邻二氮菲分光光度法测定铁解析.doc

'邻二氮菲分光光度法测定微量铁郭梦雨20114049四川农业大学雅安625014摘要:本实验主要研究了Fe2+和邻二氮菲的最佳显色条件，包括显色时间、显色剂用量、溶液的酸度，并通过标准曲线法测定未知液中铁的含量。本测定方法不仅灵敏度高、稳定性好，而且选择性高。关键词:邻二氮菲；铁；分光光度计AdjacentdinitrogenspectrophotometricmethodofdeterminationoftraceironGuoMengyu20114049SichuanagriculturaluniversityYaan625014Abstract:ThisexperimentmainlystudiedtheFe2+andadjacenttwonitrogenfebestchromogeniccondition，includingchromogenictime,dosageofchromogenicagent,acidityofsolution.Andthroughthestandardcurvemethodfordeterminingthecontentoftheunknownliquidiron.Thismethodnotonlyhighsensitivity,goodstability,andhighselectivity.KeyWords:Adjacenttwonitrogenfe.Iron.spectrophotometer前言邻二氮菲（又称邻菲罗啉）是测定微量铁的较好试剂，在pH=2～9的条件下，二价铁离子与试剂生成极稳定的橙红色配合物。该配合物的最大吸收峰在510nm处，＝21.3，摩尔吸光系数＝11000L·mol-1·cm-1。在显色前，用盐酸羟胺把三价铁离子还原为二价铁离子。 4Fe3+＋2NH2OH→4Fe2+＋N2O＋4H＋＋H2O测定时，控制溶液的酸度在pH＝5左右较为适宜，酸度高时，反应进行较慢，酸度太低，则Fe2+水解，影响显色。本测定方法不仅灵敏度高，稳定性好，而且选择性高。分光光度法测定物质含量时，通常要经过取样、显色及测量等步骤。为了使测定有较高的灵敏度和准确度，必须选择适宜的显色反应的条件和测量吸光度的条件，通常包括溶液的酸度、显色剂用量、显色时间、温度、溶剂以及共存离子干扰及其消除方法。测量吸光度的条件主要是测量波长、吸光度范围和参比溶液的选择。1实验部分1.1仪器与试剂1.1.1仪器：721型723型分光光度计500ml容量瓶1个，50ml容量瓶7个，10ml移液管1支,5ml移液管1支，1ml移液管1支，滴定管1支，玻璃棒1支，烧杯2个，吸尔球1个，天平一台。1.1.2试剂：（1）铁标准溶液100ug·ml-1,准确称取0.43107g铁盐NH4Fe(SO4)2·12H2O置于烧杯中，加入0.5ml盐酸羟胺溶液，定量转依入500ml容量瓶中，加蒸馏水稀释至刻度充分摇匀。（2）铁标准溶液10ug·ml-1.用移液管移取上述铁标准溶液10ml，置于100ml容量瓶中，并用蒸馏水稀释至刻度，充分摇匀。（3）盐酸羟胺溶液100g·L-1(用时配制)（4）邻二氮菲溶液1.5g·L-1先用少量乙醇溶液，再加蒸馏水稀释至所需浓度。（5）醋酸钠溶液1.0mol·L-1μ1.2实验步骤1.1.1吸收曲线的绘制用吸量管准确吸取10μg·mL-1铁标准溶液5mL，置于25mL容量瓶中，加人100g/L盐酸羟胺溶液0.5mL，摇匀后加人1mol·L-l醋酸钠溶液2.5mL和1g/L邻二氮菲溶液1.5mL，以水稀释至刻度，摇匀。放置10min,在分光光度计上，用lcm比色皿，以水为参比溶液，用不同的波长，从570～430nm，每隔20nm测定一次吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制出吸收曲线，从吸收曲线上确定进行测定铁的适宜波长（即最大吸收波长）。1.1.2测定条件的选择（1）邻二氮菲与铁的配合物的稳定性用上面溶液继续进行测定，其方法是，在最大吸收波长510nm处，每隔一定时间测定其吸光度，即在加人显色剂后立即测定一次吸光度，经30min，60min，90min,120min后， 再各测一次吸光度，以时间（t）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标，绘制A－t曲线，从曲线上判断配合物稳定的情况。（2）显色剂浓度的影响取25mL容量瓶7个，用吸量管准确吸取10μg·mL-1铁标准溶液5mL于各容量瓶中，加人100g/L盐酸羟胺溶液0.5mL摇匀，经2min后再加入lmol·L-1醋酸钠2.5mL，1g/L邻二氮菲溶液0.15，0.30，0.50，0.80，1.00，l.50和2.0mL，用水稀释至刻度，摇匀。放置10min，在分光光度计上，用最大吸收波长（510nm），1cm比色皿，以水为参比，测定上述各溶液的吸光度。然后以邻二氮菲试剂加人体积为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制A一V曲线，由曲线上确定显色剂最佳加人量。（3）溶液酸度对配合物的影响准确吸取100μg·mL-1铁标准溶液5mL置于100mL容量瓶中，加人2mol·L-1盐酸5mL和100g/L盐酸羟胺溶液10mL，摇匀经2min后，再加人1g/L邻二氮菲溶液30mL，以水稀释至刻度，摇匀，备用。