鄰二氮菲分光光度法測(cè)定水中微量鐵

1、.鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會(huì)吸收曲線及標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制，了解分光光度法的根本原理。2、掌握用鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵的方法原理。3、學(xué)會(huì)721型分光光度計(jì)的正確使用，了解其工作原理。4、學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)處理的根本方法。5、掌握比色皿的正確使用。二、 實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)朗伯-比耳定律：A=bc，當(dāng)入射光波長(zhǎng)及光程b一定時(shí)，在一定濃度X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(cè)出試液的吸光度，就可以由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得對(duì)應(yīng)的濃度值，即未知樣的含量。同時(shí)，還可應(yīng)用相關(guān)的回歸分析軟件，將數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，得到相應(yīng)的分析結(jié)果。用分光光度法

2、測(cè)定試樣中的微量鐵，可選用顯色劑鄰二氮菲(又稱鄰菲羅啉)，鄰二氮菲分光光度法是化工產(chǎn)品中測(cè)定微量鐵的通用方法，在pH值為2-9的溶液中，鄰二氮菲和二價(jià)鐵離子結(jié)合生成紅色配合物：此配合物的lgK穩(wěn)=21.3，摩爾吸光系數(shù)510 = 1.1×104 L·mol-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。所以在參加顯色劑之前，應(yīng)用鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)將Fe3+復(fù)原為Fe2+，其反響式如下：2Fe3+ + 2NH2OH·HCl 2Fe2+ + N2 + H2O + 4H+ + 2Cl-測(cè)定時(shí)酸度高，反響

3、進(jìn)展較慢；酸度太低，那么離子易水解。本實(shí)驗(yàn)采用HAc-NaAc緩沖溶液控制溶液pH5.0，使顯色反響進(jìn)展完全。為判斷待測(cè)溶液中鐵元素含量，需首先繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線中不同濃度鐵離子引起的吸光度的變化，對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)樣品引起的吸光度，計(jì)算樣品中鐵離子濃度。本方法的選擇性很高，相當(dāng)于含鐵量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-；20倍的Cr3+、Mn2+、VO3-、PO43-；5倍的Co2+、Ni2+、Cu2+-等離子不干擾測(cè)定。但Bi3+、Cd2+、Hg2+、Zn2+、Ag+等離子與鄰二氮菲作用生成沉淀干擾測(cè)定。三、 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：721型分光光度計(jì)、酸度計(jì)、5

4、0ml比色管、吸量管1mL、2mL、5mL、10 mL、比色皿、洗耳球。1.1×10-3mol·L-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液、100ug·ml-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液、鹽酸、鹽酸羥胺、醋酸鈉、0.15%鄰二氮菲水溶液。四、 實(shí)驗(yàn)步驟一準(zhǔn)備工作翻開儀器電源開關(guān)，預(yù)熱，調(diào)解儀器。二測(cè)量工作以通過空白溶液的透射光強(qiáng)度為I0，通過待測(cè)液的透射光強(qiáng)度為I,由儀器給出透射比T,再由T值算出吸光度A值 1、吸收曲線的繪制和測(cè)量波長(zhǎng)的選擇用吸量管吸取2.00 mL1.0×10-3mol.L-1標(biāo)準(zhǔn)溶液，注入50 mL比色管中，參加1.00 mL 10%鹽酸羥胺溶液，搖勻，參加2.00 mL0

5、.15%鄰二氮菲溶液，5.0 mL NaAc溶液，以水稀釋至刻度。在光度計(jì)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(cè)量一次吸光度，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制吸收曲線，選擇測(cè)量的適宜波長(zhǎng)。一般選用最大吸收波長(zhǎng)max為測(cè)定波長(zhǎng)。2、顯色劑條件的選擇顯色劑用量在6支比色管中，各參加2.00mL 1.0×10-3mol·L-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液和1.00mL 10%鹽酸羥胺溶液，搖勻。分別參加0.10，0.50，1.00，2.00 ，3.00及4.00mL 0.15%鄰二氮菲溶液，5.0 mL NaAc溶液，以水稀釋至刻度，搖勻。在光度

6、計(jì)上用1cm比色皿，采用試劑溶液為參比溶液，測(cè)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，從而確定最正確顯色劑用量。3、溶液pH確實(shí)定 取8支50 mL比色管，各參加2mL 1.00×10-3mol/L-1的標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液和1 mL 10%的鹽酸羥胺溶液，搖勻。放置2 min,再參加特定體積(2中探究出的最適量0.15% L鄰二氮菲，搖勻，分別參加0.0、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00、3.0 0 mL 0.15%的NaAc溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。 在光度計(jì)上，用1cm的比色皿，選擇適宜由“1所決定的波長(zhǎng)，以蒸餾水為參比，分別測(cè)其吸

