鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵

鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵【任務(wù)分析】鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵是屬于可見(jiàn)分光光度法測(cè)定無(wú)機(jī)離子的范圍。本任務(wù)重要是測(cè)水樣中微量鐵。水樣中鐵含量測(cè)定措施重要有：測(cè)鐵的措施類(lèi)型化學(xué)分析措施儀器分析措施措施配位滴定法氧化還原滴定法紫外可見(jiàn)分光光度措施原子吸取措施ICP-AES措施原理控制溶液酸度,pH=1.8-2.0，用磺基水楊酸做指示劑）重鉻酸鉀容量法二氮雜菲分光光度法，最大波長(zhǎng)510nm將樣品直接吸入火焰中，于波長(zhǎng)248.3nm處測(cè)量鐵基態(tài)原子對(duì)其空心陰極燈特性輻射的吸取采用電感耦合等離子發(fā)射炬為光源的發(fā)射光譜。最低檢測(cè)限>1%>1%0.05mg/L0.03mg/L10-9mg/L通過(guò)當(dāng)?shù)刈詠?lái)水企業(yè)提供的含鐵量數(shù)據(jù)選擇紫外可見(jiàn)分光光度措施【任務(wù)實(shí)行】1、該試驗(yàn)包括兩個(gè)部分的內(nèi)容：一是通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行分析條件的選擇。二是在選擇好的分析條件下采用工作曲線(xiàn)法測(cè)定微量鐵。2、子任務(wù)一：分析條件的選擇（1）準(zhǔn)備試劑：①配制1000的鐵原則溶液做儲(chǔ)備液，然后稀釋得到10②配制鹽酸羥胺溶液100g/L現(xiàn)配現(xiàn)用。③鄰二氮菲溶液1.5g/L，先用少許乙醇溶解，再用蒸餾水稀釋至所需濃度（避光保留）。④醋酸鈉溶液1.0mol/L。⑤氫氧化鈉溶液1.0mol/L。(2)按儀器使用闡明書(shū)檢查儀器。開(kāi)機(jī)預(yù)熱20min，并調(diào)試至工作狀態(tài)。檢查儀器波長(zhǎng)的對(duì)的性和吸取池的配套性。(3)繪制吸取曲線(xiàn)選擇測(cè)量波長(zhǎng)取兩個(gè)50mL潔凈容量瓶；移取10鐵原則溶液5.00mL于其中一種50mL容量瓶中，然后在兩容量瓶中各加入1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻。放置2min后，各加入2mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀至刻線(xiàn)搖勻。用2cm吸取池，以試劑空白為參比，在440～540nm間，每隔10nm測(cè)量一次吸光度。在峰值附近每間隔5nm測(cè)量一次。以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)確定最大吸取波長(zhǎng)Amax。注意！每加入一種試劑都必須搖勻。變化入射光波長(zhǎng)時(shí)，必須重新調(diào)整參比溶液吸光度為零。目前某些型號(hào)的分光光度計(jì)連接電腦使用的時(shí)候可以自動(dòng)掃描產(chǎn)生吸取曲線(xiàn)，速度較快，有條件可以嘗試。(4)有色配合物穩(wěn)定性試驗(yàn)取兩個(gè)潔凈的容量瓶，用環(huán)節(jié)(3)措施配制鐵-鄰二氮菲有色溶液和試劑空白溶液，放置約2min，立即用2cm吸取池，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。