鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵

鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵【任務(wù)分析】鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵是屬于可見分光光度法測定無機(jī)離子的范圍。本任務(wù)重要是測水樣中微量鐵。水樣中鐵含量測定措施重要有：測鐵的措施類型化學(xué)分析措施儀器分析措施措施配位滴定法氧化還原滴定法紫外可見分光光度措施原子吸取措施ICP-AES措施原理控制溶液酸度,pH=1.8-2.0，用磺基水楊酸做指示劑）重鉻酸鉀容量法二氮雜菲分光光度法，最大波長510nm將樣品直接吸入火焰中，于波長248.3nm處測量鐵基態(tài)原子對其空心陰極燈特性輻射的吸取采用電感耦合等離子發(fā)射炬為光源的發(fā)射光譜。最低檢測限>1%>1%0.05mg/L0.03mg/L10-9mg/L通過當(dāng)?shù)刈詠硭髽I(yè)提供的含鐵量數(shù)據(jù)選擇紫外可見分光光度措施【任務(wù)實行】1、該試驗包括兩個部分的內(nèi)容：一是通過試驗進(jìn)行分析條件的選擇。二是在選擇好的分析條件下采用工作曲線法測定微量鐵。2、子任務(wù)一：分析條件的選擇（1）準(zhǔn)備試劑：①配制1000的鐵原則溶液做儲備液，然后稀釋得到10②配制鹽酸羥胺溶液100g/L現(xiàn)配現(xiàn)用。③鄰二氮菲溶液1.5g/L，先用少許乙醇溶解，再用蒸餾水稀釋至所需濃度（避光保留）。④醋酸鈉溶液1.0mol/L。⑤氫氧化鈉溶液1.0mol/L。(2)按儀器使用闡明書檢查儀器。開機(jī)預(yù)熱20min，并調(diào)試至工作狀態(tài)。檢查儀器波長的對的性和吸取池的配套性。(3)繪制吸取曲線選擇測量波長取兩個50mL潔凈容量瓶；移取10鐵原則溶液5.00mL于其中一種50mL容量瓶中，然后在兩容量瓶中各加入1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻。放置2min后，各加入2mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀至刻線搖勻。用2cm吸取池，以試劑空白為參比，在440～540nm間，每隔10nm測量一次吸光度。在峰值附近每間隔5nm測量一次。以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)確定最大吸取波長Amax。注意！每加入一種試劑都必須搖勻。變化入射光波長時，必須重新調(diào)整參比溶液吸光度為零。目前某些型號的分光光度計連接電腦使用的時候可以自動掃描產(chǎn)生吸取曲線，速度較快，有條件可以嘗試。(4)有色配合物穩(wěn)定性試驗取兩個潔凈的容量瓶，用環(huán)節(jié)(3)措施配制鐵-鄰二氮菲有色溶液和試劑空白溶液，放置約2min，立即用2cm吸取池，以試劑空白溶液為參比溶液，在選定的波長下測定吸光度。后來隔10min、20min、30min、60min、120min測定一次吸光度并記錄吸光度和時間。(5)顯色劑用量試驗取6只潔凈的50mL容量瓶，各加入10鐵原則溶液5.00mL，1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻。分別加入0、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀至刻線搖勻。用2cm吸取池，以試劑空白溶液為參比溶液，在選定的波長下測定吸光度。