雙波長分光光度法測定

1、鄒 曉 菊雙波長分光光度法測定5-Br-PADAP的解離常數(shù) 1前言實驗原理實驗部分結果與討論結論目 錄2前言 5- Br - PADAP 是一個性能優(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定，有關此試劑的性能及應用已有報道。測定解離常數(shù)的方法有電位滴定法，分光光度法，電導率法和毛細管電泳法等。3實驗原理 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數(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)學推導，可以得到下式： lg( -1)=pKa-pH (7) 令Y=lg( -1)則 Y=pKa-pH (8) 7實驗部分實驗試劑與儀器 試劑:5-Br-PADAP乙醇溶液 ；pH為4.01、6.86、9.18的標準緩沖溶液 ；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、pHS-25 型數(shù)顯pH計等。8實驗方法 工作波長的選擇和AHL1，AHL2的測定 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波長范圍內(nèi)，以純凈水為參比，分別測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附近的任一波長1為第一個工作波長，與其共軛堿式在1處有等吸收的波長2為第二個工作波長，并測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值不同的待測溶液，用純凈水定容，搖勻后測定其pH，然后以純凈水為參比，在350700 nm波長范圍內(nèi)測定上述各溶液的吸收光譜。 pKa的測定 11結果與討論pKa3的測定及處理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型紫外分光光度計在350700

5、nm波長范圍內(nèi)，以純凈水為參比，分別測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驗原理部分可知，在實驗條件下，該工作波長可選取：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值不同的待測溶液，用純凈水定容，搖勻后測定其pH，然后以純凈水為參比，在350700 nm波長范圍內(nèi)測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)運用公式（8）處理，作Y1-pH圖如圖4，由實驗原理知：直線與pH軸的交點即為pKa3，則pKa

7、3=10.59。 圖4 Y1-pH曲線 17pKa2的測定 其測量方法及處理步驟同pKa3的測定18工作波長選擇的靈活性 第一工作波長 1可選擇在其最大吸收波長(446 nm)附近的任一波長。現(xiàn)我們選擇以下六個波長，445、451、435、460、440、456 nm 。第二個工作波長 2為其共軛堿式體在這些波長處與之對應的等吸收點的波長，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 不同工作波長下的pKa3值20離解常數(shù)pKa2pKa3測量值2.3710.59文獻值2.3911.64表3 本文結果與文獻值的比較21結論 1、由于測量時溶液與文獻值測量時條件不同，而且未在實驗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，因而測量值與文獻值有所不同。 2、 應用雙