取25mL容量瓶7个，编号，用吸量管分别准确吸取上述溶液10mL于各容量瓶中，在滴定管中0.4mol·L-1氢氧化钠溶液，在7只容量瓶中依次加人0.0mL，l.0mL，1.5mL，2.0mL，3.0mL，4.0mL及5.0mL，以水稀释至刻度，摇匀，使各溶液的pH≤2开始逐步增加至l2以上。放置10min,在分光光度计上，用最大吸收波长（510nm），lcm比色皿，水为参比测定各溶液的吸光度。最后以氢氧化钠加入量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制曲线，由曲线上确定最适宜的pH范围。（4）根据上面条件实验的结果，找出邻二氮菲分光光度法测定铁的测定条件并讨论之。1.1.3铁含量的测定（1）标准曲线的绘制取25mL容量瓶6个，分别准确吸取的10μg·mL-l铁标准溶液0.0，1.0，2.0，3.0，4.0和5.0mL于各容量瓶中，各加100g/L盐酸羟胺溶0.5mL，摇匀，经2min后再加1mol·L-l醋酸钠溶液2.5mL和1g/L邻二氮杂菲溶液1.5mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上用lcm比色皿，在最大吸收波长（510nm）处测定各溶液的吸光度，以铁含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。（2）未知液中铁含量的测定吸取未知液10mL代替标准溶液，按上述标准曲线相同条件和步骤测定其吸光度。根据未知液吸光度，在标准曲线上查出未知液相对应铁的量，然后计算试样中微量铁的含量，以每升未知液中含铁多少克表示（g·L-1）。2数据分析2.1吸收曲线的绘制 波长λ/nm570560550540530520510500吸光度A0.0460.0750.1190.1190.2990.390.430.4232.2测定条件的影响2.2.1显色时间的影响时间t/min0306090120吸光度A0.4320.4330.4340.4320.433 2.2.2显色剂浓度的影响组别1234567显色剂剂量V/ml0.150.30.50.811.52吸光度A0.1020.1930.350.4230.4360.4310.4372.2.3溶液酸度对配合物的影响组别1234567NaOH量V/ml011.52345吸光度A0.1490.3830.3740.380.3890.3690.352 2.3铁含量的测定2.3.1标准曲线的绘制标准液总铁含量m/ug20406080100吸光度A0.1570.3050.480.6360.82.3.2未知液中铁含量的测定由上述标准曲线可得，未知液的吸光度为0.440，由图表可知未知液的铁的含量为60ug，即6mg/ml1、摩尔吸光系数计算 在标准曲线的直线部分选择量两点，读取对应的坐标值，计算邻二氮菲配位物在最大吸收波长出的摩尔吸光系数：ε=(A2－A1)/(c2－c1)=(0.461—0.233)/(0.06×10-3—0.03×10-3)=0.76×104L/(mol·cm）3实验讨论3.1分光光度计的使用注意事项（1）测定系列标准溶液和样品溶液时，必须使用同一只比色皿。（2）比色皿放入分光光度计样品室前，必须使用吸水纸将外表面擦拭干净。（3）比色皿在换装不同浓度溶液时，必须使用待测溶液润洗至少三次。（4）在比色皿未放入分光光度计测定光路时，必须将样品室舱打开。3.2在使用分光计时，使用同一标样，测同一溶液但就会得出不同的值。这可能有几个原因：a、温度，b、长时间使用机器，使得性能降低，所以商量得不同值。3.3铁标准液的选择问题部颁标准规定,制作标准曲线时应用浓度为0.010mg/L的Fe2+标准工作液。经验证明,此标准液极不稳定,使用期很短,浓度降低很快,改用浓度增加10倍的0.10mg/L的Fe2+标准液,克服了原标准液的缺陷,但在移取时因用量减少,操作必须仔细、准确。3.42mol/LHCl溶液的使用问题部颁标准中规定,做标准曲线和测样时都需加入2mol/LHCl溶液5mL.由于过量强酸的加入,使得显色液呈强酸性,从而偏离最佳显色酸度,即使加入缓冲液也无济于事。根据反复试验,在做标准曲线时,盐酸轻胺提供的酸性足以使加入NaAc缓冲液后的pH值落在最佳值范围。测定试液时,视其预处理情况或碱性大小而定。3.5定容问题先于一定量标准液或试液中依次加入各种试剂,因浓度较大(溶液体积小)，显色反应迅速彻底,定量准确。按部颁标准,则体积大,浓度小,反应不彻底,转化不完全,将带来负偏差。3.6共存离子的干扰问题为了验证该法的选择性,特做干扰试验。结果表明,相当于铁含量40倍的Ca2+、Mg2+、Zn2+,20倍的Cr3+、Mn2+,5倍的Co2=、Cu2+,Ni+均不干扰测定(吸光度值与不含杂质离子时基本相同,一般在0.404一0.407之间)。可见本法选择性很高,很适应于测定含杂较多的水样及化工原料和产品中微量总铁。3.7其他注意事项（1）显色时，加入还原剂、缓冲溶液、显色剂的顺序不可颠倒，以防产生反应后影响操作结果。（2）测定有色溶液的稳定性所用的时间较长。在进行此实验时，可穿插进行其他实验。（3）系列浓度铁标准溶液的配置和吸光度测定应和未知液同时进行。 参考文献[1]、《分析化学实验》第三版四川大学化工系、浙江大学化学系[2]、《无机及分析化学实验》王仁国[3]、徐斌.邻二氮菲吸光光度法测定总铁含量试验研究.大氮肥。1996致谢特别感谢吴明君老师的精心指导！'