🔬 Celkové železo ve vodě
Ve zkratce
Spektrometrické stanovení železa ve vodě a odpadních vodách s 1,10-fenanthrolinem — celkového železa (přímo nebo po mineralizaci), celkového rozpuštěného železa a rozpuštěného železa(II). Zkouška se provádí podle normy PN-ISO 6332:2001; Rozsah: 0,01–5 mg/l; vyšší koncentrace po zředění (kap. 1). Postup zahrnuje 9 kroků; oblasti použití: Voda k lidské spotřebě — železo 200 µg/l (Dz.U. 2026 pol. 748), Odpadní vody — jedna z referenčních metodik stanovení železa (Dz.U. 2019 pol. 1311, příl. č. 12), Monitoring povrchových a podzemních vod — celkové železo (Dz.U. 2021 pol. 1576).
Na první pohled
- Norma: PN-ISO 6332:2001
- Kategorie: Fyzikální chemie
- Kroky postupu: 9
- Rozsah: 0,01–5 mg/l; vyšší koncentrace po zředění (kap. 1)
- Vlnová délka: cca 510 nm; měření proti vodě ve srovnávací kyvetě
- pH tvorby komplexu: 3,5–5,5, nejlépe 4,5 (octanový pufr přidávaný nakonec)
Přehled
STAV (k 29.10.2026). PN-ISO 6332:2001 — polská verze, vydaná 26.10.2001, zavádí ISO 6332:1988 [IDT]; nahradila PN-C-04586-03:1973 a PN-C-04586-04:1990. Norma je platná — bez poznámky o zrušení; má národní opravu PN-ISO 6332:2001/Ap1:2016-06. ISO 6332:1988 (druhé vydání, nahradilo vydání z roku 1982) je v katalogu ISO platná, bez novějšího vydání nebo návrhu.
NÁRODNÍ OPRAVA Ap1:2016-06 (schválena 10.06.2016). Opravuje chybu originálu ISO v bodě 4.11: standardní roztok II (1 mg/l) se připravuje z 5 ml zásobního roztoku železa (0,10 g/l), nikoli z 5 ml standardního roztoku I — tak to uvádíme níže.
ROZSAH (kap. 1). Železo ve vodě a odpadních vodách: celkové železo (součet rozpuštěného a nerozpuštěného) — stanovené přímo nebo po mineralizaci, celkové rozpuštěné železo (součet železa(II) a železa(III)) a rozpuštěné železo(II). Rozsah 0,01–5 mg/l; vyšší koncentrace po vhodném zředění vzorku.
ŽELEZO VE VODĚ. Sloučeniny železa pocházejí z půdy a hornin nebo z odpadních vod a jako produkty koroze — také z prvků vodovodní sítě. V podzemních vodách se vyskytují hlavně sloučeniny železa(II), v povrchových — sloučeniny železa(III); železo(II) se při styku s kyslíkem ze vzduchu oxiduje na železo(III). Železo ve vodovodní vodě neohrožuje zdraví, ale způsobuje rezavohnědé usazeniny a skvrny.
RUŠIVÉ VLIVY (kap. 10). Metoda s 1,10-fenanthrolinem je poměrně málo náchylná k rušivým vlivům. Měď, kobalt, chrom a zinek ruší v koncentracích desetkrát vyšších, než je koncentrace železa, nikl — nad 2 mg/l; těmto rušivým vlivům zabrání nastavení pH v rozsahu 3,5–5,5. Bismut, stříbro a rtuť ruší nad 1 mg/l, kadmium — nad 50 mg/l. Kyanidy obvykle odstraní okyselení vzorku; u některých komplexních kyanidů se doporučuje mineralizace (bod 7.1.2). Okyselení převede pyro- a polyfosforečnany na orthofosforečnany, které neruší do koncentrace desetkrát vyšší, než je koncentrace železa; při vyšších se doporučuje mineralizace.
PRECIZNOST (kap. 9). Tabulka opakovatelnosti uvádí průměry z 30 výsledků v několika laboratořích, např. pro 0,100 mg/l směrodatné odchylky 0,004–0,015 mg/l (pět laboratoří), pro 1,000 mg/l — 0,004–0,05 mg/l.
PŘEDPISY. Voda k lidské spotřebě: železo 200 µg/l (nařízení ministra zdravotnictví ze dne 22. května 2026, Dz.U. 2026 pol. 748, příl. č. 1 část C tab. 2 poř. č. 15); nejistota měření do 30 % parametrické hodnoty (příl. č. 4 část B). PN-ISO 6332 je jednou z referenčních metodik stanovení železa v odpadních vodách — molekulová absorpční spektrofotometrie, vedle PN-EN ISO 15586 a PN-EN ISO 11885 (Dz.U. 2019 pol. 1311, příl. č. 12 poř. č. 75) — a spektrofotometrickou metodikou celkového železa při monitoringu povrchových a podzemních vod (Dz.U. 2021 pol. 1576, příl. č. 8, ukazatel 4.3.1).