后來(lái)隔10min、20min、30min、60min、120min測(cè)定一次吸光度并記錄吸光度和時(shí)間。(5)顯色劑用量試驗(yàn)取6只潔凈的50mL容量瓶，各加入10鐵原則溶液5.00mL，1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻。分別加入0、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀至刻線(xiàn)搖勻。用2cm吸取池，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。記錄各吸光度值。(6)溶液pH的影響在6只潔凈的50mL容量瓶中各加入10鐵原則溶液5.00mL，然后在兩容量瓶中各加入1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻。再分別加入2mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，搖勻。用吸量管分別加入1mol/LNaOH溶液0、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL，用蒸餾水稀至刻線(xiàn)搖勻。用精密pH試紙（或酸度計(jì)）測(cè)定各溶液的pH后，用2cm吸取池，以試劑空白為參比溶液，在選定波長(zhǎng)下，測(cè)定各溶液吸光度。記錄所測(cè)各溶液pH及其對(duì)應(yīng)吸光度。（7）成果處理①繪制Fe2+-鄰二氮菲的吸取曲線(xiàn)，選用測(cè)定的最佳入射光波長(zhǎng)；②繪制A-t曲線(xiàn)，選擇最佳顯色時(shí)間；③繪制A一顯色劑用量曲線(xiàn)，確定合適的顯色劑用量；④繪制A-pH曲線(xiàn)，確定合適pH范圍。3、子任務(wù)二：工作曲線(xiàn)法測(cè)定微量鐵（1）工作曲線(xiàn)的繪制于6只潔凈的50mL容量瓶中，各加入10鐵原則溶液0.00mL、2.00mL、4.00mL、6．00mL、8.00mL、10.00mL，1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻后再分別加入2mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀釋至標(biāo)線(xiàn)，搖勻。用2cm吸取池，以試劑空白為參比溶液，在選定波長(zhǎng)下，測(cè)定并記錄各溶液吸光度。(2)鐵含量測(cè)定取3只潔凈的50mL容量瓶，分別加入適量（以吸光度落在工作曲線(xiàn)中部為宜）含鐵未知試液，測(cè)量吸光度并記錄數(shù)值。（3）成果處理①繪制鐵的工作曲線(xiàn)，建立回歸方程并計(jì)算有關(guān)系數(shù)。②由試樣的測(cè)定成果，求出試樣中鐵的平均含量。計(jì)算測(cè)定原則偏差。（4）測(cè)量完畢后，關(guān)閉電源，拔下電源插頭，取出吸取池，清洗晾干后人盒保留。清理工作臺(tái)，罩上儀器防塵罩，填寫(xiě)儀器使用記錄。清洗容量瓶和其他所用的玻璃儀器并放回原處。4、注意事項(xiàng)（1）顯色過(guò)程中，每加入一種試劑均要搖勻。（2）在考察同一原因?qū)︼@色反應(yīng)的影響時(shí)，應(yīng)保持儀器的測(cè)定條件。在測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)不時(shí)重調(diào)儀器零點(diǎn)和參比溶液的=100%。（3）試樣和工作曲線(xiàn)測(cè)定的試驗(yàn)條件應(yīng)保持一致，因此最佳兩者同步顯色同步測(cè)定。（4）待測(cè)試樣應(yīng)完全透明，如有渾濁，應(yīng)預(yù)先過(guò)濾?！