分光光度法測(cè)定鐵含量

分光光度法測(cè)定鐵含量第一頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五概述紫外光、可見(jiàn)光檢驗(yàn)是什么物質(zhì)，測(cè)定物質(zhì)的含量特點(diǎn)：速度快、儀器簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉第二頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五根據(jù)波長(zhǎng)，電磁波中紫外區(qū)：200-400nm

可見(jiàn)光區(qū)：400-780nm單色光：同一波長(zhǎng)的光稱為單色光；復(fù)合光：不同波長(zhǎng)的光組成的光稱為復(fù)合光；可見(jiàn)光：凡是被肉眼感受到的光稱為可見(jiàn)光；

波長(zhǎng)范圍為400-780nm一、光的基本性質(zhì)第三頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、物質(zhì)對(duì)光是選擇性吸收的吸收黃色光反射藍(lán)色光吸收綠色光透過(guò)紫色光固體液體互補(bǔ)色白光白光第四頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五任務(wù)一高錳酸鉀溶液吸收曲線的測(cè)定第五頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五任務(wù)一高錳酸鉀溶液吸收曲線的測(cè)定任何一種溶液，對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收程度都是不相等的。

做法：用不同波長(zhǎng)的光依次透過(guò)高錳酸鉀溶液，并測(cè)量高錳酸鉀對(duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收程度（吸光度A），以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，作圖，得到高錳酸鉀在測(cè)量波長(zhǎng)范圍內(nèi)的吸收曲線。吸收曲線第六頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.細(xì)測(cè)：在500~550nm范圍內(nèi)，間隔5nm測(cè)一個(gè)點(diǎn)，繪制吸收曲線原則：先粗測(cè)再細(xì)測(cè)1.粗測(cè)：在400~720nm范圍內(nèi)，間隔20nm測(cè)一個(gè)點(diǎn)，繪制吸收曲線

選擇500~550nm作為細(xì)測(cè)范圍一、高錳酸鉀吸收曲線的繪制方法波長(zhǎng)λ/nm400440460480…520540560580720A波長(zhǎng)λ/nm500505510515…530535540545550A高錳酸鉀的最大吸收波長(zhǎng)為520nm7第七頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、光譜吸收曲線的特征①同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱為最大吸收波長(zhǎng)λmax②不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似，λmax不變。但在同一波長(zhǎng)處的吸光度隨溶液濃度增加而增大，定量分析依據(jù)。圖為KMnO4水溶液的吸收曲線第八頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五③不同物質(zhì)吸收曲線特性（曲線形狀、峰的數(shù)目，位置，強(qiáng)度）不同。可作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)。第九頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五任務(wù)二：認(rèn)識(shí)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)第十頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五儀器

紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)UV1801型第十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、基本組成光源單色器吸收池檢測(cè)器信號(hào)處理顯示系統(tǒng)第十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.光源（輻射源）（1）光源的要求：發(fā)射強(qiáng)度足夠且穩(wěn)定的連續(xù)光譜;光輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的變化小;有足夠的使用壽命．常用類型：熱輻射光源與氣體放電光源第十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五鎢燈：波長(zhǎng)范圍：320~2500nm，可見(jiàn)光光譜工作溫度：3000K（2）熱輻射光源鹵鎢燈：在鎢燈中加入鹵化物提高白熾燈的使用壽命（3）氣體放電光源氫弧燈（氫燈）：波長(zhǎng)范圍：160~375nm；氫氣壓力：0.2~5mmHg。氘燈：內(nèi)充氣為氘，輻射強(qiáng)度比起氫燈達(dá)3~5倍。721、722可見(jiàn)分光光度計(jì)光源第十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五

作用：將光源發(fā)射的復(fù)合光分解成單色光并可從中選出一任波長(zhǎng)單色光的光學(xué)系統(tǒng)。①入射狹縫：光源的光由此進(jìn)入單色器；②準(zhǔn)光裝置：透鏡或返射鏡使入射光成為平行光束；③色散元件：將復(fù)合光分解成單色光；棱鏡或光柵；④聚焦裝置：透鏡或凹面反射鏡，將分光后所得單色光聚焦至出射狹縫；⑤出射狹縫。2.單色器第十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五3.吸收池（比色皿）（1）吸收池作用：盛放液態(tài)樣品的器皿（3）規(guī)格：幾mm-幾cm，1cm（2）吸收池種類：玻璃，對(duì)紫外有吸收，可見(jiàn)光區(qū)

