🔬 Żelazo ogólne w wodzie

Fizykochemia PN-ISO 6332

Przegląd

STATUS (stan na 29.10.2026). PN-ISO 6332:2001 — wersja polska, opublikowana 26.10.2001, wprowadza ISO 6332:1988 [IDT]; zastąpiła PN-C-04586-03:1973 i PN-C-04586-04:1990. Norma aktualna — bez adnotacji o wycofaniu; ma poprawkę krajową PN-ISO 6332:2001/Ap1:2016-06. ISO 6332:1988 (wydanie drugie, zastąpiło wydanie z 1982 r.) jest w katalogu ISO aktualna, bez nowszego wydania ani projektu.

POPRAWKA KRAJOWA Ap1:2016-06 (zatwierdzona 10.06.2016). Prostuje błąd oryginału ISO w p. 4.11: roztwór wzorcowy II (1 mg/l) przygotowuje się z 5 ml roztworu podstawowego żelaza (0,10 g/l), a nie z 5 ml roztworu wzorcowego I — tak podajemy niżej.

ZAKRES (rozdz. 1). Żelazo w wodzie i ściekach: żelazo ogólne (suma rozpuszczonego i nierozpuszczonego) — oznaczane bezpośrednio albo po mineralizacji, żelazo rozpuszczone ogólne (suma żelaza(II) i żelaza(III)) oraz rozpuszczone żelazo(II). Zakres 0,01–5 mg/l; wyższe stężenia po odpowiednim rozcieńczeniu próbki.

ŻELAZO W WODZIE. Związki żelaza pochodzą z gleby i skał albo ze ścieków, a jako produkty korozji — także z elementów sieci wodociągowej. W wodach podziemnych występują głównie związki żelaza(II), w powierzchniowych — związki żelaza(III); żelazo(II) w kontakcie z tlenem z powietrza utlenia się do żelaza(III). Żelazo w wodzie wodociągowej nie zagraża zdrowiu, ale powoduje rdzawobrunatne osady i plamy.

ZAKŁÓCENIA (rozdz. 10). Metoda z 1,10-fenantroliną jest stosunkowo mało podatna na zakłócenia. Miedź, kobalt, chrom i cynk przeszkadzają w stężeniach dziesięciokrotnie większych od stężenia żelaza, nikiel — powyżej 2 mg/l; tym zakłóceniom zapobiega ustawienie pH w zakresie 3,5–5,5. Bizmut, srebro i rtęć przeszkadzają powyżej 1 mg/l, kadm — powyżej 50 mg/l. Cyjanki usuwa zwykle zakwaszenie próbki; przy niektórych cyjankach kompleksowych zaleca się mineralizację (p. 7.1.2). Zakwaszenie przeprowadza piro- i polifosforany w ortofosforany, które nie przeszkadzają do stężenia dziesięciokrotnie większego od stężenia żelaza; przy wyższych zaleca się mineralizację.

PRECYZJA (rozdz. 9). Tablica powtarzalności podaje średnie z 30 wyników w kilku laboratoriach, np. dla 0,100 mg/l odchylenia standardowe 0,004–0,015 mg/l (pięć laboratoriów), dla 1,000 mg/l — 0,004–0,05 mg/l.

PRZEPISY. Woda do spożycia: żelazo 200 µg/l (rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 maja 2026 r., Dz.U. 2026 poz. 748, zał. nr 1 cz. C tab. 2 lp. 15); niepewność pomiaru do 30 % wartości parametrycznej (zał. nr 4 cz. B). PN-ISO 6332 jest jedną z metodyk referencyjnych oznaczania żelaza w ściekach — spektrofotometria absorpcyjna cząsteczkowa, obok PN-EN ISO 15586 i PN-EN ISO 11885 (Dz.U. 2019 poz. 1311, zał. nr 12 lp. 75) — oraz metodyką spektrofotometryczną żelaza ogólnego w monitoringu wód powierzchniowych i podziemnych (Dz.U. 2021 poz. 1576, zał. nr 8, wskaźnik 4.3.1).

Zasada metody

Do porcji próbki dodaje się roztwór 1,10-fenantroliny; z żelazem(II) tworzy się pomarańczowoczerwony kompleks, którego absorbancję mierzy się przy ok. 510 nm — w maksimum absorpcji (molowy współczynnik absorpcji 11 × 10³ l/(mol·cm)). Przy oznaczaniu żelaza ogólnego i rozpuszczonego ogólnego chlorek hydroksyloamoniowy redukuje żelazo(III) do żelaza(II); żelazo nierozpuszczone, tlenki i kompleksy żelaza trzeba najpierw przeprowadzić do roztworu (p. 7.1.2). Kompleks jest trwały w zakresie pH 2,5–9, intensywność barwy jest proporcjonalna do ilości żelaza(II), a zależność absorbancji od stężenia — liniowa do 5,0 mg/l (rozdz. 3).

