《分光光度分析》實驗四 鄰二氮菲分光光度法測定鐵

實驗四鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵1．學習如何選擇吸光光度分析的試驗條件。2．掌握吸光光度法測定微量鐵的原理及方法。3．掌握分光光度計和吸量管的使用方法。掌握摩爾吸光系數(shù)和穩(wěn)定常數(shù)的測定方法。一、實驗目的二、實驗原理

在pH為2

9的溶液中，F(xiàn)e2+與鄰二氮菲(Phen)生成1:3的桔紅色的穩(wěn)定配合物。lg

3=21.32Fe3++2NH2OH·HCl=2Fe2++N2+4H++2H2O+2Cl-Fe3+與鄰二氮菲生成1:3的淡藍色配合物，其lg

3＝14.1

鹽酸羥胺還原

為了盡量減少其他離子的影響，通常在微酸性(pH約5)溶液中顯色。

本法的選擇性很高，相當于含鐵量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-，20倍的Cr3+、Mn2+、V(V)、PO43-，5倍的Co2+、Cu2+等不干擾鐵的測定。若共存離子量大時，可采用EDTA進行配位掩蔽或預先分離。

吸光度摩爾吸光系數(shù)，單位L·mol-1·cm-1溶液的濃度，單位mol·L-1液層厚度(光程長度)，單位cm

朗伯-比耳定律

物理意義：當平行單色光通過單一均勻的、非散射的吸光物質(zhì)溶液時,溶液的吸光度與溶液濃度和液層厚度的乘積成正比。A

c增大定量分析基礎在一定的實驗條件下，物質(zhì)對光的吸收與物質(zhì)的濃度成正比。

摩爾吸光系數(shù)ε在數(shù)值上等于吸光物質(zhì)濃度為1mol·L-1、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。吸光光度法的條件試驗(1)吸收曲線(2)顯色劑用量(3)顯色酸度(4)顯色時間(5)穩(wěn)定性(6)顯色溫度(7)溶劑(8)標準曲線(9)配合物組成等(10)共存離子的影響(11)方法適用范圍即樣品分析

三、儀器與試劑SP2000型分光光度計步驟開機設置波長調(diào)零調(diào)滿度設置方式測定樣品0.575光源單色器吸收池檢測器顯示單波長單光束分光光度計(1)鐵標準溶液(200

g·mL-1

即2

1.79

10-3mol·L-1)(2)鄰二氮菲水溶液(1.5g·L-1)(3)鄰二氮菲水溶液[1.79

10-3mol·L-1

(組成比用，0.355g·L-1)]

(4)鹽酸羥胺(100g·L-1)用時配制(5)乙酸鈉溶液(1mol·L-1)(6)氫氧化鈉溶液(1mol·L-1)(7)鹽酸溶液(6mol·L-1)(8)鐵標準溶液(20

g·mL-1，200

g·mL-1配成250mL，見后面)說明：(1)-(7)由實驗室教師配制，(8)每組配制一份試劑四、實驗內(nèi)容條件試驗鐵含量的測定摩爾比法測定配合物的組成比、摩爾吸光系數(shù)及反應的平衡常數(shù)1mL鹽酸羥胺溶液搖勻2mLPhen，5mLNaAc用水稀釋至刻度，搖勻放置l0min蒸餾水為參比溶液，在440～560nm之間，每隔l0nm測一次吸光度在最大吸收峰附近，每隔5nm測量一次吸光度50mL容量瓶lcm比色皿5.0mL20

g·mL-1

(100

g)

鐵標準溶液1、條件實驗1.1吸收曲線的制作和測量波長的選擇在坐標紙上，繪制A與

關系的吸收曲線吸收曲線鄰二氮菲-Fe2+配合物

max=510nm吸收藍綠色光顯示橙紅色510A

/nm與濃度無關作為測定波長，此時靈敏度高

maxApH1.2酸度的選擇

1mL鹽酸羥胺溶液搖勻2mLPhen，搖勻用水稀釋至刻度，搖勻放置l0min50mL容量瓶lcm比色皿在所選擇的波長下，測量各溶液的吸光度以蒸餾水為參比XmL1mol·L-1NaOH(用pH計測量溶液pH值)XmLNaOH:0.00mL，0.20mL，0.50mL，1.00mL1.50mL，2.00mL，2.50mL,3.00mL

繪制A與pH關系的酸度影響曲線5.0mL20

g·mL-1

(100

g)