7、光度。在坐標(biāo)紙上以參加的NaAc溶液體積數(shù)為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制ApH曲線，確定測(cè)定過程中pHX圍。4、顯色時(shí)間及有色溶液的穩(wěn)定性 用吸量管吸取 2mL 1.00×10-3mol/L-1的標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液于50 mL比色管中，參加1 mL 10%的鹽酸羥胺溶液，搖勻原那么上每參加一種試劑后都要搖勻。再參加2 mL鄰二氮菲溶液，參加特定體積的3中探究出的NaAc溶液，以水稀釋至刻度，搖勻。在光度計(jì)上，用1 mL的比色皿，以蒸餾水為參比溶液，放置，每?jī)煞昼姕y(cè)一次，在510nm之間測(cè)定吸光度。以時(shí)間為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制A-t吸收曲線，選擇測(cè)量的最適時(shí)間。5、標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

8、 在6個(gè)50 mL的容量瓶中，用10 mL吸量管分別參加0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 mL 100g·mL-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，各參加1 mL 10%鹽酸羥胺，搖勻原那么上每參加一種試劑都要搖勻。再參加2 mL 0.15%的鄰二氮菲溶液和特定體積 1mol·L-1NaAc溶液，以蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。放置一段時(shí)間4中探究出的時(shí)間。以試劑空白為參比，在510nm或所波長(zhǎng)下，用1cm的比色皿，測(cè)定各溶液的吸光度。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。6、試液含鐵量的測(cè)定 準(zhǔn)確吸取適量試液如水樣或工業(yè)鹽酸、石灰石樣品制備液等代替標(biāo)準(zhǔn)溶液，其他步驟同上，平行三次測(cè)定其吸光度。記錄

9、計(jì)算機(jī)顯示的含鐵量，計(jì)算試液中鐵的含量以mg·L-1表示。五、 數(shù)據(jù)處理1、鄰二氮菲-Fe2+吸收曲線的繪制1數(shù)據(jù)紀(jì)錄不同波長(zhǎng)吸光度波長(zhǎng)/nm440445450455460465470475480吸光度A0.3400.3530.3640.3770.3950.4150.4330.4470.454波長(zhǎng)/nm485490495500505510515520525吸光度A0.4570.4600.4670.4770.4900.4970.4910.4680.428波長(zhǎng)/nm530535540545550555560吸光度A0.3740.3100.2460.1880.1400.1040.0772作

10、吸收曲線圖由圖可知，最大吸收波長(zhǎng)max= 510nm2、 顯色劑用量的測(cè)定1顯色劑用量與吸光度的關(guān)系鄰二氮菲用量曲線：=510 nm鄰二氮菲的體積ml0.100.501.002.003.004.00吸光度A0.0480.2820.4970.5000.4910.485據(jù)上面數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下：由圖可知，顯色劑最正確用量為1.00 mL0.15%鄰二氮菲溶液。2溶液pH與吸光度的關(guān)系濃度 ug/mlAbs00.0060.20.060.50.23110.421.50.40620.4022.50.395據(jù)上面數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下：由圖可知，NaAc最正確用量為1.00 mL。3顯色時(shí)間及有色

11、溶液的穩(wěn)定性t min03691215A 0.4800.4770.4780.4790.4800.479結(jié)論：放置12分鐘后鐵離子與鄰二氮菲根本完全結(jié)合。2、 工業(yè)鹽酸中鐵含量的測(cè)定 1標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 試液中鐵含量與吸光度的關(guān)系V100ug/mL mL0.000.600.801.001.201.40A 0.000.2180.2890.3550.4300.494試液含鐵量的測(cè)定測(cè)試次數(shù)123吸光度A0.4820.4830.483鐵的濃度/ug/mL1.35451.35741.3574鐵水樣濃度的平均值/ug/mL1.3564相對(duì)偏差0.095%0.05%0.05%數(shù)據(jù)分析：本次測(cè)量的結(jié)果的偏離平均

12、值較小，實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果的可信度高。 六、實(shí)驗(yàn)考前須知1、不能顛倒各種試劑的參加順序。2、讀數(shù)據(jù)時(shí)要注意A和T所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。透射比與吸光度的關(guān)系為:A=log(I0/I)= log(1/T)；測(cè)定條件指：測(cè)定波長(zhǎng)和參比溶液的選擇。3、最正確波長(zhǎng)選擇好后不要再改變。4、每次測(cè)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(cè)定微量鐵時(shí)為何要參加鹽酸羥胺溶液.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)32+此配合物的lgK穩(wěn)=21.3，摩爾吸光系數(shù)510 =1.1×104L·mol-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。所以在參加顯色劑之前，應(yīng)用鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)將Fe3+復(fù)原為Fe2+，然后，進(jìn)展鐵的總量的測(cè)定 。2、參比溶液的作用是什么.在本實(shí)驗(yàn)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?yàn)檎麴s水成分與試液成分相