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实验仪器一:紫外-可见分光光度计的使用邻二氮菲吸光光度法测定铁一、实验目的1.初步熟悉分光光度计的使用方法。2.熟悉测绘吸收光谱的一般方法。3.学习标准曲线定量方法。二、实验原理在建立一个新的吸收光谱法时,必须进行一系列条件试验,包括显色化合物的吸收光谱曲线(简称吸收光谱)的绘制、选择合适的测定波长、显色剂浓度和溶液pH值的选择及显色化合物影响等。此外,还要研究显色化合物符合朗伯-比尔定律的浓度范围、干扰离子的影响及其排除的方法等。本实验利用分光光度计能连续变换波长的性能,测定邻二氮菲-Fe2+的吸收光谱,并选择合适的测定波长。在pH=3~9的溶液中,Fe2+与邻二氮菲(phen)生成稳定的橙红色络合物,λmax=508nm,ε=1.1×104L/(mol·cm),lgβ3=21.3(20℃)2323phenFephenFe(橙红色)Fe3+与邻二氮菲生成1:3的淡蓝色络合物(lgβ3=14.1),故显色前应先用盐酸羟胺将Fe3+还原为Fe2+,其反应为ClHOHNFeHClOHNHFe24222222223在508nm处测定吸光度值,用标准曲线法可求得水样中Fe2+的含量。若用盐酸羟胺等还原剂将水中Fe3+还原为Fe2+,则本法可测定水中总铁、Fe2+和Fe3+各自的含量。三、仪器与试剂1.仪器722型分光光度计、酸度计、容量瓶(50mL)、吸量管(5mL,10mL)等。2.试剂(1)铁标准溶液准确称取0.2152克优级纯铁铵矾(NH4Fe(SO4)2·12H2O)于小烧杯中,加水溶解,加入6mol∕LHCl溶液5mL,定量转移至250mL容量瓶中稀释至刻度,摇匀。所得溶液每毫升含铁0.100mg(即100ug/mL)。(2)0.15%邻二氮菲(又称邻菲咯琳)水溶液:称取1.5g邻二氮菲,先用5~10mL95%乙醇溶解,再用蒸馏水稀释到1000mL。(3)10%盐酸羟胺水溶液(新鲜配制);(4)HAc-NaAc缓冲溶液(pH=4.6):称取136g优级纯醋酸钠,加120mL冰醋酸,加水溶解后,稀释到500mL。(5)0.1mol∕LNaOH溶液(6)0.1mol∕LHCL溶液四、实验步骤(一)实验条件的选择1.吸收曲线的制作和测量波长的选择:用吸量管吸取0.0,1.0mL铁标准溶液(100μg/ml),分别注入两个50mL比色管中,各加入1mL盐酸羟胺溶液,2mL邻二氮菲,5mLHAc-NaAc,用水稀释至刻度,摇匀。放置10min后,用1cm比色皿,以试剂空白(即0.0mL铁标准溶液)为参比溶液,在440~560nm之间,每隔10nm测一次吸光度,在最大吸收峰附近,每隔5nm测定一次吸光度。在坐标纸上,以波长λ为横坐标,吸光度A为纵坐标,绘制A和λ关系的吸收曲线。从吸收曲线上选择测定Fe的适宜波长,一般选用最大吸收波长λmax。2.酸度影响于8只50mL容量瓶(或比色皿)中,用刻度移液管各加入1.0mL100μg/ml的铁标准溶液,再加入1mL盐酸羟胺溶液和2mL邻二氮菲溶液,摇匀。然后分别加入NaOH溶液0.0mL、0.2mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0mL。用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。放置10min后分别测定各溶液的pH值和吸光度。吸光度测定条件为:1cm比色皿,蒸馏水作参比,测定波长为λmax。3.显色剂用量的影响取7个50mL容量瓶(或比色皿),依次加入1.0mL100μg/ml的铁标准溶液,1mL盐酸羟胺溶液摇匀。再分别加入邻二氮菲溶液0.1mL、0.3mL、0.5mL、0.8mL、1.0mL、2.0mL、4.0mL,加入5.0ml的HAc-NaAc,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。