石英，可見(jiàn)及紫外光區(qū)（4）材料、光學(xué)特性、光程長(zhǎng)度影響測(cè)量結(jié)果

吸收池要挑選配對(duì)，使它們的性能基本一致第十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五4檢測(cè)器（1）作用：光電轉(zhuǎn)換元件

檢測(cè)單色光通過(guò)溶液被吸收后透射光強(qiáng)度光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)

（2）種類：光電池、光電管和光電倍增管應(yīng)用廣泛硒電池、少用第十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五信號(hào)處理及顯示系統(tǒng)作用：放大信號(hào)并以適當(dāng)?shù)姆绞街甘净蛴涗洐z流計(jì)、數(shù)字顯示、微機(jī)進(jìn)行儀器自動(dòng)控制和結(jié)果處理。第十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五國(guó)產(chǎn)721型、722型、751型、724型

0.575光源單色器吸收池檢測(cè)器顯示二.分光光度計(jì)儀器的光路走向第十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、儀器的基本操作第二十頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五任務(wù)三高錳酸鉀含量的測(cè)定第二十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五實(shí)驗(yàn)：高錳酸鉀吸收曲線的繪制結(jié)論：①最大吸收波長(zhǎng)λmax=525nm（530nm）②不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線形狀相似，λmax不變。但在同一波長(zhǎng)處的吸光度隨溶液濃度增加而增大，定量分析依據(jù)。圖為KMnO4水溶液的吸收曲線問(wèn)題：吸光度A與濃度C之間有什么關(guān)系？第二十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、光吸收基本定律b1.吸收強(qiáng)度是否相同？2.吸收強(qiáng)度可用什么來(lái)表示？3.T的意義是什么？光強(qiáng)度：?jiǎn)挝粫r(shí)間（1s）內(nèi)照射在單位面積（1cm2）的上光能量。I表示。透射率：透過(guò)的光強(qiáng)度It與入射光強(qiáng)度I0之比，表示為：吸光度：物質(zhì)對(duì)光的吸收程度

A

＝－lgT第二十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五ItI0T=T：0.00%～100%。A：0.00～∞T↑，A↓；反之，T↓，A↑。I0ItA=-lgT=lg第二十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五二、朗伯－比爾定律布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)先后于1729年和1760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系：A=K1

b

1852年比耳(Beer)又提出了光的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)系:A=K2

c二者的結(jié)合稱為朗伯-比耳定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：A＝－lgT

＝－lg（It/I0)=kbc

第二十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五朗伯－比爾定律：A：吸光度；K：比例常數(shù)；

b：吸收介質(zhì)的厚度，一般以cm為單位；

c：吸光物質(zhì)的濃度，單位可以是g/L或mol/L。A＝

kbc

光吸收定律表明什么？k？第二十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五K-吸光系數(shù)K—吸光系數(shù)，液層厚度為1cm的單位濃度溶液，對(duì)一定波長(zhǎng)光的吸光度k越大，表示該物質(zhì)對(duì)光的吸收能力越強(qiáng)k

的兩種表示方式：摩爾吸光系數(shù)ε質(zhì)量吸光系數(shù)a(C單位為g/L)溶液以mol/L

為單位，K為摩爾吸光系數(shù)（ε），單位L·mol-1·cm-1，A=εbc第二十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五例題某化合物的λmax=280nm，光線通過(guò)該化合物的1.0×10-5mol·L-1溶液時(shí)，透射率為50%（用2cm吸收池），求該化合物在280nm處的摩爾吸光系數(shù)。解：已知，