鐵標準溶液1.3顯色劑用量的選擇

a

當顯色劑用量達到某一數(shù)值時，吸光度不再增大b與a不同之處是平坦部分較窄，當顯色劑濃度繼續(xù)增大時，試液的吸光度反而下降c

隨顯色劑用量增大，試液的吸光度也增大1mL鹽酸羥胺溶液搖勻50mL容量瓶lcm比色皿在所選擇的波長下，測量各溶液的吸光度以蒸餾水為參比繪制A與V關系的顯色劑用量影響曲線XmLPhen，5mLNaAc用水稀釋至刻度，搖勻放置l0minXmLPhen:0.10mL，0.30mL，0.50mL，

0.80mL，l.00mL，2.00mL,4.00mLAcR5.0mL20

g·mL-1

(100

g)

鐵標準溶液1.4顯色時間

Atab穩(wěn)定時間顯色時間1mL鹽酸羥胺溶液搖勻2mLPhen，5mLNaAc用水稀釋至刻度，搖勻50mL容量瓶lcm比色皿測量放置t時間后的各溶液的吸光度在所選擇的波長下，以蒸餾水為參比繪制A與t關系的顯色時間影響曲線放置t

時間:5min，10min，30min，

60min，120min，180min…..5.0mL20

g·mL-1

(100

g)

鐵標準溶液

用移液管吸取25.00mL200

g·mL-1鐵標準溶液于250mL容量瓶中，加入5mL6mol·L-1HCl溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。此溶液Fe3+的濃度為20

g·mL-1。2、鐵含量的測定2.1工作曲線的制作XmL

鐵標準溶液50mL容量瓶1mL鹽酸羥胺溶液搖勻2mLPhen，5mLNaAc用水稀釋至刻度，搖勻lcm比色皿放置l0min在所選擇的波長下，測量各溶液的吸光度繪制工作曲線XmL

鐵標準溶液:2.00mL，4.00mL，5.00mL，

6.00mL，8.00mL，l0.00mL以試劑空白(即0.0mL鐵標準溶液)或蒸餾水為參比注意：改為用水作為參比；將無機分析化實驗書P190工作曲線0.0mL去掉，增加一個點5.00mL書上原來：0.00mL，2.00mL，4.00mL，6.00mL，8.00mL，l0.00mL修改為：2.00mL，4.00mL，5.00mL，6.00mL，8.00mL，l0.00mL2.2試樣中鐵含量的測定

準確吸取10.00mL試液于50mL容量瓶中，按標準曲線的制作步驟，加入各種試劑，測量吸光度。從標準曲線上查出和計算試液中鐵的含量(單位為

g·mL-1)。A

(g·mL-1)

(Fe3+)(g·mL-1)A試液鐵含量測定3.摩爾比法測定配合物的組成比、摩爾吸系數(shù)及反應的平衡常數(shù)

3.1摩爾比法測定組成比組成比？顯色劑用量？圖11mL鹽酸羥胺溶液搖勻50mL容量瓶lcm比色皿XmLPhen，5mLNaAc用水稀釋至刻度，搖勻放置l0min在所選擇的波長下，測量各溶液的吸光度以蒸餾水為參比以A對cR/cM作圖注意：測定組成比時鐵標液與Phen濃度均為：1.79

10-3

mol·L-1

XmLPhen:1.00mL，1.50mL，2.00mL，2.50mL，

3.00mL，3.50mL,4.00mL，4.50mL5.0mL20

g·mL-1

(100

g)鐵標準溶液方法一由繪制的標準曲線，重新查出某一適中鐵濃度相應的吸光度Ai，計算Fe2+-Phen配合物的摩爾吸光系數(shù)

。方法二由摩爾比法求出配合物的摩爾吸光系數(shù)。由摩爾比法確定出曲線所達到的最大吸光度Amax(如圖)，則：3.2摩爾吸光系數(shù)

的測定根據(jù)所求出的摩爾吸光系數(shù)

，可以求出每份溶液中金屬離子與顯色劑平衡時的濃度。cM=[M]+[MR3]cR=[R]+3[MR3][R]=cR-3[MR3][M]=cM-[MR3]3.3配合物穩(wěn)定常數(shù)的測定Ai—每份溶液所測得的吸光度Vi—加入1.79×10-3mol·L-1的鄰二氮菲溶液的體積

根據(jù)以上平衡濃度，可以計算出該點平衡常數(shù)Ki。求出各份溶液的Ki后取其平均值，即為測定結果。

注意：在圖1中CD段呈曲線，此時配合物離解度較大，上述計算誤差很大，實際計算只能采用OC段直線部分的數(shù)據(jù)。

如何簡化操作手續(xù)？1標準曲線中哪一個點代替波長選擇？從工作曲線中選擇5.00mL即100g的那一個點。2顯色時間？就用第1問題中工作曲線的那一個點。3顯色劑用量與組成比測定？做了組成比就知道了顯色劑用量。4配合物形成常數(shù)？按照原理和上述數(shù)據(jù)直接計算即可。

5濃度配制？最好配制成移取25.00mL