Princip metody
K podílu vzorku se přidá roztok 1,10-fenanthrolinu; se železem(II) vzniká oranžovočervený komplex, jehož absorbance se měří při cca 510 nm — v absorpčním maximu (molární absorpční koeficient 11 × 10³ l/(mol·cm)). Při stanovení celkového a celkového rozpuštěného železa redukuje chlorid hydroxylamonia železo(III) na železo(II); nerozpuštěné železo, oxidy a komplexy železa je třeba nejprve převést do roztoku (bod 7.1.2). Komplex je stálý v rozsahu pH 2,5–9, intenzita zbarvení je úměrná množství železa(II) a závislost absorbance na koncentraci — lineární do 5,0 mg/l (kap. 3).
Použití
- Voda k lidské spotřebě — železo 200 µg/l (Dz.U. 2026 pol. 748)
- Odpadní vody — jedna z referenčních metodik stanovení železa (Dz.U. 2019 pol. 1311, příl. č. 12)
- Monitoring povrchových a podzemních vod — celkové železo (Dz.U. 2021 pol. 1576)
- Rozlišení forem: celkové železo, celkové rozpuštěné a rozpuštěné železo(II) (kap. 1)
Klíčové parametry
| Parametr | Hodnota |
|---|---|
| Rozsah | 0,01–5 mg/l; vyšší koncentrace po zředění (kap. 1) |
| Vlnová délka | cca 510 nm; měření proti vodě ve srovnávací kyvetě |
| pH tvorby komplexu | 3,5–5,5, nejlépe 4,5 (octanový pufr přidávaný nakonec) |
| Vývoj zbarvení | 15 min ve tmě po přidání fenanthrolinu |
| Podíl | 50,0 ml vzorku okyseleného na pH 1 |
| Výsledek | s přesností 0,001 mg/l (0,010–0,100 mg/l), 0,01 mg/l (do 10 mg/l), 0,1 mg/l (nad 10 mg/l) |
Norma
- Označení normy
- PN-ISO 6332:2001
- Název (PL)
- Jakość wody — Oznaczanie żelaza — Metoda spektrometryczna z 1,10-fenantroliną
- Název (EN)
- Water quality — Determination of iron — Spectrometric method using 1,10-phenanthroline
Postup krok za krokem
-
Odběr a konzervace
Nádoby např. polyethylenové (ISO 5667-1). Celkové železo: vzorek okyselit hned po odběru na pH 1 — obvykle stačí 1 ml koncentrované kyseliny sírové na 100 ml. Celkové rozpuštěné železo: vzorek přefiltrovat hned po odběru, filtrát okyselit na pH 1. Železo(II): 1 ml koncentrované kyseliny sírové v kyslíkové baňce, baňku zcela naplnit vzorkem a vyhnout se zbytečnému styku se vzduchem (kap. 6).
-
Nerozpuštěné železo — oxidace
Jsou-li přítomny nerozpuštěné železo, oxidy nebo komplexy železa: 50,0 ml okyseleného vzorku v baňce 100 ml s 5 ml roztoku peroxodisíranu mírně vařit cca 40 min, aby objem neklesl pod cca 20 ml; ochladit, převést do odměrné baňky 50 ml a doplnit (zakalený roztok přefiltrovat přes membránový filtr). Alternativně autokláv: 30 min v uzavřené lahvi 100 ml, zředění na 100 ml a násobitel 2 ve výpočtu (bod 7.1.1, 7.1.1.1).
-
Celkové železo po mineralizaci
50,0 ml okyseleného vzorku v kádince 100 ml s 5 ml kyseliny dusičné a 10 ml kyseliny chlorovodíkové zahřívat při 70–80 °C do úplného rozpuštění; po cca 30 min přidat 2 ml koncentrované kyseliny sírové a odpařit do objevení bílých dýmů oxidu sírového, ne do sucha; ochladit, přidat 20 ml vody, převést do odměrné baňky 50 ml a doplnit (bod 7.1.2).
-
Redukce na železo(II)
Roztok z kroku 2 nebo 3 (při přímém stanovení a u rozpuštěného železa — 50,0 ml vzorku) v baňce 100 ml: přidat 1 ml roztoku chloridu hydroxylamonia a důkladně promíchat, poté 2 ml octanového pufru — pH 3,5–5,5, nejlépe 4,5. Redukce probíhá nejúčinněji při pH 1, proto se pufr přidává nakonec (bod 7.1.1.2, 7.2).
