北京理工大學(xué)-鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵實(shí)驗報告

1、鄰二氮菲分光光度法測定鐵劉紅陽 19121201 1120123063一、實(shí)驗?zāi)康?、 學(xué)習(xí)測定微量鐵的通用方法；2、 掌握分光光度法分析的基本操作及數(shù)據(jù)處理方法；3、 初步了解分光光度法分析實(shí)驗條件研究的一般做法。二、實(shí)驗原理一般選擇絡(luò)合物的最大吸收波長為工作波長。控制溶液酸度是顯色反應(yīng)的重要因素。因為多數(shù)顯色劑是有機(jī)弱酸或弱堿，溶液的酸度會直接影響顯色劑的理解程度，從而影響顯色反應(yīng)的完全程度及絡(luò)合物的組成。另一方面，酸度大小也影響著金屬離子的存在狀態(tài)，因此也影響了顯色反應(yīng)的程度。應(yīng)當(dāng)確定顯色劑加入量的合適范圍。不同顯色反應(yīng)的絡(luò)合物達(dá)到穩(wěn)定所需要的時間不同，且達(dá)到穩(wěn)定后能維持多久也大不相同。

2、大多數(shù)顯色反應(yīng)在室溫下就能很快完成，但有些反應(yīng)必須加熱才能較快進(jìn)行。此外，加入試劑的順序、離子的氧化態(tài)、干擾物質(zhì)的影響等，均需一一加以研究，以便擬定合適的分析方案，使測定既準(zhǔn)確，又迅速。本實(shí)驗通過對鐵()-鄰二氮菲顯色反應(yīng)的條件實(shí)驗，初步了解如何擬定一個分光光度法分析實(shí)驗的測定條件。鄰二氮菲是測定鐵的高靈敏性、高選擇性試劑之一，鄰二氮菲分光光度法是化工產(chǎn)品中微量鐵測定的通用方法。在pH29的溶液中，F(xiàn)e2+和鄰二氮菲生成1:3橘紅色絡(luò)合物，lg3=21.3(20)，508=1.1×104L·mol-1·cm-1，其吸收曲線如圖一所示；Fe3+亦可以與鄰二氮菲生成藍(lán)

3、色絡(luò)合物，因此，在顯色前需用鹽酸羥胺溶液將全部的Fe3+還原為Fe2+。反應(yīng)式如下（和圖二）：2Fe3+2NH2OH=2Fe2+N2+2H2O+2H+ 圖一 圖二 用分光光度法測定物質(zhì)的含量，一般采用校準(zhǔn)曲線法（又稱工作曲線法），即配制一系列濃度有小到大的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定條件下依次測量各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度A，在被測物質(zhì)的一定濃度范圍內(nèi)，溶液的吸光度與其濃度呈線性關(guān)系（鄰二氮菲測Fe2+，濃度在05.0g·mL-1范圍內(nèi)呈線性關(guān)系）。以溶液的濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制出校準(zhǔn)曲線。測繪校準(zhǔn)曲線一般要配制35個濃度遞增的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測出的吸光度至少要有三個點(diǎn)在一條直線上。作圖時，

4、坐標(biāo)選擇要合適，使測量數(shù)據(jù)的有效數(shù)字位數(shù)與坐標(biāo)的讀數(shù)精度相符合。測定未知樣時，操作條件應(yīng)與測繪校準(zhǔn)曲線時相同。根據(jù)測得的吸光度從校準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的濃度，就可計算出試樣中被測物質(zhì)的含量。通常應(yīng)以試劑空白溶液為參比溶液，調(diào)節(jié)儀器的吸光度零點(diǎn)。三、實(shí)驗試劑與儀器 試劑：1.0mol·L-1乙酸鈉溶液，0.1mol·L-1檸檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液,5.0%鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)溶液，0.20%鄰二氮菲溶液，40.0g·mL-1標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液。 儀器：722型分光光度計(配兩只1.0cm比色皿)，比色管若干，5mL移液管，洗耳球，10

