01分光光度法測(cè)定未知高錳酸鉀溶液的含量

實(shí)驗(yàn)分光光度法測(cè)定未知高錳酸鉀溶液的含量一、 目的要求：1、 學(xué)習(xí)紫外光譜分析方法的基本原理；2、 熟悉UV-1601紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)的定性/定量測(cè)量操作方法；3、 掌握紫外-可見(jiàn)光譜定性圖譜的數(shù)據(jù)處理方法。二、 方法原理：紫外-可見(jiàn)光譜是用紫外-可見(jiàn)光測(cè)量獲得的物質(zhì)電子光譜，它研究由于物質(zhì)價(jià)電子在電子能級(jí)間的躍遷，產(chǎn)生的紫外-可見(jiàn)光區(qū)的分子吸收光譜。當(dāng)不同波長(zhǎng)的單色光通過(guò)被分析的物質(zhì)時(shí)，測(cè)得不同波長(zhǎng)下的吸光度或透光率，以 AB助縱坐標(biāo)，波長(zhǎng)入為橫坐標(biāo)作圖，可獲得物質(zhì)的吸收光譜曲線。一般紫外光區(qū)為波長(zhǎng)范圍為190-400nm可見(jiàn)光區(qū)的波長(zhǎng)范圍為400-800nm。由于分子結(jié)構(gòu)不同，但只要具有相同的生色團(tuán)，它們的最大吸收波長(zhǎng)值就相同。因此，通過(guò)未知化合物的掃描光譜，確定最大吸收波長(zhǎng)值，并與已知化合物的標(biāo)準(zhǔn)光譜圖在相同溶劑和測(cè)量條件下進(jìn)行比較，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)化合物的定性分析。根據(jù)朗伯一比爾定律：A=lg10=abcIA:吸光度；I。：透過(guò)光的強(qiáng)度；I:入射光的強(qiáng)度；a:物質(zhì)對(duì)光的吸光系數(shù)（只和物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，）；b:吸收池的長(zhǎng)度（通常1cm或2cm或4cm）c：待測(cè)物的濃度。如果固定吸收池的長(zhǎng)度，已知物質(zhì)的吸光度和其濃度成線性關(guān)系，這是紫外可見(jiàn)光譜法進(jìn)行定量分析的依據(jù)。采用外標(biāo)法定量時(shí)，首先配制一系列已知準(zhǔn)確濃度的高錳酸鉀溶液， 分別測(cè)量它們的吸光度，以高錳酸鉀溶液的濃度為橫坐標(biāo)，以各濃度對(duì)應(yīng)的吸光度值為縱坐標(biāo)，作圖，即得到高錳酸鉀在該實(shí)驗(yàn)條件下的工作曲線。取未知濃度高錳酸鉀樣品在同樣的實(shí)驗(yàn)條件測(cè)量吸光度，就可以在工作曲線中找到它對(duì)應(yīng)的濃度。無(wú)機(jī)化合物電子光譜有電荷遷移躍遷和配位場(chǎng)躍遷二大類。 無(wú)機(jī)鹽KMnO在max可見(jiàn)光區(qū)具有固定的最大吸收波長(zhǎng)位置，在水溶液中它的最大吸收波長(zhǎng)值

為525土0.5nm；544土0.5nm,并且它具有特征的峰形，在避光的環(huán)境下保存的水max-可見(jiàn)光波長(zhǎng)的基準(zhǔn)物1），在紫外-可見(jiàn)光譜-吸光度譜圖，對(duì)它進(jìn)6D0.0500.0-可見(jiàn)光波長(zhǎng)的基準(zhǔn)物1），在紫外-可見(jiàn)光譜-吸光度譜圖，對(duì)它進(jìn)6D0.0500.0披長(zhǎng)[nm]400.0650.0圖1不同濃度的高錳酸鉀（KMnO紫外光譜定性掃描圖二、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑儀器：紫外-可見(jiàn)光譜儀（UV-1601），日本島津有限責(zé)任公司生產(chǎn)，主要技術(shù)指標(biāo)如下：1、 測(cè)量波長(zhǎng)范圍：190-1100nm2、 光度范圍：土3.99ABS3、 測(cè)量準(zhǔn)確度：土0.5nm4、 光度系統(tǒng)：雙光束，動(dòng)態(tài)反饋直接比例記錄系統(tǒng)5、 測(cè)量模式：定波長(zhǎng)掃描、定性掃描、定量掃描、動(dòng)力學(xué)&S/N比：三0.0005ABS（2nm帶寬，快速掃描850-200nm）二面通石英或玻璃比色皿一對(duì)（10mnX10mm；25mL具塞容量瓶；2mL移液管；250mL燒杯；鏡頭紙；洗瓶等試劑：高錳酸鉀（0.02moL/L）標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（內(nèi)含0.5mol/LH2SQ和2g/LKIO4）；二次蒸餾水等四、實(shí)驗(yàn)步驟1、 打開紫外-可見(jiàn)光譜儀（UV-1601））主機(jī)進(jìn)行儀器初始化，預(yù)熱5分鐘。