-
Vývoj zbarvení a měření
Přidat 2 ml roztoku 1,10-fenanthrolinu a postavit na tmavé místo na 15 min; změřit absorbanci při 510 nm proti vodě ve srovnávací kyvetě (bod 7.1.1.3–7.1.1.4).
-
Železo(II)
50,0 ml vzorku z kyslíkové baňky v baňce 100 ml: jako v kroku 4, ale bez chloridu hydroxylamonia, a poté krok 5; pokud možno bez styku se vzduchem (bod 7.3).
-
Slepý pokus
Stejný postup s 50 ml vody místo podílu vzorku (bod 7.4).
-
Kalibrace
Řada referenčních roztoků ze standardních roztoků I a II v odměrných baňkách 50 ml, s 0,5 ml kyseliny sírové 4,5 mol/l, zvolená podle očekávané koncentrace a zpracovaná jako vzorky pro stanovovanou formu železa. Samostatná křivka pro každou formu železa, každý fotometr a každou délku optické dráhy; kalibrace se pravidelně ověřuje, zejména při každé nové šarži činidel (bod 7.5).
-
Výpočet
ρ = f · (A₁ − A₀) mg/l, kde f — směrnice příslušné kalibrační křivky (bod 7.5.2), A₁ — absorbance zkoušeného roztoku, A₀ — absorbance slepého pokusu; zohlední se objem kyseliny přidané ke vzorku. Výsledek se uvádí s označením stanovené formy železa (kap. 8).
Potřebné vybavení a přístroje
| Vybavení | Příklad | Orientační cena |
|---|---|---|
| Spektrometr | hranolový nebo mřížkový, pro měření při 510 nm (bod 5.1) | — |
| Kyvety | optická dráha nejméně 10 mm, zvolená podle očekávané absorbance; pod 1,0 mg/l jsou výhodnější delší (bod 5.2) | — |
| Membránové filtry | průměrná velikost pórů 0,45 µm (bod 5.3) | — |
| Kyslíková (Winklerova) baňka 100 ml | na vzorek pro stanovení železa(II), plněná zcela (bod 5.4, 6.4) | — |
| Laboratorní sklo | veškeré sklo, i nádoby na vzorky, se myje kyselinou chlorovodíkovou a oplachuje vodou; baňky 100 ml, odměrné baňky 50 ml a 500 ml, kádinky 100 ml (kap. 5, 7) | — |
| Ohřev | k mírnému varu po dobu cca 40 min (oxidace) nebo na 70–80 °C a k odpaření do dýmů SO₃ (mineralizace); místo varu lze použít autokláv (bod 7.1.1.1, 7.1.2) | — |
Činidla, živné půdy a spotřební materiál
| Činidlo | CAS | Podrobnosti |
|---|---|---|
| Kyselina sírová koncentrovaná, ρ = 1,84 g/ml | 7664-93-9 | ke konzervaci vzorků (obvykle 1 ml na 100 ml) a k mineralizaci (bod 4.1) |
| Kyselina sírová, c(½ H₂SO₄) = 4,5 mol/l | — | 1 objem koncentrované kyseliny přidávat pomalu, za intenzivního míchání a chlazení, do 3 objemů vody (bod 4.2) |
| Kyselina dusičná koncentrovaná, ρ = 1,40 g/ml | 7697-37-2 | k mineralizaci (bod 4.3) |
| Kyselina chlorovodíková, ρ = 1,12 g/ml, c(HCl) = 7,7 mol/l | 7647-01-0 | k mytí skla, rozpouštění železného drátu a mineralizaci (bod 4.4) |
| Octanový pufr | — | 40 g octanu amonného a 50 ml ledové kyseliny octové (ρ = 1,06 g/ml) rozpustit ve vodě a zředit na 100 ml (bod 4.5) |
| Chlorid hydroxylamonia, 100 g/l | 5470-11-1 | 10 g NH₂OH·HCl rozpustit ve vodě a zředit na 100 ml; stálý nejméně týden (bod 4.6) |
| Roztok 1,10-fenanthrolinu | — | 0,5 g chloridu 1,10-fenanthrolinia (monohydrátu) rozpustit ve vodě a zředit na 100 ml nebo 0,42 g monohydrátu 1,10-fenanthrolinu rozpustit ve 100 ml vody se 2 kapkami kyseliny chlorovodíkové; stálý týden, je-li uchováván ve tmě (bod 4.7) |
| Peroxodisíran draselný, 40 g/l | 7727-21-1 | 4 g K₂S₂O₈ rozpustit ve vodě a zředit na 100 ml; v tmavé skleněné lahvi při pokojové teplotě stálý několik týdnů (bod 4.8) |
