(陕西师范大学)邻二氮菲分光光度法测定微量铁

'实验报告人：周邦涛实验三邻二氮菲分光光度法测定微量铁实验报告人：周邦涛学号41007010实验时间：2013年4月1日星期一一、实验目的：（1）学习确定实验条件的方法和测定铁的分光光度法。（2）掌握721型分光光度计的使用方法。二、实验原理：可见分光光度法测定无机离子，通常要经过两个过程，一是显色过程，二是测量过程为了使测定结果有较高灵敏度和准确度，必须选择合适的显色条件和测量条件，这些条件主要包括入射波长，显色剂用量，有色溶液稳定性，溶液酸度干扰的排除。（1）入射光波长：一般情况下，应选择被测物质的最大吸收波长的光为入射光。（2）显色剂用量：显色剂的合适用量可通过实验确定。（3）溶液酸度：选择适合的酸度，可以在不同PH缓冲溶液中加入等量的被测离子和显色剂，测其吸光度，作DA-PH曲线，由曲线上选择合适的PH范围。（4）有色配合物的稳定性：有色配合物的颜色应当稳定足够的时间。（5）干扰的排除：当被测试液中有其他干扰组分共存时，必须争取一定的措施排除干扰。邻二氮菲与Fe2+在PH2.0-9.0溶液中形成稳定橙红色配合物。配合无的ε=1.1×104L·mol·cm-1。配合物配合比为3：1，PH在2-9（一般维持在PH5-6）之间。在还原剂存在下，颜色可保持几个月不变。Fe3+与邻二氮菲作用形成淡蓝色配合物稳定性教差，因此在实际应用中加入还原剂使Fe3+还原为Fe2+与显色剂邻二菲作用，在加入显色剂之前，用的还原剂是盐酸羟胺。此方法选择性高Br3+、Ca2+、Hg2+、Zn2+及Ag+等离子与邻二氮菲作用生成沉淀，干扰测定，相当于铁量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Sio32-，20倍的Cr3+、Mn2+、VPO3-45倍的Co2+、Ni2+、Cu2+等离子不干扰测定。三、仪器与试剂：1.仪器：721型723型分光光度计，1cm吸收池；10ml吸量管;50ml比色管。2.试剂：（1）铁标准溶液1.0×10-3mol/L,准确称取0.4822g铁盐NH4Fe(SO4)2·12H2O置于烧杯中，加入80ml6mol/LHCl和少量水，溶解后转移至1L容量瓶中，以水稀释之标线摇匀。（2）铁标准溶液100ug·ml-1.准确称量0.8634gNH4Fe(SO4)2·12H2O置于烧杯中，加入80ml6mol/LHCl和少量水，溶解后转移至1L容量瓶中，以水稀释至标线，摇匀。（3）0.15%邻二氮菲水溶液；10%盐酸羟氨溶液（新鲜配制）；1mol/L乙酸钠溶液，6mol/LHCl；工业盐酸（试样）。 实验报告人：周邦涛一、实验步骤（一）准备工作打开仪器电源开关，预热，调解仪器。（二）测量工作（以通过空白溶液的透射光强度为I0，通过待测液的透射光强度为I,由仪器给出透射比T,再由T值算出吸光度A值）⒈吸收曲线的绘制和测量波长的选择用吸量管吸取2.00mL1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液，注入50mL比色管中，加入1.00mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2.00mL0.15%邻二氮菲溶液，5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用1cm比色皿，采用试剂溶液为参比溶液，在440～560nm间，每隔10nm测量一次吸光度（在最大吸收波长处，每隔2nm），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，选择测量的适宜波长。⒉显色剂条件的选择①显色剂用量在6支比色管中，各加入2.00mL1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液和1.00mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0.10，0.50，1.00，2.00，3.00及4.00mL0.15%邻二氮菲溶液，5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在光度计上用1cm比色皿，采用试剂溶液为参比溶液，测吸光度。以邻二氮菲体积为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸光度-试剂用量曲线，从而确定最佳显色剂用量。②NaAc溶液体积取8支50mL比色管，每只加入2.00ml1.0×10-3mol/L铁标准溶液，1.00ml10%盐酸羟胺溶液，摇匀，放置2min，再加入2.00mL0.15%邻二氮菲溶液，摇匀，用吸量管分别加入0.0、0.2、0.5、1.0、2.0、2.5、3.0mL1mol/LNaAc溶液，以水稀释至刻毒，摇匀。