反應需加熱到85℃下進行。

相關鏈接：檸檬酸三銨，氫氧化鋁，鄰菲羅啉，草酸銨

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