雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定

1、鄒 曉 菊雙波長(zhǎng)分光光度法測(cè)定5-Br-PADAP的解離常數(shù) 1前言實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)部分結(jié)果與討論結(jié)論目 錄2前言 5- Br - PADAP 是一個(gè)性能優(yōu)良的雜環(huán)偶氮指示劑。已被用于鐵、錳、鎳、鋅等微量金屬離子的測(cè)定，有關(guān)此試劑的性能及應(yīng)用已有報(bào)道。測(cè)定解離常數(shù)的方法有電位滴定法，分光光度法，電導(dǎo)率法和毛細(xì)管電泳法等。3實(shí)驗(yàn)原理 一元弱酸HL(總濃度為c。)在溶液中存在如下解離平衡： HL H+L- (1) 在1處A1=HL1bcHL+L1bcL (2)在2處A2=HL2bcHL+L2bcL (3) 4圖1 吸收光譜曲線假定其酸式體(HL)和共軛堿式體(L-)具有如圖1所示的吸收光譜曲線。 5

2、若其堿式體的摩爾吸光系數(shù)相等，即 L1 =L2 。則 AlA2=(HL1-HL2) b cHL (4) 將一元弱酸的分布分?jǐn)?shù)cHL=c。H十(Ka+H+)代入式(4)并整理可得： lg( -1)=pH-pKa (5)令Y= lg( -1)則Y= pH-pKa （6）6 若其酸式體的摩爾吸光系數(shù)相等，即 HL1 =HL2 。在這種情況下，根據(jù)類似的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，可以得到下式： lg( -1)=pKa-pH (7) 令Y=lg( -1)則 Y=pKa-pH (8) 7實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)試劑與儀器 試劑:5-Br-PADAP乙醇溶液 ；pH為4.01、6.86、9.18的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液 ；0.1 molL-1N

3、a0H、0.1 molL-1 HCl溶液等。儀器：TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)、pHS-25 型數(shù)顯pH計(jì)等。8實(shí)驗(yàn)方法 工作波長(zhǎng)的選擇和AHL1，AHL2的測(cè)定 量取兩份 0.5 mL 已配制的 5-Br-PADAP乙醇溶液分別于10mL比色管中，調(diào)解溶液的pH，使其全部以酸式體形式存在；另一支使其全部以堿式體形式存在；加純凈水稀釋至刻度，搖勻。在350700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，以純凈水為參比，分別測(cè)定其酸式形體和堿式形體的吸收光譜。 9 選擇酸式體最大的吸收處波長(zhǎng)附近的任一波長(zhǎng)1為第一個(gè)工作波長(zhǎng)，與其共軛堿式在1處有等吸收的波長(zhǎng)2為第二個(gè)工作波長(zhǎng)，并測(cè)定其酸式體在此兩處的吸光度AH

4、L1和AHL2 。10移取0.5mL上述溶液于610支25 mL容量瓶中，用稀HCl（或NaOH）溶液調(diào)配成一系列濃度相同，但pH值不同的待測(cè)溶液，用純凈水定容，搖勻后測(cè)定其pH，然后以純凈水為參比，在350700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定上述各溶液的吸收光譜。 pKa的測(cè)定 11結(jié)果與討論pKa3的測(cè)定及處理12 移取等量所配制的510-4molL-1的5-Br-PADAP乙醇溶液分別于10mL比色管中，調(diào)解其中一支比色管的溶液pH=7.30，使其全部以酸式體形式存在；另一支溶液的pH=14.14，使其全部以堿式體形式存在；加純凈水稀釋至刻度，搖勻。用TU-1901型紫外分光光度計(jì)在350700

5、nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)，以純凈水為參比，分別測(cè)定其酸式形體和堿式形體的吸收光譜。可得光譜吸收曲線見圖2。13圖2 溶液pH為7.30（酸式體）和14.14（堿式體）的光譜吸收曲線從實(shí)驗(yàn)原理部分可知，在實(shí)驗(yàn)條件下，該工作波長(zhǎng)可選取：1=440nm ；2 =574nm。14 分別移取0.5mL所配制的原溶液于610支25 mL容量瓶中，用NaOH溶液調(diào)配成一系列濃度相同，但pH值不同的待測(cè)溶液，用純凈水定容，搖勻后測(cè)定其pH，然后以純凈水為參比，在350700 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定上述各溶液的吸收光譜如下圖3所示。 圖3 光譜吸收曲線 沿箭頭方向溶液的pH依次為13.17、12.09、11.77、10.93

6、、10.70、9.16 15 有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下表所示：1=440nm ，2 =574nm， AHL1=0.209，AHL2=0.007。表1 不同pH的溶液在1、2處相應(yīng)的Y1值 pHA1(1=440nm) A2(2=574nm) Y19.160.1950.032-0.621110.70.1270.0310.043010.930.1130.0310.165411.770.0870.0440.567912.090.0810.0410.607513.170.0630.0380.850016 利用上述數(shù)據(jù)運(yùn)用公式（8）處理，作Y1-pH圖如圖4，由實(shí)驗(yàn)原理知：直線與pH軸的交點(diǎn)即為pKa3，則pKa

7、3=10.59。 圖4 Y1-pH曲線 17pKa2的測(cè)定 其測(cè)量方法及處理步驟同pKa3的測(cè)定18工作波長(zhǎng)選擇的靈活性 第一工作波長(zhǎng) 1可選擇在其最大吸收波長(zhǎng)(446 nm)附近的任一波長(zhǎng)?，F(xiàn)我們選擇以下六個(gè)波長(zhǎng)，445、451、435、460、440、456 nm 。第二個(gè)工作波長(zhǎng) 2為其共軛堿式體在這些波長(zhǎng)處與之對(duì)應(yīng)的等吸收點(diǎn)的波長(zhǎng)，分別為567、562、582、555、574、558 nm。191(nm)2(nm)AHL1AHL2直線方程pKa34404454354514564605745675825625585550.2090.2120.2020.2100.2020.1940.007

8、0.0110.0040.0140.0160.018Y=0.3794pH-4.0195；R2=0.9713Y=0.3848pH-4.0700；R2=0.9633Y=0.3292pH-3.5870；R2=0.9563Y=0.4177pH-4.3413；R2=0.9623Y=0.5285pH-5.4789；R2=0.9690Y=0.5549pH-5.6193；R2=0.970510.5910.5810.9010.3910.3710.13表2 不同工作波長(zhǎng)下的pKa3值20離解常數(shù)pKa2pKa3測(cè)量值2.3710.59文獻(xiàn)值2.3911.64表3 本文結(jié)果與文獻(xiàn)值的比較21結(jié)論 1、由于測(cè)量時(shí)溶液與文獻(xiàn)值測(cè)量時(shí)條件不同，而且未在實(shí)驗(yàn)條件及操作完全相同的情況下采取多做幾組取平均值的方法，因而測(cè)量值與文獻(xiàn)值有所不同。 2、 應(yīng)用雙