记下所用NaAc溶液的体积，然后在选用的波长下，用1cm比色皿，以各自相应的试剂空白为参比，测定吸光度，绘出A-pH值曲线，选择测定铁的适宜pH范围所需要的NaAc溶液的体积。③显色时间及有色溶液的稳定性在50mL比色管中，加入2.00mL1.0×10-3mol/L铁标准溶液，1.0ml10%盐酸羟氨溶液，2.00mL0.15%邻二氮菲溶液和5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。立刻在所选择的波长下，用1cm比色皿，以不含铁但其余实际用量完全相同的试剂空白为参比，测定吸光度。然后放置5,10,30,60,90,120和180min，测定相应的吸光度，绘制吸光度-时间曲线，从曲线确定显色时间。⒊工业盐酸中铁含量的测定①标准曲线的制作在6支50mL比色管中，分别加入0.00、0.60、0.80、1.00、1.20、1.40mL100μg/mL铁标准溶液，再加入1.00mL10%盐酸羟胺溶液，2.00mL0.15%邻二氮菲溶液和5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在508nm处，用1cm比色皿，以试剂空白为参比，测吸光度A。②试样测定准确吸取适量工业盐酸三份，按标准曲线的操作步骤，测定其吸光度。 实验报告人：周邦涛一、数据处理吸收曲线的绘制和测量波长的选择实验数据波长(nm)560555550545540535530525吸光度0.0810.1070.1410.1860.2410.30.3590.409波长(nm)520515510505500495490485吸光度0.4470.4680.4740.4680.4570.4470.4410.438波长(nm)480475470465460455450445吸光度0.4350.4280.4150.3970.3780.3620.350.338波长(nm)440吸光度0.327★由上图分析知，最适宜波长为λ=510nm测定显色剂用量实验数据邻二氮菲体积(ml)0.100.501.002.003.004.00吸光度0.0590.2810.4760.4820.4820.486★由上图分析确定，显色剂邻二氮菲的用量为2.00ml时最佳。 实验报告人：周邦涛测定适宜NaAc体积实验数据NaAc体积0.000.200.501.001.502.002.503.00吸光度0.0670.150.3630.4720.4750.4830.4820.45★由上图确定NaAc的体积为2.00ml时，溶液的pH值最适宜。时间（/min）02468吸光度0.4800.4830.4830.4840.483★由上图分析枝，显色时间为2min最适宜。 实验报告人：周邦涛标准曲线的制作实验数据铁标溶液体积(ml)0.000.600.801.001.201.40吸光度0.0040.2080.2360.3410.430.474试样测定实验数据试样溶液体积(ml)2.502.502.50吸光度0.4050.4250.439仪器测得Fe2+浓度2.3832.5002.582工业盐酸中铁的含量：标准偏差：一、实验注意事项⒈不能颠倒各种试剂的加入顺序。⒉读数据时要注意A和T所对应的数据。透射比与吸光度的关系为:A=log(I0/I)=log(1/T)；测定条件指：测定波长和参比溶液的选择。⒊最佳波长选择好后不要再改变。⒋每次测定前要注意调满刻度。 实验报告人：周邦涛七、思考题⒈邻二氮菲分光光度法测定微量铁时为何要加入盐酸羟胺溶液？答：工业盐酸中含有Fe2+和Fe3+，其中Fe2+与邻二氮菲(phen)能生成稳定的桔红色配合物[Fe(phen)3]2+此配合物的lgK稳=21.3，摩尔吸光系数ε510=1.1×104L·mol-1·cm-1，而Fe3+能与邻二氮菲生成3∶1配合物，呈淡蓝色，lgK稳=14.1。所以在加入显色剂之前，应用盐酸羟胺(NH2OH·HCl)将Fe3+还原为Fe2+，然后，进行铁的总量的测定。2参比溶液的作用是什么？在本实验中可否用蒸馏水作参比？答：参比溶液的作用是扣除背景干扰，不能用蒸馏水作参比，因为蒸馏水成分与试液成分相差太远，只有参比和试液成分尽可能相近，测量的误差才会越小。3邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有哪些？答：邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有：酸度一般(PH=5~6)、温度、邻二氮菲的用量，显色时间等。八、实验总结通过本实验，学习了确定实验条件的方法，再次熟悉了可见分光光度法的测量原理和实验操作步骤,掌握了邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理以及掌握721型分光光度计的使用方法。'