λmax=280nm，c=1.0×10-5mol·L-1，

T=50%，b=2cm第二十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五則

A=-lgT=-lg0.5=0.301根據(jù)朗伯-比爾定律

A=ε·b·c

ε==0.301/（2×1.0×10-5

）

=1.51×104（L·mol-1·cm-1）Abc第二十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五三、朗伯-比爾定律的適用范圍不僅適用于紫外光、可見(jiàn)光，也適用于紅外光，不僅適用于均勻非散射的液態(tài)樣品，也適用于微粒分散均勻的固態(tài)或氣態(tài)樣品。應(yīng)用吸收定律必須符合三個(gè)條件：（1）入射光為單色光；（2）被測(cè)樣品必須是均勻介質(zhì)；（3）吸收過(guò)程中，吸收物質(zhì)之間不能發(fā)生相互作用。第三十頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五1.朗伯-比爾定律的偏移理論上A與c的關(guān)系應(yīng)是一條通過(guò)原點(diǎn)的直線（截距為零），實(shí)際，有時(shí)非線性，有時(shí)不通過(guò)零點(diǎn)1.00.50AC正偏離負(fù)偏離第三十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五2.產(chǎn)生偏離的因素1.吸收定律本身的局限性有限的定律，只有在稀溶液中才能成立。高濃通常C>0.01mol/L），電荷分布會(huì)相互影響，改變對(duì)特定輻射的吸收能力2.非單色入射光的影響

儀器造成3.溶液的化學(xué)因素

吸光物質(zhì)因離解、締合，形成新的化合物，改變了吸光物質(zhì)濃度第三十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五任務(wù)三高錳酸鉀含量的測(cè)定K雖為比例常數(shù)，但其數(shù)值與入射波長(zhǎng)、物質(zhì)的性質(zhì)、溶液的溫度、溶劑性質(zhì)等因素有關(guān)A＝－lgT

＝－lg（It/I0)=

kbc

第三十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五任務(wù)三高錳酸鉀含量的測(cè)定——工作曲線法測(cè)定高錳酸鉀含量第三十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五測(cè)定分析步驟可見(jiàn)光分光光度法測(cè)高錳酸鉀操作步驟：1、準(zhǔn)備8個(gè)潔凈的25mL比色管；2、在6個(gè)比色管中各加入250.0μg·mL-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00ml、1.00ml、2.00ml、3.00ml、4.00mL、5.00mL；另在2個(gè)比色管中各加入2.50mL未知試液，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，搖勻。3、用1cm吸收池，以試劑空白為參比溶液，在525nm下，測(cè)定并記錄各溶液吸光度。第三十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五溶液吸光度與濃度之間的關(guān)系0.001.002.003.004.00溶液標(biāo)準(zhǔn)1標(biāo)準(zhǔn)2標(biāo)準(zhǔn)3標(biāo)準(zhǔn)4標(biāo)準(zhǔn)5標(biāo)準(zhǔn)6樣品濃度C/(μg·mL-1）0.0010.0020.0030.0040.0050.00Cx吸光度A0.0005.000.1560.3120.4650.6250.7120.793第三十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五以吸光度A為縱坐標(biāo)，濃度C為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，采用線性處理程序進(jìn)行線性回歸處理，得回歸方程為：A=0.1579C+0.0028,相關(guān)系數(shù)r2=0.9998a，截距b，斜率相關(guān)系數(shù)，接近1線性好，>0.999Cx=(A-0.0028)/0.1579=(0.712-0.0028)/0.1579〓44.9μg·mL-1第三十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五[例]在456nm處，用1cm吸收池測(cè)定顯色的鋅配合物標(biāo)準(zhǔn)溶液得到下列數(shù)據(jù)：要求：①繪制工作曲線；②求摩爾吸光系數(shù)；③求吸光度為0.260的未知試液的濃度。ρZn/μg·mL-12.004.006.008.0010.00A456nm0.1050.2050.3100.4150.515第三十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五解:①繪制工作曲線如右圖得

a=0.0516μg·mL-1·cm-1

=5.16×10-5g·L-1·cm-1

第三十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五②根據(jù)朗伯-比爾定律

ε=aMε=5.16×10-5×MZn=5.16×10-5×65.39=3.37×10-3L·mol-1·cm-1③當(dāng)A=0.260時(shí),

ρ=0.260/0.0516=5.04(μg·mL-1)第四十頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五任務(wù)四：食鹽中鐵含量的測(cè)定第四十一頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五測(cè)定分析步驟可見(jiàn)分光光度法測(cè)食鹽中鐵含量操作步驟：1、準(zhǔn)備8個(gè)潔凈的25mL比色管；2、在6支比色管中各加入20.0μg·mL-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、1.00、2.00、