局R(shí)鏈接】1、可見(jiàn)分光光度法可見(jiàn)分光光度法是運(yùn)用測(cè)量有色物質(zhì)對(duì)某一單色光吸取程度來(lái)進(jìn)行定量的，而許多物質(zhì)自身無(wú)色或色很淺，也就是說(shuō)它們對(duì)可見(jiàn)光不產(chǎn)生吸取或吸取不大，這就必須事先通過(guò)合適的化學(xué)處理，使該物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軐?duì)可見(jiàn)光產(chǎn)生較強(qiáng)吸取的有色化合物，然后再進(jìn)行光度測(cè)定。將待測(cè)組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)稱(chēng)為顯色反應(yīng)；與待測(cè)組分形成有色化合物的試劑稱(chēng)為顯色劑。在可見(jiàn)分光光度法試驗(yàn)中，選擇合適的顯色反應(yīng)，并嚴(yán)格控制反應(yīng)條件是十分重要的試驗(yàn)技術(shù)。2、顯色條件的選擇顯色反應(yīng)與否滿(mǎn)足分光光度法規(guī)定，除了與顯色劑性質(zhì)有關(guān)以外，控制好顯色條件是十分重要的。（1）顯色劑的選擇原則①選擇性好，干擾少，或干擾輕易消除；敏捷度足夠高，有色物質(zhì)的e應(yīng)不小于l04。②有色化臺(tái)物的構(gòu)成恒定，符合一定的化學(xué)式。對(duì)于形成不一樣絡(luò)合比的絡(luò)合反應(yīng)可以控制試驗(yàn)條件，使生成一定構(gòu)成的絡(luò)合物。③有色化合物的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)足夠穩(wěn)定，至少保證在測(cè)量過(guò)程中溶液的吸光度基本恒定。④有色化合物與顯色劑之間的顏色差異要大，即顯色劑對(duì)光的吸取與絡(luò)合物的吸取有明顯區(qū)別，一般規(guī)定兩者的吸取峰波長(zhǎng)之差（稱(chēng)為對(duì)比度)不小于60nm。（2）顯色劑用量從反應(yīng)平衡角度來(lái)講，加入過(guò)量的顯色劑顯然有助于產(chǎn)物的生成，但過(guò)量太多也會(huì)帶來(lái)副作用，例如增長(zhǎng)了試劑空白或變化了配合物的構(gòu)成等。因此顯色劑一般應(yīng)合適過(guò)量。在實(shí)際工作中顯色劑用量詳細(xì)是多少需要經(jīng)試驗(yàn)來(lái)確定，即通過(guò)作A-cR曲線(xiàn)，來(lái)獲得顯色劑的合合用量。其措施是：固定被測(cè)組分濃度和其他條件，然后加入不一樣量的顯色劑，分別測(cè)定吸光度A值，繪制吸光度(A)一顯色劑濃度(cR)曲線(xiàn)（一般可得如圖3-17所示的三種曲線(xiàn)）。若得到是圖3-17(a)的曲線(xiàn)，則表明顯色劑濃度在以ab范圍內(nèi)吸光度出現(xiàn)穩(wěn)定值，因此可以在ab間選擇合適的顯色劑用量。此類(lèi)顯色反應(yīng)生成的配合物穩(wěn)定，對(duì)顯色劑濃度控制不太嚴(yán)格。若出現(xiàn)的是圖3-17(b)的曲線(xiàn)，則表明顯色劑濃度在a,b,這一段范圍內(nèi)吸光度值比較穩(wěn)定，因此在顯色時(shí)要嚴(yán)格控制顯色劑用量。而圖3-17(c)曲線(xiàn)表明，伴隨顯色劑濃度增大，吸光度不停增大，這種狀況下必須十分嚴(yán)格控制顯色劑加入量或者另?yè)Q合適的顯色劑。圖3-17吸光度與顯色劑濃度的關(guān)系（3）溶液酸度酸度對(duì)顯色反應(yīng)的影響是很大的，并且是多方面的。