記錄各吸光度值。(6)溶液pH的影響在6只潔凈的50mL容量瓶中各加入10鐵原則溶液5.00mL，然后在兩容量瓶中各加入1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻。再分別加入2mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，搖勻。用吸量管分別加入1mol/LNaOH溶液0、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL，用蒸餾水稀至刻線搖勻。用精密pH試紙（或酸度計）測定各溶液的pH后，用2cm吸取池，以試劑空白為參比溶液，在選定波長下，測定各溶液吸光度。記錄所測各溶液pH及其對應(yīng)吸光度。（7）成果處理①繪制Fe2+-鄰二氮菲的吸取曲線，選用測定的最佳入射光波長；②繪制A-t曲線，選擇最佳顯色時間；③繪制A一顯色劑用量曲線，確定合適的顯色劑用量；④繪制A-pH曲線，確定合適pH范圍。3、子任務(wù)二：工作曲線法測定微量鐵（1）工作曲線的繪制于6只潔凈的50mL容量瓶中，各加入10鐵原則溶液0.00mL、2.00mL、4.00mL、6．00mL、8.00mL、10.00mL，1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻后再分別加入2mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，搖勻。用2cm吸取池，以試劑空白為參比溶液，在選定波長下，測定并記錄各溶液吸光度。(2)鐵含量測定取3只潔凈的50mL容量瓶，分別加入適量（以吸光度落在工作曲線中部為宜）含鐵未知試液，測量吸光度并記錄數(shù)值。（3）成果處理①繪制鐵的工作曲線，建立回歸方程并計算有關(guān)系數(shù)。②由試樣的測定成果，求出試樣中鐵的平均含量。計算測定原則偏差。（4）測量完畢后，關(guān)閉電源，拔下電源插頭，取出吸取池，清洗晾干后人盒保留。清理工作臺，罩上儀器防塵罩，填寫儀器使用記錄。清洗容量瓶和其他所用的玻璃儀器并放回原處。4、注意事項（1）顯色過程中，每加入一種試劑均要搖勻。（2）在考察同一原因?qū)︼@色反應(yīng)的影響時，應(yīng)保持儀器的測定條件。在測量過程中，應(yīng)不時重調(diào)儀器零點和參比溶液的=100%。（3）試樣和工作曲線測定的試驗條件應(yīng)保持一致，因此最佳兩者同步顯色同步測定。（4）待測試樣應(yīng)完全透明，如有渾濁，應(yīng)預(yù)先過濾?！局R鏈接】1、可見分光光度法可見分光光度法是運用測量有色物質(zhì)對某一單色光吸取程度來進(jìn)行定量的，而許多物質(zhì)自身無色或色很淺，也就是說它們對可見光不產(chǎn)生吸取或吸取不大，這就必須事先通過合適的化學(xué)處理，使該物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軐梢姽猱a(chǎn)生較強(qiáng)吸取的有色化合物，然后再進(jìn)行光度測定。將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)稱為顯色反應(yīng)；與待測組分形成有色化合物的試劑稱為顯色劑。在可見分光光度法試驗中，選擇合適的顯色反應(yīng)，并嚴(yán)格控制反應(yīng)條件是十分重要的試驗技術(shù)。2、顯色條件的選擇顯色反應(yīng)與否滿足分光光度法規(guī)定，除了與顯色劑性質(zhì)有關(guān)以外，控制好顯色條件是十分重要的。