綜合實驗報告鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵p.doc

1、鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)確定實驗條件的方法，掌握鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵的方法原理；掌握 721 型分光光度計的使用方法，并了解此儀器的主要構(gòu)造。二、實驗原理確定適宜的條件的原因： 在可見光分光光度法的測定中，通常是將被測物與顯色劑反應(yīng)，使之生成有色物質(zhì)，然后測其吸光度，進(jìn)而求得被測物質(zhì)的含量。因此，顯色條件的完全程度和吸光度的測量條件都會影響到測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了使測定有較高的靈敏度和準(zhǔn)確性，必須選擇適宜的顯色反應(yīng)條件和儀器測量條件。通常所研究的顯色反應(yīng)條件有顯色溫度和時間，顯色劑用量，顯色液酸度，干擾物質(zhì)的影響因素及消除等，但主要是測量波長和參比溶液的選擇。對顯色

2、劑用量和測量波長的選擇是該實驗的內(nèi)容。如何確定適宜的條件： 條件試驗的一般步驟為改變其中一個因素， 暫時固定其他因素，顯色后測量相應(yīng)溶液吸光度，通過吸光度與變化因素的曲線來確定適宜的條件。本試驗測定工業(yè)鹽酸中鐵含量的原理： 根據(jù)朗伯比耳定律： A=bc。當(dāng)入射光波長 及光程 b 一定時，在一定濃度范圍內(nèi)， 有色物質(zhì)的吸光度 A 與該物質(zhì)的濃度 c 成正比。只要繪出以吸光度 A 為縱坐標(biāo)，濃 度 c 為橫坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，測出試液的吸光度，就可以由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得對應(yīng)的濃度值，即工業(yè)鹽酸中鐵的含量。鄰二氮菲法的優(yōu)點：用分光光度法測定試樣中的微量鐵，目前一般采用鄰二氮菲法，該法具有高靈敏度、高選擇性，且

3、穩(wěn)定性好，干擾易消除等優(yōu)點。鄰二氮菲法簡介： ?鄰二氮菲為顯色劑，選擇測定微量鐵的適宜條件和測量條件，并用于工業(yè)鹽酸中鐵的測定。鄰二氮菲可測定試樣中鐵的總量的條件和依據(jù)： 鄰二氮菲亦稱鄰菲咯啉 ( 簡寫 phen) ，是光度法測定鐵的優(yōu)良試劑。在 pH=2 9 的范圍內(nèi)，鄰二氮菲與二價鐵生成穩(wěn)定的桔紅色配合物 (Fe(phen) 3) 2+) 。此配合物的 lgK 穩(wěn)= 21.3 ，摩爾吸光系數(shù) 510 = 1.1 104 Lmol-1 cm-1 ，而 Fe3+能與鄰二氮菲生成 31配合物，呈淡藍(lán)色， lgK 穩(wěn) =14.1 。所以在加入顯色劑之前，應(yīng)用鹽酸羥胺 (NH2OHHCl) 將 Fe

4、3+還原為 Fe2+，其反應(yīng)式如下：2 Fe 3+?+ 2 NH2OHHCl 2Fe 2+ + N 2 + H 2O + 4H+?+ 2Cl -測定時控制溶液的酸度為pH5較為適宜，用鄰二氮菲可測定試樣中鐵的總量。三、儀器試劑儀器： 721 型分光光度計； 1cm吸收池；10mL 吸量管；50mL 比色管 (7 個) 。-3-1-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液； 0.15%鄰二氮菲水試劑： 1.0 10mol L鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液； 100gmL溶液；10%鹽酸羥胺溶液 ( 新配 ) ；1mol L-1 乙酸鈉溶液；1 mol L-1 NaOH溶液；6 mol L-1 HCl( 工業(yè)鹽酸試樣 ) 。四、實驗步驟( 一)

5、 準(zhǔn)備工作打開儀器電源開關(guān)，預(yù)熱，調(diào)解儀器。( 二) 測量工作 ( 以通過空白溶液的透射光強度為 I 0 ，通過待測液的透射光強度為 I, 由儀器給出透射比 T, 再由 T 值算出吸光度 A 值)吸收曲線的繪制和測量波長的選擇用吸量管吸取 2.00 mL1.0 10-3-1molL 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，注入 50mL比色管中，加入 1.00mL10%鹽酸羥胺溶液，搖勻，加入2.00 mL 0.15% 鄰二氮菲溶液， 5.0 mLNaAc 溶液，以水稀釋至刻度。在光度計上用1 cm 比色皿，采用試劑溶液為參比溶液，在440 560 nm 間，每隔10 nm測量一次吸光度 ( 在最大吸收波長處， 每隔 2

6、nm)，以波長為橫坐標(biāo)， 吸光度為縱坐標(biāo)，繪制吸收曲線，選擇測量的適宜波長。顯色劑條件的選擇 ( 顯色劑用量 )在 6 支比色管中，各加入2.00mL 1.0-3-110 molL 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液和1.00mL 10%鹽酸羥胺溶液，搖勻。分別加入0.10 ，0.50 ，1.00 ，2.00，3.00及 4.00mL 0.15%鄰二氮菲溶液，5.0mL NaAc溶液，以水稀釋至刻度，搖勻。在光度計上用1cm比色皿，采用試劑溶液為參比溶液，測吸光度。以鄰二氮菲體積為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制吸光度- 試劑用量曲線，從而確定最佳顯色劑用量。工業(yè)鹽酸中鐵含量的測定標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作在 6 支 50mL比色管