重要體目前：①影響顯色劑的平衡濃度和顏色；②影響被測(cè)金屬離子的存在狀態(tài)；③影響絡(luò)合物的構(gòu)成。圖3-18吸光度與pH的關(guān)系顯色反應(yīng)合適的酸度必須通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。確定措施是：固定待測(cè)組分及顯色劑濃度，變化溶液pH,制得數(shù)個(gè)顯色液。在相似測(cè)定條件下分別測(cè)定其對(duì)應(yīng)的吸光度，做出A-pH關(guān)系曲線(xiàn)，如圖3-18所示，選擇曲線(xiàn)平坦部分對(duì)應(yīng)的pH值作為應(yīng)當(dāng)控制的圖3-18吸光度與pH的關(guān)系（4）顯色溫度不一樣的顯色反應(yīng)對(duì)溫度的規(guī)定不一樣。大多數(shù)顯色反應(yīng)是在常溫下進(jìn)行的，但有些反應(yīng)必須在較高溫度下才能進(jìn)行或進(jìn)行得比較快。（5）顯色時(shí)間在顯色反應(yīng)中應(yīng)當(dāng)從兩個(gè)方面來(lái)考慮時(shí)間的影響。一是顯色反應(yīng)完畢所需要的時(shí)間；，成為顯色時(shí)間；二是顯色后有色物質(zhì)色澤保持穩(wěn)定的時(shí)間，稱(chēng)為穩(wěn)定期間。（6）溶劑的選擇有機(jī)溶劑常常可以減少有色物質(zhì)的離解度，增長(zhǎng)有色物質(zhì)的溶解，從而提高了測(cè)定的敏捷度，因此，運(yùn)用有色化合物在有機(jī)溶劑中穩(wěn)定性好、溶解度大的特點(diǎn)，可以選擇合適的有機(jī)溶劑，采用萃取光度法來(lái)提高措施敏捷度和選擇性。3、測(cè)量條件的選擇在測(cè)量吸光物質(zhì)的吸光度時(shí)，測(cè)量精確度往往受多方面原因影響。如儀器波長(zhǎng)精確度、吸取池性能、參比溶液、入射光波長(zhǎng)、測(cè)量的吸光度范圍、被測(cè)量組分的濃度范圍等都會(huì)對(duì)分析成果的精確度產(chǎn)生影響。(1)入射光波長(zhǎng)的選擇當(dāng)用分光光度計(jì)測(cè)定被測(cè)溶液的吸光度時(shí)，首先需要選擇合適的入射光波長(zhǎng)。選擇入射光波長(zhǎng)的根據(jù)是該被測(cè)物質(zhì)的吸取曲線(xiàn)。在一般狀況下，應(yīng)選用最大吸取波長(zhǎng)作為入射光波長(zhǎng)。在Amax附近波長(zhǎng)的稍許偏移引起的吸光度的變化較小，可得到很好的測(cè)量精度，并且以Amax為入射光測(cè)定敏捷度高。不過(guò)，假如最大吸取峰附近有干擾存在（如共存離子或所使用試劑有吸?。?，則在保證有一定敏捷度狀況下，可以選擇吸取曲線(xiàn)中其他波長(zhǎng)進(jìn)行測(cè)定（應(yīng)選曲線(xiàn)較平坦處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)）。(2)參比溶液的選擇在分光光度分析中測(cè)定吸光度時(shí)，由于入射光的反射，以及溶劑、試劑等對(duì)光的吸取會(huì)導(dǎo)致透射光通量的減弱。為了使光通量的減弱僅與溶液中待測(cè)物質(zhì)的濃度有關(guān)，需要選擇合適組分的溶液作參比溶液，先以它來(lái)調(diào)整透射比100%（A=0），然后再測(cè)定待測(cè)溶液的吸光度。這實(shí)際上是以通過(guò)參比池的光作為人射光來(lái)測(cè)定試液的吸光度。這樣就可以消除顯色溶液中其他有色物質(zhì)的干擾，抵消吸取池和試劑對(duì)入射光的吸取，比較真實(shí)地反應(yīng)了待測(cè)物質(zhì)對(duì)光的吸取，因而也就比較真實(shí)地反應(yīng)了待測(cè)物質(zhì)的濃度。