邻二氮菲分光光度法测定微量铁

'院系：化材院05级5班姓名：岳杰学号：40507237邻二氮菲分光光度法测定微量铁 一、实验目的： 1〉学习确定实验条件的方法，掌握邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理 2〉掌握721型分光光度计的使用方法，并了解此仪器的主要构造 二、实验原理： 1.邻二氮菲法的优点：用分光光度法测定试样中的微量铁，目前一般采用邻二氮菲法，该法具有高灵敏度、高选择性，且稳定性好，干扰易消除等优点。 2.邻二氮菲的介绍：本试验以邻二氮菲为显色剂，选择测定微量铁的适宜条件和测量条件，并用于工业盐酸中铁的测定。邻二氮菲是光度法测定铁的优良试剂。3.邻二氮菲可测定试样中铁的总量的条件和依据：在pH=2～9的溶液中，Fe2+与邻二氮菲(phen)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+，其反应式如下：2Fe3+ +2NH2OH·HCl→2Fe2++N2+H2O+4H+ +2Cl-，测定时控制溶液的酸度为pH≈5较为适宜。用邻二氮菲可测定试样中铁的总量。 4.确定适宜的条件的原因：在可见光分光光度法的测定中，通常是将被测物与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质的含量。因此，显色条件的完全程度和吸光度的测量条件都会影响到测量结果的准确性。为了使测定有较高的灵敏度和准确性，必须选择适宜的显色反应条件和仪器测量条件。通常所研究的显色反应条件有显色温度和时间，显色剂用量，显色液酸度，干扰物质的影响因素及消除等，但主要是测量波长和参比溶液的选择。对显色剂用量和测量波长的选择是该实验的内容。5.  如何 确定适宜的条件：条件试验的一般步骤为改变其中一个因素，暂时固定其他因素，显色后测量相应溶液吸光度，通过吸光度与变化因素的曲线来确定适宜的条件。 6.本试验测定工业盐酸中铁含量的原理：根据朗伯－比耳定律：A=εbc，当入射光波长λ及光程b一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。只要绘出以吸光度A为纵坐标，浓度c为横坐标的标准曲线，测出试液的吸光度，就可以由标准曲线查得对应的浓度值，即工业盐酸中铁的含量。 三、实验仪器与试剂：仪器：721型分光光度计，1cm吸收池，2mL,1mL,10mL吸量管，50mL比色管试剂：1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液 ，100μg·mL-1铁标准溶液，0.15%邻二氮菲水溶液，10%盐酸羟胺溶液，乙酸钠溶液，工业盐酸试样。 四、实验步骤第5页共5页 院系：化材院05级5班姓名：岳杰学号：40507237 1.准备工作：打开仪器电源开关，预热。调解仪器。 2.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.） （1）.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。数据记录如下：波长（nm）440450460470480490494496498500吸光度0.2400.2700.2950.3250.3520.3750.3780.3800.3820.383波长（nm）502504506508510520530540550560吸光度0.3850.388.0.3900.3910.3980.4100.3700.2850.1690.085由作图可知最大吸收波长为518nm. （2）.显色剂用量的选择：在6支比色管中，各加入2.00mL1.0×10-3mol.L-1铁标准溶液，1.00mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀，分别加入0.10，0.50，1.00，2.00，3.00，4.00mL0.15%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，以吸光度和邻二氮菲体积作A-V图，得到显色剂最佳用量。数据记录如下：邻二氮菲的体积（mL）0.100.501.002.003.004.00吸光度A0.0550.2450.3910.4350.4320.421第5页共5页 院系：化材院05级5班姓名：岳杰学号：40507237   由图可知，显色剂最佳用量为2.00mL0.15%邻二氮菲溶液。 （3）.工业盐酸中铁含量的测定：标准曲线的制作:在5支50mL比色管中，分别加入0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00mL100μg/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518nm处，用1cm比色皿，以试剂空白为参比，测吸光度A。数据记录如下：铁标液体积（mL）0.000.200.400.600.801.00铁浓度（μg/mL）0.000.400.801.201.602.00吸光度A00.0750.1800.3150.4200.445 根据上面数据，作得标准曲线图如下： 所以标准曲线方程为  ： Y=0.2384X试样测定:准确吸取1.0，1.5mL工业盐酸两份，按标准曲线的操作步骤，测定其吸光度。第5页共5页 院系：化材院05级5班姓名：岳杰学号：40507237数据记录如下：未知样标号11.5平均吸光度A0.1550.2050.18稀释后盐酸中铁的含量（μg/mL）0.650.860.755把y=0.18代入标准曲线方程Y=0.2384X，得到x=0.57即工业盐酸中铁的含量为0.75μg/mL。该浓度是稀释２５倍后的，所以原来的浓度是０.57*２５＝18.75μg/mL 小结：通过实验数据可知，最适宜波长为λ=518nm；邻二氮菲(0.15%)的适宜用量为2mL；最终由标准曲线得工业盐酸中铁的含量为：18.75μg/mL。五、实验注意事项：1.不能颠倒各种试剂的加入顺序。2.最佳波长选择好后不要再改变。3.每次测定前要注意调满刻度。4.（1）中的参比溶液在测量过程中可不换。六、问答1.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.吸收曲线与标准曲线有何区别？在实际应用中有何意义？答：吸收曲线是测定样品在不同波长下的吸光度的大小，由吸光度ε和波长λ绘制的曲线，而标准曲线是在确定的波长下（一般是最大吸收波长），测定不同浓度的样品的吸光度，由吸光度ε和样品浓度C绘制的曲线。吸收曲线是用来找出最大吸收波长，标准曲线是用来确定未知样的浓度。3.透射比与吸光度两者关系如何？测定条件指哪些？答：透射比与吸光度的关系为:A=㏒I0/I=㏒1/T；测定条件指：测定波长和参比溶液的选择。4.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、邻二氮菲的用量等。5.加各种试剂的顺序能否颠倒？第5页共5页 院系：化材院05级5班姓名：岳杰学号：40507237答：不能颠倒各种试剂的加入顺序，盐酸羟胺(NH2OH·HCl)是用来将Fe3+还原为Fe2+，邻二氮菲是显色剂，乙酸钠用来调节酸度。 第5页共5页'