7、中，分別加入 0.00 、0.20 、 0.40 、 0.60 、 0.80 、 1.00mL 100g/mL鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加入 1.00mL 10%鹽酸羥胺溶液， 2.00mL 0.15%鄰二氮菲溶液和 5.0 mL NaAc 溶液，以水稀釋至刻度，搖勻。在 512nm處，用 1cm比色皿，以試劑空白為參比，測吸光度A。試樣測定準(zhǔn)確吸取適量工業(yè)鹽酸三份，按標(biāo)準(zhǔn)曲線的操作步驟，測定其吸光度。五、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作波長 (nm)440450460470480490492494496T (%)58.054.850.846.044.943.242.842.042.0吸光度 A0.236

8、60.26000.29000.33720.34780.36450.36860.37680.3768波長 (nm)498.0500.0502.0504.0506.0508.0510.0512.0514.0T (%)41.841.641.040.041.140.039.839.239.5吸光度 A0.37880.38090.38720.39790.38620.38720.40010.40670.4034波長 (nm)516.0518.0520.0530.0540.0550.0560.0T (%)39.840.040.948.057.273.183.1吸光度 A 0.4001 0.39790.388

9、20.31880.24260.13610.0804根據(jù)上面數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下：由作圖可知， 最大吸收波長為 512nm。顯色劑用量的測定鄰二氮菲用量曲線： ( =512 nm)鄰二氮菲的體積 (mL )0.100.501.002.003.004.00透射比 T(%)85.151.136.435.936.136.8吸光度 A0.07010.29160.43890.4450.44250.4342據(jù)上面數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下：?由圖可知， 顯色劑最佳用量為2.00 mL 0.15% 鄰二氮菲溶液 。3. 工業(yè)鹽酸中鐵含量的測定標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作鐵標(biāo)液體積 (mL )00.20.40.60.81.

10、0鐵濃度 ( g/mL )00.40.81.21.62.0透射比 T(%)10085.066.357.841.138.1吸光度 A00.07060.17850.23810.38620.4191據(jù)上面數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下：標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為 ?y=0.2216*x-0.0061 R2=0.98試樣測定 ( 工業(yè)鹽酸鐵含量的測定 )未知樣標(biāo)號12吸入鹽酸的量 (mL)1.01.5透射比 T(%)82.275.1吸光度 A0.08510.1244稀釋后鹽酸中鐵的含量 ( g/mL)0.41160.5889把 y = 0.0851 ， 0.1244 代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程 y = 0.2216* x - 0

11、.0061 中，得到 x=0.4116 ， 0.5889 ，即稀釋后工業(yè)鹽酸中鐵的含量為 0.4116 g/mL，0.5889 g/mL。由 1.0* C x2/50 = 0.4116 ，得 Cx1=20.58( g/mL) 由 1.5 C x3/50 = 0.5889 ， 得 Cx2=19.63( g/mL)則 Cx=(Cx1+ Cx2)/2= (20.58+19.63)/2 = 20.11(g/mL)RSD=3.34%所以，工業(yè)鹽酸中鐵的含量為20.11 g/mL。小結(jié)：通過實驗數(shù)據(jù)可知，最適宜波長為 =512nm；鄰二氮菲 (0.15%) 的適宜用量為 2mL；最終由標(biāo)準(zhǔn)曲線得工業(yè)鹽酸中

12、鐵的含量為： 20.11 g/mL。六、實驗注意事項不能顛倒各種試劑的加入順序。讀數(shù)據(jù)時要注意 A 和 T 所對應(yīng)的數(shù)據(jù)。透射比與吸光度的關(guān)系為 :A=log(I 0/I)= log(1/T) ；測定條件指：測定波長和參比溶液的選擇 。最佳波長選擇好后不要再改變。每次測定前要注意調(diào)滿刻度。七、思考題1 鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵時為何要加入鹽酸羥胺溶液？答：工業(yè)鹽酸中含有Fe2+和 Fe3+，其中 Fe2+與鄰二氮菲 (phen) 能生成穩(wěn)定的桔紅色配合物 Fe(phen) 3 2+ 此 配 合 物 的 lgK 穩(wěn) =21.3 ， 摩 爾 吸 光 系 數(shù) 510 =1.1 104Lmol-1 cm-1 ，而 Fe3+能與鄰二氮菲生成 31配合物，呈淡藍(lán)色， lgK穩(wěn) =14.1 。 所以在加入顯色劑之前，應(yīng)用鹽酸羥胺 (NH2OHHCl) 將 Fe3+還原為 Fe2+，然后，進(jìn)行鐵的總量的測定。2 參比溶液的作用是什么？在本實驗中可否用蒸餾水作參比？答：參比溶液的作用是扣除背景干擾，不能用蒸餾水作參比，因為蒸餾水成分與試液成分相差太遠(yuǎn)，只