a.溶劑參比:當(dāng)試樣溶液的構(gòu)成比較簡(jiǎn)樸，共存的其他組分很少且對(duì)測(cè)定波長(zhǎng)的光幾乎沒(méi)有吸取，僅有待測(cè)物質(zhì)與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸取時(shí)，可采用溶劑作參比溶液，這樣可以消除溶劑、吸取池等原因的影響。b.試劑參比:假如顯色劑或其他試劑在測(cè)定波長(zhǎng)有吸取，此時(shí)應(yīng)采用試劑參比溶液。即按顯色反應(yīng)相似條件，只不加入試樣，同樣加入試劑和溶劑作為參比溶液。這種參比溶液可消除試劑中的組分產(chǎn)生的影響。c.試液參比:假如試樣中其他共存組分有吸取，但不與顯色劑反應(yīng)，則當(dāng)顯色劑在測(cè)定波長(zhǎng)無(wú)吸取時(shí)，可用試樣溶液作參比溶液，即將試液與顯色溶液作相似處理，只是不加顯色劑。這種參比溶液可以消除有色離子的影響。d.褪色參比:假如顯色劑及樣品基體有吸取，這時(shí)可以在顯色液中加入某種褪色劑，選擇性地與被測(cè)離子配位（或變化其價(jià)態(tài)），生成穩(wěn)定無(wú)色的配合物，使已顯色的產(chǎn)物褪色，用此溶液作參比溶液，稱(chēng)為褪色參比溶液。褪色參比是一種比較理想的參比溶液，但遺憾的是并非任何顯色溶液都能找到合適的褪色措施?？傊?，選擇參比溶液時(shí)，應(yīng)盡量所有抵消多種共存有色物質(zhì)的干擾，使試液的吸光度真正反應(yīng)待測(cè)物的濃度。4、定量分析的措施假如樣品是單組分的，且遵守吸取定律，這時(shí)只要測(cè)出被測(cè)吸光物質(zhì)的最大吸取波長(zhǎng)Amax就可在此波長(zhǎng)下，選用合適的參比溶液，測(cè)量試液的吸光度，然后再用工作曲線(xiàn)法或比較法求得分析成果。(1)工作曲線(xiàn)法：這是實(shí)際工作中使用最多的一種定量措施。工作曲線(xiàn)的繪制措施是：配制四個(gè)以上濃度不一樣的待測(cè)組分的原則溶液，在相似條件下顯色并稀釋至相似體積，以空白溶液為參比溶液，在選定的波長(zhǎng)下，分別測(cè)定各原則溶液的吸光度。以原則溶液濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上繪制曲線(xiàn)（如圖3-19），此曲線(xiàn)即稱(chēng)為工作曲線(xiàn)（或稱(chēng)原則曲線(xiàn)）。圖3-19工作曲線(xiàn)在測(cè)定樣品時(shí)，應(yīng)按相似的措施制備待測(cè)試液（為了保證顯色條件一致，操作時(shí)一般是試圖3-19工作曲線(xiàn)由于受到多種原因的影響，試驗(yàn)測(cè)出的各點(diǎn)也許不完全在一條直線(xiàn)上，這時(shí)“畫(huà)”直線(xiàn)的措施就顯得隨意性大了某些，若采用最小二乘法來(lái)確定直線(xiàn)回歸方程，將要精確多了。工作曲線(xiàn)可以用一元線(xiàn)性方程表達(dá)，即式中，x為原則溶液的濃度；y為對(duì)應(yīng)的吸光度；a,b為回歸系數(shù)，直線(xiàn)稱(chēng)回歸直線(xiàn)。b為直線(xiàn)斜率，a為直線(xiàn)截距，分別由下式求出式中，，分別為的平均值；為第i個(gè)點(diǎn)的原則溶液的濃度；為第i個(gè)點(diǎn)的吸光度。工作曲線(xiàn)線(xiàn)性的好壞可以用回歸直線(xiàn)的有關(guān)系數(shù)來(lái)表達(dá)，有關(guān)系數(shù)可用下式求得：有關(guān)系數(shù)靠近1，闡明工作曲線(xiàn)線(xiàn)性好，一般規(guī)定所作工作曲線(xiàn)的有關(guān)系數(shù)要不小于0.999。