2、 儲(chǔ)備液和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制準(zhǔn)確稱取1.58gKMn@用二次去離子水溶解，加入 14mL濃硫酸和IgKIQ,定容于500mL容量瓶，得到0.02mol/mL的儲(chǔ)備液，暗處保存。分別準(zhǔn)確移取0.25,0.50，1.00，2.00mL的KMnO儲(chǔ)備液，于50mL容量瓶中，用二次去離子水定容，得到濃度分別為：0.10,0.20，0.40，0.80mmol/mL的KMnO溶液。3、 在應(yīng)用菜單中選擇定性光譜測(cè)量法（Spectrum），在菜單“Configure”中選中“Parameters”,設(shè)置好需要的橫坐標(biāo)（波長(zhǎng)值）掃描范圍 600-400nm和縱坐標(biāo)（ABS值）0-2.5ABS測(cè)量參數(shù)值。在定性對(duì)話上正確安裝所需要的掃描波長(zhǎng)范圍（橫坐標(biāo)測(cè)量波長(zhǎng)段）以及光度方式（ABS、掃描次數(shù)（1）、掃描速度（Fast）、單位（M/L）、顯示方式（Overlay）等相關(guān)值。紫外光譜定性法測(cè)量參數(shù)高錳酸鉀（KMnO4）最大吸收波長(zhǎng)值525nmMeas.modeABSScannignrange600-400nmRec.range0-2.5A4、 在參比槽（里面一個(gè)）中放入調(diào)整基線溶液的比色皿，蓋好上蓋，點(diǎn)擊“Baseline”，待儀器自動(dòng)調(diào)整基線。5、將裝有被測(cè)溶液的比色皿放入樣品槽（外面一個(gè)）中，蓋好上蓋，點(diǎn)擊“Start”，待儀器自動(dòng)測(cè)試完畢。完畢時(shí)會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)“Save”狀態(tài)，點(diǎn)擊“Save”。再在菜單“File”中選中“Save”將該光譜圖存入所需位置及設(shè)置名稱。在菜單“Presentation”中點(diǎn)擊“Copygraph”可將光譜圖復(fù)制至word文檔。在菜單“Manipulate”中點(diǎn)擊“PeakPick”，自動(dòng)給出入max報(bào)告。&在菜單“AcquireMode'中選中定量測(cè)量方法“Quantitative”，設(shè)定入max和吸光度（Abs）范圍，點(diǎn)擊“Concentration”，修改濃度單位及范圍。在菜單“Configure”中選中“Parameters”調(diào)用參數(shù)表，先將波長(zhǎng)值設(shè)置為 525nm通常修改測(cè)定波長(zhǎng)值（Wavelength）。如需繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，可再選中“Concentration”項(xiàng)，修改其中的濃度單位，如：g/dl、mg/ml等；在測(cè)定范圍中輸入測(cè)定范圍值，如0到100。如果樣品做重復(fù)點(diǎn)，可在“Repetitions”項(xiàng)中選中重復(fù)數(shù)（但可選重復(fù)數(shù)不大于5）。點(diǎn)擊“0K”，等待儀器調(diào)整至準(zhǔn)備狀態(tài)，按照濃度遞增的順序依次測(cè)量各濃度點(diǎn)，并線性回歸得到回歸方程。 。7、在定量測(cè)量方法（quantitative）進(jìn)行定量測(cè)量其未知樣（unknown）濃度溶液的含量。將樣品槽中的比色皿中溶液換成被測(cè)溶液，蓋好上蓋，點(diǎn)擊“Unknow”儀器會(huì)自動(dòng)記錄被測(cè)溶液的吸光度Abs值，同時(shí)根據(jù)回歸方程計(jì)算出對(duì)應(yīng)的濃度值；儀器會(huì)自動(dòng)等待下一個(gè)樣品的測(cè)定。逐一更換樣品池中的樣品并測(cè)定至全部樣品測(cè)定完畢。在菜單“File”中選中“Save”將該樣品結(jié)果存入所需位置及名稱。8、 對(duì)測(cè)量獲得的圖譜和數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果分析。9、 關(guān)機(jī)將比色皿中的溶液到盡，然后用蒸餾水或有機(jī)溶劑沖洗比色皿至干凈，將比色皿保存在保存液中；將儀器外蓋蓋好；?退出UVPC操作系統(tǒng)，關(guān)閉UVPC儀器。五、 結(jié)果處理：1、 打印高錳酸鉀定性掃描曲線光譜圖。2、 確定高錳酸鉀溶液的最大吸收波長(zhǎng)值。3、 確定高錳酸鉀溶液在525nm時(shí)的最大吸光度ABS4、 確定高錳酸鉀光譜未知試樣濃度。六、 討論：1、 綜述紫外吸收光譜分析的基本原理。2、 歸納獲得最佳紫外光