Simultaneous Determination of Fe3+ and Al3+ by Kalman Filter-Chromazurol S(CAS)Spectrophotometry XU Hongwen, Wu Xuran, Li Jun, Liuhang (Department of Applied Chemistry,Yantai University,Yantai,264005) Abstract This article reported Kalman Filter(KF) spectrophotometric method for simultaneous determination of Fe3+ and Al3+ with CAS. The synthetic samples were determined with this method and satisfactory results were obtained. Key words Kalman Filter(KF), Spectrophotometry, Chromazurol S(CAS), Simultaneous Determination of Iron and Aluminum. 摘要 本文采用卡尔曼滤波递推算法，利用铬天青S(CAS)与Fe3+和Al3+同时显色分光光度测定，其合成试样测定结果良好。 关键词 卡尔曼滤波 分光光度法 铬天青S(CAS) 铁和铝的同时测定 卡尔曼滤波分光光度法同时测定铁和铝 徐洪文 邬旭然 李军 刘航 (烟台大学应用化学系 烟台 264005) 符合Beer定律的多组分体系其吸光度值具有加合性：
|  | (1)
式中A(l K)为组分i在波长 l k下的吸光度值，Ek(l k)为组分i在波长 l k下的吸光系数，Ci为试样中i物种的含量。 卡尔曼滤波递推算法[1]的思想就是在最小均方误差准则下，利用一个校正项对前次浓度估计值进行校正，这个校正项就是，从而构成一个当前浓度估计值。尔后再继续校正当前的浓度估计值。又求出新的浓度估计值，依次递推，直到求出满足初始条件的值。故有下式
|  | (2)
校正项中K(l K)为卡尔曼增益矩阵，可根据具体要求由给定的初始值计算。 文献[2]报导了CAS—CTMAB法测定 Fe3+,Ga3+和Al3+。本文仅用CAS法同时测定 Fe3+和Al3+，并用卡尔曼滤波递推算法计算，其准确度十分满意。此二元体系与文献[2]比较，其pH值、Fe3+和Al3+的最大吸收波长选择都有较大变化，并给出了Ga3+，Cu2+等干扰离子影响范围。 1 实验部分 1.1 主要试剂与仪器 铝标准溶液100 m g/mL , 铁标准溶液50 m g/mL,铬天青S(CAS)0.05% ,HAc—NaAc缓冲溶液()1mol/L。 VIS—723型分光光度计(上海第三分析仪器厂)，pHS—3C型酸度计(杭州万达仪器仪表厂)，PC386微机。 1.2 实验方法 在50mL容量瓶中，依次加入一定量的金属离子溶液，5mL CAS，调节酸度后加入5mL HAc－NaAc缓冲溶液,用去离子水稀释至刻度，摇匀，放置1min，以试剂空白作参比，在波长520～600nm范围内，波长间隔2nm，测定吸光度。其试样测定方法相同。 2 结果与讨论 2.1 吸收曲线 按实验方法，分别作吸收曲线得知，Fe3+－CAS配合物最大吸收峰在574nm，Al3+－CAS配合物最大吸收峰在550nm。因此，测定Fe3+和Al3+混合样品时其波长范围选择在520－600nm。 2.2 酸度选择 按实验方法，调整pH值分别为3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0，发现时，吸光度值为最大。再增加pH值，吸光度变化不大；当pH<4.6时，吸光度值随pH值减小而明显减小。 2.3 显色时间 Fe3+—CAS配合物和Al3+—CAS配合物在十分钟后显色趋于稳定。其吸光度值在3h以内变化极小。 2.4 线性范围 Fe3+—CAS配合物和Al3+—CAS配合物在各自最大吸收峰下，绘制工作曲线，表明0～40 m g/50ml(Fe3+)，0～14 m g/50ml(Al3+)服从Beer定律。实验还表明，铝铁混合试样其吸光度的加和性良好。 2.5 干扰离子的影响 在本实验条件下，同时测定35 m g/50ml(Fe3+)和10 m g/50ml(Al3+)，下列共存离子(以mg/50ml计)Ca2+(1.0),Ga3+(0.005),Cu2+(0.008),In3+(0.005), Mg2+(0.2),Ni2+(0.015),Cd2+(0.04),Cr3+(0.008),Zn2+(0.02),Pb2+(0.04),Se2+(0.01),Co2+(0.04),Sn2+(0.004),Mn2+(0.08),Cl-,SO42-,NO-3等不干扰测定。 2.6 样品分析 取不同量的Fe3+和Al3+配成标准混合试样(并加适量干扰离子)，进行回收实验，结果见表1。
表1 Fe3+和Al3+标准混合试样分析结果
编号 | 标准含量/m g | 测得含量/m g | 回收率/%
Al | Fe | Al | Fe | Al | Fe
1 | 2.00 | 30.00 | 2.02 | 29.69 | 101.0 | 98.97
2 | 2.50 | 27.00 | 2.53 | 27.43 | 101.2 | 101.6
3 | 3.00 | 24.00 | 2.97 | 23.65 | 99.0 | 98.5
4 | 4.50 | 21.00 | 4.35 | 20.90 | 96.7 | 99.5
5 | 5.00 | 18.00 | 5.06 | 18.50 | 101.2 | 102.8
6 | 5.50 | 15.00 | 5.68 | 15.38 | 103.2 | 102.5
7 | 6.00 | 12.00 | 5.86 | 12.15 | 97.7 | 101.3
8 | 7.50 | 9.00 | 7.55 | 8.90 | 100.7 | 98.9
9 | 8.00 | 6.00 | 8.18 | 5.85 | 102.2 | 97.5
10 | 9.00 | 3.00 | 9.30 | 3.15 | 103.3 | 105.0
由表1可知，采用卡尔曼滤波分光光度法同时测定Fe3+和Al3+，其结果是满意的。 3 参考文献 [1] Poulisse, H. N. J., Anul. Chem. Acta, 1979,112,361. [2] 彭平,李金和,李志良.卡尔曼滤波分光光度法用于铝、镓和铁的同时测定 分析化学1990，18(1)42-45. 徐洪文 男，50岁，教授，从事化学计量学研究。1999-11-11收稿，2000-11-16修回。