伴隨計(jì)算機(jī)的普及，目前可以運(yùn)用辦公軟件中的Excel進(jìn)行作圖，直接得到原則曲線(xiàn)及有關(guān)系數(shù)。詳細(xì)操作見(jiàn)知識(shí)拓展部分?！局R(shí)拓展】1、顯色劑常用的顯色劑可分為無(wú)機(jī)顯色劑和有機(jī)顯色劑兩大類(lèi)。(1)無(wú)機(jī)顯色劑：許多無(wú)機(jī)試劑能與金屬離子發(fā)生顯色反應(yīng)，但由于敏捷度和選擇性都不高，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的品種很有限。(2)有機(jī)顯色劑：有機(jī)顯色劑與金屬離子形成的配合物其穩(wěn)定性、敏捷度和選擇性都比較高，并且有機(jī)顯色劑的種類(lèi)較多，實(shí)際應(yīng)用廣。(3)三元配合物顯色體系：前面所簡(jiǎn)介的多是一種金屬離子（中心離子）與一種配位體配位的顯色反應(yīng)，這種反應(yīng)生成的配合物是二元配合物。近年來(lái)以形成三元配合物為基礎(chǔ)的分光光度法已被廣泛應(yīng)用。有些成熟的措施，也已被納入新修訂的國(guó)標(biāo)中，原因是運(yùn)用三元配合物顯色體系可以提高測(cè)定的敏捷度，改善分析特性。顯色過(guò)程的目的是要獲得吸光能力強(qiáng)的有色物質(zhì)，因此三元配合物中應(yīng)用多的是顏色有明顯變化的三元混配化合物，三元離子締合物和三元膠束配合物。2、多組分定量測(cè)定多組分是指在被測(cè)溶液中具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的吸光組分。進(jìn)行多組分混合物定量分析的根據(jù)是吸光度的加和性。假設(shè)溶液中同步存在兩種組分，設(shè)試樣中有兩組份X和Y，將其顯色后，分別繪制吸取曲線(xiàn)，會(huì)出現(xiàn)如圖所示的三種狀況：圖3-20多組分測(cè)定吸取曲線(xiàn)圖3-20（a)：X,Y組份最大吸取波長(zhǎng)不重迭，互相不干擾，可以按兩個(gè)單一組份處理。圖3-20（b)和（c)：X,Y互相干擾，此時(shí)可通過(guò)解聯(lián)立方程組求得X和Y的濃度：其中，X,Y組份在波長(zhǎng)l1和l2處的摩爾吸光系數(shù)e可由已知濃度的X,Y純?nèi)芤簻y(cè)得。解上述方程組可求得cx及cy。3、運(yùn)用Excel做工作曲線(xiàn)（1）將數(shù)據(jù)整頓好輸入Excel，并選用完畢的數(shù)據(jù)區(qū)，并點(diǎn)擊圖表向?qū)?，如圖3-21所示。圖3-21圖3-22（2）點(diǎn)擊圖表向?qū)Ш髸?huì)運(yùn)行圖表向?qū)鐖D3-22（或者用插入-圖表也可）圖3-21圖3-22（3）點(diǎn)擊“下一步”，出現(xiàn)如圖3-33界面。假如是輸入如本例橫向列表的就不用更改，假如是縱向列表就改選“列”。圖3-33圖3-34（4）假如發(fā)現(xiàn)圖不理想，就要仔細(xì)察看與否數(shù)據(jù)區(qū)選擇有問(wèn)題，假如有誤，可以點(diǎn)擊“系列”來(lái)更改，如圖圖3-33圖3-34（5）假如是X值錯(cuò)了就點(diǎn)擊它文本框右邊的小圖標(biāo)，成果如圖3-35。圖3-35圖3-36（6）然后，如圖3-36在表上選用對(duì)的的數(shù)據(jù)區(qū)域。然后點(diǎn)擊“下一步”出現(xiàn)圖表選項(xiàng)界面圖3-35圖3-36圖3-37圖3-38（7）