Zastosowania

• Woda do spożycia — żelazo 200 µg/l (Dz.U. 2026 poz. 748)
• Ścieki — jedna z metodyk referencyjnych oznaczania żelaza (Dz.U. 2019 poz. 1311, zał. nr 12)
• Monitoring wód powierzchniowych i podziemnych — żelazo ogólne (Dz.U. 2021 poz. 1576)
• Rozróżnienie form: żelazo ogólne, rozpuszczone ogólne i rozpuszczone żelazo(II) (rozdz. 1)

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-ISO 6332:2001

Tytuł (PL)

Jakość wody — Oznaczanie żelaza — Metoda spektrometryczna z 1,10-fenantroliną

Title (EN)

Water quality — Determination of iron — Spectrometric method using 1,10-phenanthroline

Procedura krok po kroku

1. Pobranie i utrwalenie

   Pojemniki np. polietylenowe (ISO 5667-1). Żelazo ogólne: próbkę zakwasić zaraz po pobraniu do pH 1 — zwykle wystarcza 1 ml stężonego kwasu siarkowego na 100 ml. Żelazo rozpuszczone ogólne: próbkę przesączyć zaraz po pobraniu, przesącz zakwasić do pH 1. Żelazo(II): 1 ml stężonego kwasu siarkowego w kolbie tlenowej, kolbę całkowicie napełnić próbką, unikając zbędnego kontaktu z powietrzem (rozdz. 6).

2. Żelazo nierozpuszczone — utlenianie

   Gdy obecne są żelazo nierozpuszczone, tlenki albo kompleksy żelaza: 50,0 ml zakwaszonej próbki w kolbie 100 ml z 5 ml roztworu peroksodisiarczanu łagodnie gotować ok. 40 min, nie dopuszczając do spadku objętości poniżej ok. 20 ml; ostudzić, przenieść do kolby miarowej 50 ml i dopełnić (roztwór mętny przesączyć przez sączek membranowy). Zamiennie autoklaw: 30 min w zamkniętej butelce 100 ml, rozcieńczenie do 100 ml i mnożnik 2 w obliczeniu (p. 7.1.1, 7.1.1.1).

3. Żelazo ogólne po mineralizacji

   50,0 ml zakwaszonej próbki w zlewce 100 ml z 5 ml kwasu azotowego i 10 ml kwasu solnego ogrzewać w 70–80 °C do całkowitego rozpuszczenia; po ok. 30 min dodać 2 ml stężonego kwasu siarkowego i odparować do pojawienia się białych dymów tritlenku siarki, nie do sucha; ostudzić, dodać 20 ml wody, przenieść do kolby miarowej 50 ml i dopełnić (p. 7.1.2).

4. Redukcja do żelaza(II)

   Roztwór z kroku 2 albo 3 (przy oznaczaniu bezpośrednim i żelaza rozpuszczonego — 50,0 ml próbki) w kolbie 100 ml: dodać 1 ml roztworu chlorku hydroksyloamoniowego i dokładnie wymieszać, następnie 2 ml buforu octanowego — pH 3,5–5,5, najlepiej 4,5. Redukcja przebiega najskuteczniej w pH 1, dlatego bufor dodaje się na końcu (p. 7.1.1.2, 7.2).

5. Wywołanie barwy i pomiar

   Dodać 2 ml roztworu 1,10-fenantroliny i odstawić w ciemne miejsce na 15 min; zmierzyć absorbancję przy 510 nm wobec wody w kuwecie odniesienia (p. 7.1.1.3–7.1.1.4).

6. Żelazo(II)

   50,0 ml próbki z kolby tlenowej w kolbie 100 ml: jak w kroku 4, ale bez chlorku hydroksyloamoniowego, a następnie krok 5; możliwie bez kontaktu z powietrzem (p. 7.3).

7. Ślepa próba

   Ten sam przebieg, z 50 ml wody zamiast porcji próbki (p. 7.4).

8. Kalibracja

   Seria roztworów odniesienia z roztworów wzorcowych I i II w kolbach miarowych 50 ml, z 0,5 ml kwasu siarkowego 4,5 mol/l, dobrana do spodziewanego stężenia i prowadzona jak próbki dla oznaczanej formy żelaza. Osobna krzywa dla każdej formy żelaza, każdego fotometru i każdej długości drogi optycznej; kalibrację sprawdza się okresowo, zwłaszcza przy każdej nowej partii odczynników (p. 7.5).

9. Obliczenie

   ρ = f · (A₁ − A₀) mg/l, gdzie f — nachylenie właściwej krzywej kalibracji (p. 7.5.2), A₁ — absorbancja roztworu badanego, A₀ — absorbancja ślepej próby; uwzględnia się objętość kwasu dodanego do próbki. Wynik podaje się ze wskazaniem oznaczonej formy żelaza (rozdz. 8).

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Przy zakwaszaniu próbek mogą wydzielać się toksyczne gazy — stosować odpowiednie środki ostrożności (rozdz. 6)
• Próbki z cyjankami albo siarczkami zakwasza się ostrożnie — powstają silnie toksyczne pary (rozdz. 10)
• Stężony kwas siarkowy dodaje się do wody powoli, energicznie mieszając i chłodząc (p. 4.2)
• Z kwasem azotowym, kwasem solnym, chlorkiem hydroksyloamoniowym i peroksodisiarczanem potasu postępuje się według kart charakterystyki

Najczęstsze pytania