| Zásobní roztok železa, 0,10 g/l | — | 50,0 mg železného drátu (čistota 99,99 %) v odměrné baňce 500 ml s 20 ml vody a 5 ml kyseliny chlorovodíkové 7,7 mol/l rozpustit za mírného zahřívání, ochladit a doplnit; stálý nejméně měsíc v lahvi z odolného skla nebo z plastu; lze použít komerční zásobní roztoky (bod 4.9) |
| Standardní roztoky železa: I — 20 mg/l, II — 1 mg/l | — | I: 100 ml zásobního roztoku na 500 ml; II: 5 ml zásobního roztoku na 500 ml (podle opravy Ap1:2016-06 — originál ISO zde chybně uvádí „standardního roztoku I“); oba se připravují v den použití (bod 4.10–4.11) |
| Voda | — | s co nejnižším obsahem železa; měřitelný obsah železa v činidlech je přípustný, je-li nejnižší stanovovaná koncentrace nejméně trojnásobkem směrodatné odchylky výsledků slepých pokusů; vhodná je deionizovaná voda nebo voda destilovaná v celoskleněné aparatuře (kap. 4) |
Bezpečnost a ochrana zdraví při práci (BOZP)
- Při okyselování vzorků se mohou uvolňovat toxické plyny — dodržovat odpovídající bezpečnostní opatření (kap. 6)
- Vzorky s kyanidy nebo sulfidy se okyselují opatrně — vznikají vysoce toxické páry (kap. 10)
- Koncentrovaná kyselina sírová se přidává do vody pomalu, za intenzivního míchání a chlazení (bod 4.2)
- S kyselinou dusičnou, kyselinou chlorovodíkovou, chloridem hydroxylamonia a peroxodisíranem draselným se zachází podle bezpečnostních listů
Časté dotazy
Která norma tuto zkoušku popisuje?
Zkouška se provádí podle normy PN-ISO 6332:2001 — „Water quality — Determination of iron — Spectrometric method using 1,10-phenanthroline“.
Jak tato metoda funguje?
K podílu vzorku se přidá roztok 1,10-fenanthrolinu; se železem(II) vzniká oranžovočervený komplex, jehož absorbance se měří při cca 510 nm — v absorpčním maximu (molární absorpční koeficient 11 × 10³ l/(mol·cm)). Při stanovení celkového a celkového rozpuštěného železa redukuje chlorid hydroxylamonia železo(III) na železo(II); nerozpuštěné železo, oxidy a komplexy železa je třeba nejprve převést do roztoku (bod 7.
Jaký je rozsah měření a přesnost?
Rozsah: 0,01–5 mg/l; vyšší koncentrace po zředění (kap. 1); Vlnová délka: cca 510 nm; měření proti vodě ve srovnávací kyvetě; pH tvorby komplexu: 3,5–5,5, nejlépe 4,5 (octanový pufr přidávaný nakonec); Vývoj zbarvení: 15 min ve tmě po přidání fenanthrolinu.
Jak dlouho zkouška trvá?
Postup zahrnuje 9 kroků. Norma neuvádí dobu trvání u každé etapy — rozhoduje vlastní postup laboratoře.
Jaké vybavení je potřeba?
Spektrometr, Kyvety, Membránové filtry, Kyslíková (Winklerova) baňka 100 ml, Laboratorní sklo, Ohřev.
Kde se tato zkouška používá?
Voda k lidské spotřebě — železo 200 µg/l (Dz.U. 2026 pol. 748); Odpadní vody — jedna z referenčních metodik stanovení železa (Dz.U. 2019 pol. 1311, příl. č. 12); Monitoring povrchových a podzemních vod — celkové železo (Dz.U. 2021 pol. 1576); Rozlišení forem: celkové železo, celkové rozpuštěné a rozpuštěné železo(II) (kap. 1).
Jaká bezpečnostní opatření platí?
Při okyselování vzorků se mohou uvolňovat toxické plyny — dodržovat odpovídající bezpečnostní opatření (kap. 6); Vzorky s kyanidy nebo sulfidy se okyselují opatrně — vznikají vysoce toxické páry (kap. 10); Koncentrovaná kyselina sírová se přidává do vody pomalu, za intenzivního míchání a chlazení (bod 4.2); S kyselinou dusičnou, kyselinou chlorovodíkovou, chloridem hydroxylamonia a peroxodisíranem draselným se zachází podle bezpečnostních listů.
Která laboratoř může tuto zkoušku provést?
Zkoušku provádějí laboratoře akreditované podle ISO/IEC 17025. Na LabCoda je najdete podle označení normy PN-ISO 6332.