（1）顯色劑的選擇原則①選擇性好，干擾少，或干擾輕易消除；敏捷度足夠高，有色物質(zhì)的e應(yīng)不小于l04。②有色化臺物的構(gòu)成恒定，符合一定的化學(xué)式。對于形成不一樣絡(luò)合比的絡(luò)合反應(yīng)可以控制試驗條件，使生成一定構(gòu)成的絡(luò)合物。③有色化合物的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)足夠穩(wěn)定，至少保證在測量過程中溶液的吸光度基本恒定。④有色化合物與顯色劑之間的顏色差異要大，即顯色劑對光的吸取與絡(luò)合物的吸取有明顯區(qū)別，一般規(guī)定兩者的吸取峰波長之差（稱為對比度)不小于60nm。（2）顯色劑用量從反應(yīng)平衡角度來講，加入過量的顯色劑顯然有助于產(chǎn)物的生成，但過量太多也會帶來副作用，例如增長了試劑空白或變化了配合物的構(gòu)成等。因此顯色劑一般應(yīng)合適過量。在實際工作中顯色劑用量詳細(xì)是多少需要經(jīng)試驗來確定，即通過作A-cR曲線，來獲得顯色劑的合合用量。其措施是：固定被測組分濃度和其他條件，然后加入不一樣量的顯色劑，分別測定吸光度A值，繪制吸光度(A)一顯色劑濃度(cR)曲線（一般可得如圖3-17所示的三種曲線）。若得到是圖3-17(a)的曲線，則表明顯色劑濃度在以ab范圍內(nèi)吸光度出現(xiàn)穩(wěn)定值，因此可以在ab間選擇合適的顯色劑用量。此類顯色反應(yīng)生成的配合物穩(wěn)定，對顯色劑濃度控制不太嚴(yán)格。若出現(xiàn)的是圖3-17(b)的曲線，則表明顯色劑濃度在a,b,這一段范圍內(nèi)吸光度值比較穩(wěn)定，因此在顯色時要嚴(yán)格控制顯色劑用量。而圖3-17(c)曲線表明，伴隨顯色劑濃度增大，吸光度不停增大，這種狀況下必須十分嚴(yán)格控制顯色劑加入量或者另換合適的顯色劑。圖3-17吸光度與顯色劑濃度的關(guān)系（3）溶液酸度酸度對顯色反應(yīng)的影響是很大的，并且是多方面的。重要體目前：①影響顯色劑的平衡濃度和顏色；②影響被測金屬離子的存在狀態(tài)；③影響絡(luò)合物的構(gòu)成。圖3-18吸光度與pH的關(guān)系顯色反應(yīng)合適的酸度必須通過試驗來確定。確定措施是：固定待測組分及顯色劑濃度，變化溶液pH,制得數(shù)個顯色液。在相似測定條件下分別測定其對應(yīng)的吸光度，做出A-pH關(guān)系曲線，如圖3-18所示，選擇曲線平坦部分對應(yīng)的pH值作為應(yīng)當(dāng)控制的圖3-18吸光度與pH的關(guān)系（4）顯色溫度不一樣的顯色反應(yīng)對溫度的規(guī)定不一樣。大多數(shù)顯色反應(yīng)是在常溫下進(jìn)行的，但有些反應(yīng)必須在較高溫度下才能進(jìn)行或進(jìn)行得比較快。（5）顯色時間在顯色反應(yīng)中應(yīng)當(dāng)從兩個方面來考慮時間的影響。一是顯色反應(yīng)完畢所需要的時間；，成為顯色時間；二是顯色后有色物質(zhì)色澤保持穩(wěn)定的時間，稱為穩(wěn)定期間。（6）溶劑的選擇有機(jī)溶劑常?？梢詼p少有色物質(zhì)的離解度，增長有色物質(zhì)的溶解，從而提高了測定的敏捷度，因此，運用有色化合物在有機(jī)溶劑中穩(wěn)定性好、溶解度大的特點，可以選擇合適的有機(jī)溶劑，采用萃取光度法來提高措施敏捷度和選擇性。3、測量條件的選擇在測量吸光物質(zhì)的吸光度時，測量精確度往往受多方面原因影響。