实验10-分光光度法测定铁

实验十四邻二氮菲分光光度法测定铁的含量一、实验目的1．学习吸光光度法测量波长的选择方法;2．掌握邻二氮菲分光光度法测定铁的原理及方法;3.掌握分光光度计的使用方法。二、实验原理分光光度法是根据物质对光选择性吸收而进行分析的方法，分光光度法用于定量分析的理论基础是朗伯比尔定律，其数学表达式为：A=εbC邻二氮菲（又称邻菲罗啉）是测定微量铁的较好试剂，在pH=2～9的条件下，二价铁离子与试剂生成极稳定的橙红色配合物。摩尔吸光系数ε＝11000L·mol-1·cm-1。在显色前，用盐酸羟胺把Fe3+还原为Fe2+。2Fe3+＋2NH2OHHCl→2Fe2+＋N2＋4H＋＋2H2O＋2Cl-Fe2++Phen=Fe2+-Phen(橘红色)用邻二氮菲测定时，有很多元素干扰测定，须预先进行掩蔽或分离，如钴、镍、铜、铅与试剂形成有色配合物；钨、铂、镉、汞与试剂生成沉淀，还有些金属离子如锡、铅、铋则在邻二氮菲铁配合物形成的pH范围内发生水解；因此当这些离子共存时，应注意消除它们的干扰作用。三、仪器与试剂1．醋酸钠：lmol·L-1；2．盐酸：6mol·L-1；3．盐酸羟胺：10％（用时配制）；4．邻二氮菲（0.15%）：0.l5g邻二氮菲溶解在100mL1:1乙醇溶液中；5．铁标准溶液。(1)100µg·mL-1铁标准溶液：准确称取0.8634g（NH4）2Fe（SO4）2·12H20于烧杯中，加入20mL6mol·L-1盐酸及少量水，移至1L容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀.6．仪器:7200型分光光度计及lcm比色皿。四、实验步骤1.系列标准溶液配制(1)用移液管吸取10mL100µg·mL-1铁标准溶液于100mL容量瓶中，加入2mL6mol·L-1盐酸溶液,以水稀释至刻度，摇匀.此溶液Fe3+浓度为10µg·mL-1.(2)标准曲线的绘制:取50mL比色管6个，用吸量管分别加入0mL，2mL，4mL,6mL,8mL和10mL10μg·mL-l铁标准溶液，各加lmL盐酸羟胺，摇匀;经再加2mL邻二氮菲溶液,5mL醋酸钠溶液，摇匀,以水稀释至刻度，摇匀后放置10min。2.吸收曲线的绘制取上述标准溶液中的一个,在分光光度计上，用lcm比色皿，以水为参比溶液，用不同的波长，从440～560nm，每隔10nm测定一次吸光度，在最大吸收波长处每隔5nm测定一次吸光度。然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制吸收曲线，从吸收曲线上确定进行测定铁的适宜波长（即最大吸收波长）。3．铁含量的测定吸取未知液5mL至50mL容量瓶中，按标准曲线制作步骤测定其吸光度。从标准曲线上查出和计算未知液中铁的含量（μg·mL-l）。五、思考题1、本实验量取各种试剂时应分别采用何种量器较为合适？为什么？本实验的所用的溶液量都比较少,用移液管或吸量管比较合适.标准及铁试样的量取要特别准确,而其它试剂都为过量,相对要求不是很严格.2、制作标准曲线和进行其它条件试验时，加入试剂的顺序能否任意改变？不能。先加盐酸羟胺是将铁还原,再加络合剂与铁反应,最后醋酸钠调酸度,若先加络合剂则只测二价铁,若醋酸钠先加则铁会形成沉淀,无法显色.3、根据本实验结果，计算邻二氮菲-Fe(II)络合物的摩尔吸光系数？ε=A/(bC)六、7200型分光光度计的使用(1)通电,预热20min;(2波长选择:用波长调节旋钮设置所需的单色光波长;(3)打开样品室盖,在1~4号放置比色皿槽中,依次放入校具(黑体),参比液,样品液1;(4)将%T校具(黑体)置入光路,在T方式下按%T键,此时仪器自动校正后显示0.000(5)将参比液拉入光路中,按0A/100%T键调0A/100%T,此时仪器显示BLA,表示仪器正在自动校正,校正完毕后显示100%T或0.000A;(6)将两样品液分别拉入光路中,此时若在T方式下则可依次显示样品的透射比(透光度)若在A方式下,则显示测得的样品吸光度.七、注意事项1、不能颠倒各种试剂的加入顺序2、每改变一次波长必须重新调零3、每次测定前要注意调满刻度1．分光光度法用于定量分析的理论基础。解：分光光度法是根据物质对光选择性吸收而进行分析的方法，分光光度法用于定量分析的理论基础是朗伯比尔定律，其数学表达式为：cA2．邻二氮菲与铁的显色反应。解：在pH=2～9的溶液，Fe2+与邻二氮菲(Phen)生成一种稳定的橘红色螯合物Fe(Phen)32+，其稳定常数为2.0×1021，εmax=1.1×104molL-1cm-1。邻二氮菲与Fe3+也能生成配位比为31的淡蓝色螯合物，在显色前要用盐酸羟氨将Fe3+全部还原为Fe2+。3．分光光度法实验条件的选择。解：测量波长、溶液的酸度、显色剂用量、显色时间、温度、溶剂以及共存离子的干扰及其消除等，都是通过实验来确定的。4．吸收曲线和标准曲线。解：吸收曲线是物质对于光源各种波长的光吸收程度的记录。它是分光光度法选择波长的依据。通过吸收曲线来选择适宜的测量波长(max)。标准曲线是在测量波长(max)下，测量系列标准溶液的吸光度，以浓度为横坐标，吸光度A为纵坐标，所对应的曲线。5．本实验量取各种试剂时应分别采用何种量器量取较为合适？为什么？解：本实验量取各种试剂时只有含铁标液和含铁的试样用吸量管，其它都用适当大小的量筒即可。因为只有标准溶液才用准确度高的吸量管量取。6．用邻二氮菲法测定铁时，为什么在测定前要加入盐酸羟氨溶液？盐酸羟氨溶液若不是新配制的，对实验结果有何影响？解：用邻二氮菲法测定铁时，在测定前要加入盐酸羟氨溶液，目的是将溶液中所有的铁全部转化成二价铁，以防止三价铁干扰测定。若盐酸羟氨溶液若不是新配制的，则三价铁不能全部转化成二价铁，所测铁的含量偏小。7．怎样用分光光度法测定试样中的全铁和亚铁的含量？解：将试样中的铁全部转化成二价铁，再用显色剂显色，则测得的是全铁。若先加入掩蔽剂将三价铁掩蔽起来，再用显色剂显色，则测得的是亚铁。8.在实验中盐酸羟胺和醋酸钠的作用是什么？若用氢氧化钠代替醋酸钠，有什么缺点?