放置10min后测定各溶液的吸光度。吸光度测定条件为:1cm比色皿,以蒸馏水作参比,测定波长为λmax。(二)铁含量的测定1.标准曲线的制作:用移液管吸取100μg·mL-1铁标准溶液10mL于100mL容量瓶中,加入2mL6mol·L-1的HCl,用水稀释至刻度,摇匀。此溶液每毫升含Fe3+10μg。在6个50mL容量瓶(或比色管)中,用吸量管分别加入0.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0mL10μg·mL-1铁标准溶液,分别加入1mL盐酸羟胺,2mLPhen,5mLHAc-NaAc溶液,每加一种试剂后摇匀。然后,用水稀释至刻度,摇匀后放置10min。用1cm比色皿,以试剂为空白(即0.0mL铁标准溶液),在所选择的波长下,测量各溶液的吸光度。以含铁量为横坐标,吸光度A为纵坐标,绘制标准曲线。用绘制的标准曲线,重新查出相应铁浓度的吸光度,计算Fe2+-Phen络合物的摩尔吸光系数。2.试样中铁的测定准确吸取适量试液于50ml比色管中,按标准曲线的制作步骤,加入各种试剂,测量吸光度。从标准曲线上查出和计算试液中铁的含量(μg·mL-1)。五、数据记录与处理1.绘制A-λ,得出λmax2.绘制A-pH,得出最佳pH范围3.绘制A-Vphen,得出phen最佳使用体积4.绘制工作曲线,从工作曲线上找出未知试样的含量,并计算水样中的铁含量(μg·mL-1)六、注意事项1.本实验旨在学会分光光度法测定水中微量物质时的最基本操作条件、原理和方法以及722型分光光度计的使用。因此,要仔细阅读仪器说明书,了解仪器的构造和各个旋钮的功能;在使用时,一定要遵守操作规程和听从老师的指导。2.在每次测定前,应首先作比色皿配对性试验。方法是:将同样厚度的4个比色皿分别编号,都装空白溶液,在508nm处测定各比色皿的吸光度(或透光率),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定,直到吸光度(或透光率)一致。若经过多次洗涤,仍有显著差异,则用下法校正:(1)以吸光度最小的比色皿为0,测定其余三个比色皿的吸光度值作为校正值。(2)测定水样或溶液时,以吸光度为零的比色皿作空白,用其它各皿装溶液,测各吸光度值减去所用比色皿的校正值。溶液吸光度测量值的校正示例比色皿编号空白溶液校正值(A)显色溶液测得值(A)校正后测得值(A)10.00.0空白20.00440.20410.20030.00880.40890.40040.02230.62340.6013.拿取比色皿时,只能用手指捏住毛玻璃的两面,手指不得接触其透光面。盛好溶液(至比色皿高度的4/5处)后,先用滤纸轻轻吸去外部的水(或溶液),再用擦镜纸轻轻擦拭透光面,直至洁净透明。另外,还应注意比色皿内不得粘附小气泡,否则影响透光率。4.测量之前,比色皿需用被测溶液荡洗2~3次。然后再盛溶液。比色皿用毕后,应立即取出,用自来水及蒸馏水洗净、倒立晾干。5.仪器不测定时,应打开暗箱盖,以保护光电管。6.绘制吸收光谱时应选择恰当的坐标比例,曲线应光滑。七、思考题1.根据实验数据,计算在最大吸收波长下,邻二氮菲-Fe(Ⅱ)的摩尔吸收系数ε。你的计算值与文献值ε=1.1×104是否一致?如不一致,请作解释。2.本次实验中用722型分光光度计测得的最大吸收波长与文献值λmax=508nm是否有差别?如有差别,请解释原因。3.单色光不纯对吸收光谱的测定有何影响?4.本实验量取各种试剂时应分别采取何种量器较为合适?为什么?5.怎样用吸光光度法测定水样中的全铁(总铁)和亚铁的含量?试拟出简单步骤。
本文标题:邻二氮菲吸光光度法测定铁实验操作方法
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