如儀器波長精確度、吸取池性能、參比溶液、入射光波長、測量的吸光度范圍、被測量組分的濃度范圍等都會對分析成果的精確度產(chǎn)生影響。(1)入射光波長的選擇當(dāng)用分光光度計測定被測溶液的吸光度時，首先需要選擇合適的入射光波長。選擇入射光波長的根據(jù)是該被測物質(zhì)的吸取曲線。在一般狀況下，應(yīng)選用最大吸取波長作為入射光波長。在Amax附近波長的稍許偏移引起的吸光度的變化較小，可得到很好的測量精度，并且以Amax為入射光測定敏捷度高。不過，假如最大吸取峰附近有干擾存在（如共存離子或所使用試劑有吸?。瑒t在保證有一定敏捷度狀況下，可以選擇吸取曲線中其他波長進(jìn)行測定（應(yīng)選曲線較平坦處對應(yīng)的波長）。(2)參比溶液的選擇在分光光度分析中測定吸光度時，由于入射光的反射，以及溶劑、試劑等對光的吸取會導(dǎo)致透射光通量的減弱。為了使光通量的減弱僅與溶液中待測物質(zhì)的濃度有關(guān)，需要選擇合適組分的溶液作參比溶液，先以它來調(diào)整透射比100%（A=0），然后再測定待測溶液的吸光度。這實際上是以通過參比池的光作為人射光來測定試液的吸光度。這樣就可以消除顯色溶液中其他有色物質(zhì)的干擾，抵消吸取池和試劑對入射光的吸取，比較真實地反應(yīng)了待測物質(zhì)對光的吸取，因而也就比較真實地反應(yīng)了待測物質(zhì)的濃度。a.溶劑參比:當(dāng)試樣溶液的構(gòu)成比較簡樸，共存的其他組分很少且對測定波長的光幾乎沒有吸取，僅有待測物質(zhì)與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸取時，可采用溶劑作參比溶液，這樣可以消除溶劑、吸取池等原因的影響。b.試劑參比:假如顯色劑或其他試劑在測定波長有吸取，此時應(yīng)采用試劑參比溶液。即按顯色反應(yīng)相似條件，只不加入試樣，同樣加入試劑和溶劑作為參比溶液。這種參比溶液可消除試劑中的組分產(chǎn)生的影響。c.試液參比:假如試樣中其他共存組分有吸取，但不與顯色劑反應(yīng)，則當(dāng)顯色劑在測定波長無吸取時，可用試樣溶液作參比溶液，即將試液與顯色溶液作相似處理，只是不加顯色劑。這種參比溶液可以消除有色離子的影響。d.褪色參比:假如顯色劑及樣品基體有吸取，這時可以在顯色液中加入某種褪色劑，選擇性地與被測離子配位（或變化其價態(tài)），生成穩(wěn)定無色的配合物，使已顯色的產(chǎn)物褪色，用此溶液作參比溶液，稱為褪色參比溶液。褪色參比是一種比較理想的參比溶液，但遺憾的是并非任何顯色溶液都能找到合適的褪色措施。總之，選擇參比溶液時，應(yīng)盡量所有抵消多種共存有色物質(zhì)的干擾，使試液的吸光度真正反應(yīng)待測物的濃度。4、定量分析的措施假如樣品是單組分的，且遵守吸取定律，這時只要測出被測吸光物質(zhì)的最大吸取波長Amax就可在此波長下，選用合適的參比溶液，測量試液的吸光度，然后再用工作曲線法或比較法求得分析成果。(1)工作曲線法：這是實際工作中使用最多的一種定量措施。工作曲線的繪制措施是：配制四個以上濃度不一樣的待測組分的原則溶液，在相似條件下顯色并稀釋至相似體積，以空白溶液為參比溶液，在選定的波長下，分別測定各原則溶液的吸光度。以原則溶液濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上繪制曲線（如圖3-19），此曲線即稱為工作曲線（或稱原則曲線）。圖3-19工作曲線在測定樣品時，應(yīng)按相似的措施制備待測試液（為了保證顯色條件一致，操作時一般是試圖3-19工作曲線由于受到多種原因的影響，試驗測出的各點也許不完全在一條直線上，這時“畫”直線的措施就顯得隨意性大了某些，若采用最小二乘法來確定直線回歸方程，將要精確多了。