3.00、4.00、5.00mL；在另2支比色管中加入3ml食鹽溶液。3、加入2.5mL100g·L-1鹽酸羥胺溶液，再分別加入5mL1.5g·L-1鄰二氮菲，5mL1.0mol·L-1醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，搖勻，反應(yīng)10分鐘后測(cè)量；4、用1cm吸收池，以試劑空白為參比溶液，在510nm下，測(cè)定并記錄各溶液吸光度。第四十二頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五

加入各種溶劑后，溶液顏色有什么變化？為什么？取1支比色管加入3ml鐵標(biāo)準(zhǔn)液，加入2.5mL100g·L-1鹽酸羥胺溶液，再分別加入5mL1.5g·L-1鄰二氮菲，5mL1.0mol·L-1醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線，搖勻。觀察與思考實(shí)驗(yàn)操作加入鄰二氮菲后，溶液變?yōu)槌壬槭裁匆尤臌}酸羥胺、鄰二氮菲、醋酸鈉？第四十三頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五可見(jiàn)分光光度法測(cè)食鹽中鐵含量1.加入鹽酸羥胺的作用將三價(jià)鐵還原至二價(jià)2.加入鄰二氮菲的作用顯色劑。在pH=2～9的范圍內(nèi)，鄰二氮菲與二價(jià)鐵生成穩(wěn)定的桔紅色配合物（（Fe(phen)3）2+），該配合物在510nm處有最大吸收3.加入醋酸鈉的作用待測(cè)物體系pH值穩(wěn)定4~6范圍內(nèi)第四十四頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五在可見(jiàn)光分光光度法的測(cè)定中，通常是將被測(cè)物與顯色劑反應(yīng)，使之生成有色物質(zhì)，然后測(cè)其吸光度，進(jìn)而求得被測(cè)物質(zhì)的含量。

因此，顯色條件的完全程度和吸光度的測(cè)量條件都會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

為了使測(cè)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(cè)量條件?？梢?jiàn)分光光度法測(cè)食鹽中鐵含量第四十五頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、顯色反應(yīng)條件的選擇1.顯色劑及其用量的選擇顯色反應(yīng)：將待測(cè)組分轉(zhuǎn)化為有色物質(zhì)顯色劑：與待測(cè)組分形成有色物質(zhì)的試劑a.顯色劑的選擇要求：（1）與待測(cè)離子顯色反應(yīng)的產(chǎn)物組成恒定、穩(wěn)定性好、顯色條件易于控制；

（2）產(chǎn)物有較強(qiáng)的吸收能力，即ε大；46第四十六頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五

b.顯色劑用量的選擇固定被測(cè)組分濃度和其他條件，加入不同量的顯色劑，分別測(cè)定吸光度A；繪制吸光度A與顯色劑用量CR的關(guān)系曲線：CRabab47第四十七頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五b、顯色劑用量的選擇

取6只潔凈的50mL容量瓶，各加入10.00μg·mL-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液5.00mL，1mL100g·L-1鹽酸羥胺溶液，搖勻。分別加入0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL1.5g·L-1鄰二氮菲，5mL醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀至標(biāo)線，搖勻。用2cm吸收池，以試劑空白溶液為參比溶液，在選定的波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度。CRabab×√√48第四十八頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五二.反應(yīng)的PH（顯色反應(yīng)的重要條件）同種金屬離子與同種顯色劑反應(yīng)，生成的配合物配位數(shù)不同、顏色不同。如Fe3+與磺基水楊酸在不同pH條件下的配合物。pH對(duì)顯色反應(yīng)的影響：介質(zhì)酸度解離程度顯色反應(yīng)完全程度49第四十九頁(yè)，共五十六頁(yè)，編輯于2023年，星期五確定pH的方法：固定溶液中待測(cè)組分和顯色劑濃度，改變?nèi)芤?緩沖溶液控制)的酸度(p