分光光度法测定高锰酸钾含量

分光光度法测定高锰酸钾含量仪器学实验实验目的1.掌握吸收光谱分析的基本原理。2.熟悉应用工作曲线法进行定量测定的方法。3.了解比色皿（吸收池）一致性的检验与校正方法。实验原理1.光的选择性吸收物质的分子或离子团对可见和紫外光区的光波具有选择吸收作用，即不同物质的分子能选择性地强烈吸收某一个或数个波带的光波，而对其他光波很少吸收或不吸收。−互补色：有色物质本身所呈现的颜色与其所选择吸收的光波的颜色为互补色。−互补光：按适当强度比例可混合成白光的两种单色光即为互补光。实验原理完全吸收完全透过吸收黄色光光谱示意表观现象示意兰色白色黑色实验原理2.吸收光谱曲线吸收光谱（absorptionspectrum）曲线：又称吸收曲线，是以波长（nm）为横坐标，以吸光度A(或透光率T）为纵坐标所描绘的曲线。123456…n1最大吸收实验原理2.吸收光谱曲线实验原理3.朗伯-比尔定律分光光度法的基本定律，光谱分析技术的定量依据。当一束平行单色光垂直照射到样品溶液时，溶液的吸光度与溶液的浓度及光程（溶液的厚度）成正比关系。A＝KCb浓度厚度比例系数吸光度实验原理4.标准工作曲线法•配制一系列浓度不同的标准溶液，测定吸光度值•以不含有被测组分的空白溶液作为参比•以标准溶液的浓度（C）为横坐标，以相应的吸光度（A）为纵坐标，绘制A-C标准曲线•如果符合Beer定律，理论上可以得到一条通多原点的直线，得到吸光度与浓度的线性关系•此处K值是一个在具体条件下的比例常数。标准曲线（A=KC）CxAxA0C实验原理5.分光光度计的性能检查–比色皿的选择–波长精度的检查和校正–线性误差的检查–灵敏度试验–重复性试验–读数指示器阻尼时间试验–稳定度试验实验原理比色皿的选择①透光面玻璃应无色透明，与空气对比透射率不低于84%。在420~720nm范围内透光率的差值不大于5%。以空气透光率为100%，在各波长下测定干燥洁净的空比色皿的透光率，应符合以上规定。②透光面平行度偏差，内径不大于0.1mm，外径不大于0.2mm。③成套比色皿，同内径者，透光率相互差值不大于0.5%。④比色皿应该经受HCl（6mol/L）、NH3·H2O（6mol/L）、98%乙醇、四氯化碳及苯五种介质各浸泡24h后，无脱胶渗漏现象。实验原理波长精度的检查和校正在波长标度盘上的波长标度值误差应符合以下规定：波长范围允许误差420~500nm在±3nm以内500-610nm在±5nm以内610~700nm在±6nm以内实验原理线性误差的检查在吸光度为0.1~0.8（即透光率为16%~80%）的范围内，用符合Beer定律的溶液进行测定，其吸光度与溶液浓度浓度的误差应符合以下规定：吸光度范围线性误差0.1~0.3±6%以内0.3~0.6±3%以内0.6~0.8±4%以内试剂与器材高锰酸钾（0.02mol/L）标准储备溶液蒸馏水722型分光光度计实验操作1.高锰酸钾标准储备溶液的配制：准确称取1.58gKMnO4，用二次去离子水溶解，加入14ml浓硫酸和1gKIO4，定容于500ml容量瓶，得到0.02mol/L的储备液，暗处保存。实验操作2.比色皿一致性的检验–透光度一致性的核对与校正–比色皿厚度核对实验操作透光度一致性的核对与校正将同样厚度的4个比色皿分别编号标记，都装空白溶液，在某一波长（510nm）处测定各比色皿的透光率，结果应相同。若有显著差异，应将比色皿重新洗涤后再装空白溶液测试，经洗涤可使透光率差异减小时，可通过多次洗涤使透光率一致。若经几次洗涤，各比色皿的透光率差异基本无变化，则可用下法校正，以透光率最大的比色皿为100%透光，测定其余各比色皿的透光率，分别换算成吸光度作为各比色皿的校正值。测定溶液时，以上述100%透光的比色皿作空白，用其他各比色皿装溶液，测得值以吸光度计算，减去所用比色皿的校正值。实验操作透光度一致性的核对与校正（举例）比色皿编号用空白溶液测定校正值有色溶液测定值的校正测得透光率（T%）校正值测得值校正后T%A测得值1990.004462.50.20410.2002100-100.00.0空白3980.008839.00.40890.4004950.022323.80.62340.601实验操作比色皿厚度核对用同一溶液（吸光度在0.5~0.7间为宜）分别盛于各比色皿中，在同一条件下测定其吸光度。测得值应相同（若有透光校正值应扣除）。若各比色皿测得值间有超出允许误差（0.5%）的差值，则说明厚度有差别，测得值大的厚度大。若不能更换选配，必要时也可用校正值，即以其中一个为标准，将其测得值与其他比色皿的测得值之比值作为换算成同一厚度时用的因数。实验操作3.高锰酸钾溶液标准曲线的绘制：分别准确移取0.25，0.5，1.0，2.0，4.0ml的KMnO4溶液（0.01mol/L），于50ml容量瓶中，用二次去离子水定容，得到浓度分别为：0.05，0.10，0.20，0.40，0.80mmol/L的KMnO4溶液。实验操作3.高锰酸钾溶液标准曲线的绘制：管号12345KMnO4储存液（0.02mol/L）0.250.51.02.04.0蒸馏水定容至50ml工作液浓度（mmol/L）0.050.10.20.40.8实验操作4.吸收波长的选择：将配置好的高锰酸钾标准溶液，用1cm比色皿，以蒸馏水为参比，在440-580nm波长范围内，每隔10nm测一次吸光度，在最大吸收波长附近，每隔5nm测一次吸光度。每调一次波长，必须重新调吸光度为零。在坐标纸上以波长为横坐标，以吸光度A为纵坐标，绘制吸收曲线，从吸收曲线上选择最大吸收波长max作为测定波长，并观察不同浓度高锰酸钾溶液的max和吸收曲线的变化规律。实验操作5.工作曲线的绘制：在max处测定标准溶液的吸光度值，每个浓度至少同时做两个平行管，同一浓度平行管测得的吸光度值相差不大时（1%），取其平均值。以标准溶液的浓度作为横坐标，吸光度值作为纵坐标，绘制工作曲线。6.待测溶液的测定：在相同条件下测定待测溶液的吸光度值，在工作曲线上查找对应浓度值。注意事项•注意容量分析的基本操作规范.•分光光度计的使用方法，每台仪器所配套的比色皿不宜混用。•高锰酸钾储备溶液应严格避光保存。思考题1.什么是吸收光谱分析技术？如何绘制吸收光谱曲线，曲线有何特征？2.高锰酸钾的最大吸收波长应为525nm，本次实验中用722型分光光度计测得的最大吸收波长是多少？若有差别，试作解释。3.本次实验所得浓度与吸光度间的线性关系如何？分析其原因。4.比色皿的透光度和厚度常不能绝对相同，试考虑在什么情况下必须检验校正，什么情况下可以忽略不计。5.透光度完全一致的甲乙两比色皿，装有同一浓度的吸光溶液，测得吸光度为：A甲=0.587，A乙=0.573。用乙比色皿测另一浓度的溶液吸光度为0.437，试换算成以甲比色皿厚度为准的吸光度。