工作曲線可以用一元線性方程表達(dá)，即式中，x為原則溶液的濃度；y為對應(yīng)的吸光度；a,b為回歸系數(shù)，直線稱回歸直線。b為直線斜率，a為直線截距，分別由下式求出式中，，分別為的平均值；為第i個點的原則溶液的濃度；為第i個點的吸光度。工作曲線線性的好壞可以用回歸直線的有關(guān)系數(shù)來表達(dá)，有關(guān)系數(shù)可用下式求得：有關(guān)系數(shù)靠近1，闡明工作曲線線性好，一般規(guī)定所作工作曲線的有關(guān)系數(shù)要不小于0.999。伴隨計算機(jī)的普及，目前可以運用辦公軟件中的Excel進(jìn)行作圖，直接得到原則曲線及有關(guān)系數(shù)。詳細(xì)操作見知識拓展部分。【知識拓展】1、顯色劑常用的顯色劑可分為無機(jī)顯色劑和有機(jī)顯色劑兩大類。(1)無機(jī)顯色劑：許多無機(jī)試劑能與金屬離子發(fā)生顯色反應(yīng)，但由于敏捷度和選擇性都不高，具有實際應(yīng)用價值的品種很有限。(2)有機(jī)顯色劑：有機(jī)顯色劑與金屬離子形成的配合物其穩(wěn)定性、敏捷度和選擇性都比較高，并且有機(jī)顯色劑的種類較多，實際應(yīng)用廣。(3)三元配合物顯色體系：前面所簡介的多是一種金屬離子（中心離子）與一種配位體配位的顯色反應(yīng)，這種反應(yīng)生成的配合物是二元配合物。近年來以形成三元配合物為基礎(chǔ)的分光光度法已被廣泛應(yīng)用。有些成熟的措施，也已被納入新修訂的國標(biāo)中，原因是運用三元配合物顯色體系可以提高測定的敏捷度，改善分析特性。顯色過程的目的是要獲得吸光能力強(qiáng)的有色物質(zhì)，因此三元配合物中應(yīng)用多的是顏色有明顯變化的三元混配化合物，三元離子締合物和三元膠束配合物。2、多組分定量測定多組分是指在被測溶液中具有兩個或兩個以上的吸光組分。進(jìn)行多組分混合物定量分析的根據(jù)是吸光度的加和性。假設(shè)溶液中同步存在兩種組分，設(shè)試樣中有兩組份X和Y，將其顯色后，分別繪制吸取曲線，會出現(xiàn)如圖所示的三種狀況：圖3-20多組分測定吸取曲線圖3-20（a)：X,Y組份最大吸取波長不重迭，互相不干擾，可以按兩個單一組份處理。圖3-20（b)和（c)：X,Y互相干擾，此時可通過解聯(lián)立方程組求得X和Y的濃度：其中，X,Y組份在波長l1和l2處的摩爾吸光系數(shù)e可由已知濃度的X,Y純?nèi)芤簻y得。解上述方程組可求得cx及cy。3、運用Excel做工作曲線（1）將數(shù)據(jù)整頓好輸入Excel，并選用完畢的數(shù)據(jù)區(qū)，并點擊圖表向?qū)?，如圖3-21所示。圖3-21圖3-22（2）點擊圖表向?qū)Ш髸\行圖表向?qū)鐖D3-22（或者用插入-圖表也可）圖3-21圖3-22（3）點擊“下一步”，出現(xiàn)如圖3-33界面。假如是輸入如本例橫向列表的就不用更改，假如是縱向列表就改選“列”。圖3-33圖3-34（4）假如發(fā)現(xiàn)圖不理想，就要仔細(xì)察看與否數(shù)據(jù)區(qū)選擇有問題，假如有誤，可以點擊“系列”來更改，如圖圖3-33圖3-34（5）假如是X值錯了就點擊它文本框右邊的小圖標(biāo)，成果如圖3-35。圖3-35圖3-36（6）然后，如圖3-36在表上選用對的的數(shù)據(jù)區(qū)域。然后點擊“下一步”出現(xiàn)圖表選項界面圖3-35圖3-36圖3-37圖3-38（7）