5、mL量筒，膠頭滴管，燒杯，洗瓶，擦鏡紙。四、實(shí)驗步驟 確定工作波長：移取2.00mL標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液注入比色管中，加入1.0mL鹽酸羥胺溶液，混勻后放置2min。加1.0mL鄰二氮菲溶液和2.0mL乙酸鈉溶液，加水至25mL標(biāo)線，搖勻。以水為參比，在不同波長下測量相應(yīng)的吸光度(從440nm到560nm，間隔10nm測量一次吸光度，其中在500520nm之內(nèi)，間隔5nm測量一次)，確定適宜的工作波長（即選取吸光度最大值對應(yīng)的波長）。 校準(zhǔn)曲線的制作：在六支比色管中分別加入0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5mL標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液，各加入1.0mL鹽酸羥胺溶液，混勻后放置2min。各加入1.0mL鄰二氮菲

6、溶液和2.0mL乙酸鈉溶液，加水稀釋至標(biāo)線，混勻。以試劑空白為參比，在選定的工作波長下測量各溶液的吸光度。并以鐵的濃度g·mL-1或g·(25mL)-1為橫坐標(biāo)、相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線。 未知樣鐵濃度的測定：取2.5mL未知鐵樣溶液于25mL比色管中，與標(biāo)準(zhǔn)曲線配制標(biāo)準(zhǔn)溶液一樣的方法配制測混合液，并測其吸光度。5、 實(shí)驗數(shù)據(jù)記錄與處理 確定工作波長在400560nm(間隔10nm測量一次)波長下測得相應(yīng)的吸光度如下表所示：波長/nm440450460470480490吸光度A0.4340.4660.50255056757650051052053054055056

7、00.5940.6190.5890.4790.3280.2010.126 在500520nm每隔5nm測量一次，結(jié)果如下：波長/nm500505510515520吸光度A0.5950.6090.6200.6170.592從表中可以看出，最適宜的工作波長為510nm。 繪制校準(zhǔn)曲線六支比色管中混合液在工作波長下測得的吸光度如下表：標(biāo)準(zhǔn)鐵體積V/mL00.51.01.52.02.5混液鐵濃度c/g·(25mL)-1020406080100吸光度A00.1680.3060.4730.6130.770以鐵的濃度g·(25mL)-1為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線如下： R2&

8、gt;0.99,說明線性關(guān)系擬合程度很好。 未知鐵樣鐵濃度測定實(shí)驗測得，未知鐵樣混合液吸光度A=0.398，代入以上標(biāo)準(zhǔn)曲線圖擬合直線的函數(shù)關(guān)系式，解得c=51.5789g·(25mL)-1，故未知鐵樣中鐵的濃度為c=(51.5789/25)g·mL-1=2.063g·mL-1。六、思考題 1.在測繪校準(zhǔn)曲線和測定未知鐵樣時，均以試劑空白溶液為參比。為什么在之前的實(shí)驗中，可以用水作參比？ 答：測繪校準(zhǔn)曲線和測定未知鐵樣時，以試劑空白溶液為參比是為了消除試劑空白吸光因素的影響，以減小誤差，使數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)；在確定工作波長的實(shí)驗中，僅需要找出不同波長下吸光度最大處對應(yīng)的波長即可，故可以用水作參比。 2.加入各種試劑的順序是否有影響？為什么？ 答：有影響。因為標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液中可能含有Fe3+，在顯色前需要用鹽酸羥胺將Fe3+還原為Fe2+，所以，在加入標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液后，需要先加入鹽酸羥胺溶液，再進(jìn)行顯色反應(yīng)。 3.根據(jù)自己的實(shí)驗數(shù)據(jù)，計算所用工作波長下的摩爾吸光系數(shù)。 答：根據(jù)比爾定律，吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度c和吸收池光程長b的乘積成正比。當(dāng)c的單位為mol·L-1，b的單位為cm時，則 A = b