元 周一上午点交（更新）-年中国电力检修行业市场深度调查及投资风险预测报告

1、分光光度法测生活用水中铜离子浓度的研究 导读：就爱阅读网友为您分享以下“分光光度法测生活用水中铜离子浓度的研究”资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 毕 业 设 计 说 明 书 设计题目：分光光度法测生活用水中铜的研究 班 级： 学生姓名： 指导教师： 完成日期： 2012 年 6 月 10 日 毕 业 答 辩 成 绩 毕 业 设 计 评 阅化工系毕业设计(论文)任务书一、题目:分光光度法测生活用水中铜离子浓度的研究设计学生姓名 常青二、题目说明:本次题应达到的基本要求(包括原始数据、计算、图表)1. 学会 722S 型分光光度计的使用方法、原理,了解此仪器的性能。2. 掌握生活用水中铜的

2、测定方法。3. 要求准确记录原始数据、图表规划合理、齐全,计算结果准确。4. 准确配制各类标准溶液、准确绘制标准曲线、正确记录数据、并处理数 据。5. 写出条理清晰的完整论文。三、题目进度安排(步骤、程序、时间)1、第 2-3周:查阅文献资料,了解研究内容、原理、方法。2、第 4-5周:熟悉实验室、实验方法;准备仪器、药品,配制溶液,达到 实验基本要求。3、第 6-8周:根据单一变量的原则对最佳工艺条件 (最大吸收波长、显色 时间、 PH 值、显色剂用量 ) 进行优化。4、第 9 周:绘制标准曲线。5、第 10-11周:做加标试验。6、第 12周:分析水样。7、第 13-14周:检测干扰离子对

3、实验的影响8、第 15-17周:撰写论文,准备答辩。交出任务日期: 2012 年 3 月 21 日;完成日期 6 月 10 日 学生交出全部设计(论文)期限 2012 年 6 月 10 日指导教师 学生签名分光光度法测生活用水中铜离子浓度的研究摘 要本实验采用分光光度法对生活用水中铜离子测定进行研究。实验首先 对影响铜离子含量测定的因素,如波长、时间、 PH 值和铜试剂用量等采用 单一变量法逐一进行优化,选出最佳测定条件;在最佳条件下,绘制出铜 离子标准曲线;再将自来水样进行酸化处理,通过测量其吸光度,从而得 到其铜离子准确含量。实验结果表明:分光光度法测铜的最佳条件为最大 吸收波长 450n

4、m 、最佳显色时间 1min 、最佳 pH 值 9、最佳铜试剂用量为 3.00mL ;最佳条件下,铜离子浓度在 0.063.20g/mL时,铜离子浓度与 吸光度值之间符合朗伯 -比尔定律,具有良好的线性关系,其线性相关系数 r 为 0.9894,加标实验回收率为 97.89%。关键词:分光光度法 铜离子 铜试剂 生活用水SPECTROPHOTOMETRY OF COPPER ION CONCENTRATION IN WATERRESEARCHABSTRACTThis experiment used spectrophotometric method for determination of c

5、opper in water ion. The experiment of copper ions first influence content determinatio of actors, such as the wavelength, time, PH value and copper reagent, such as the dosage of USES a single variable method by optimization, select the best determination conditions; In the best condition, rendering

6、 the copper ions standard curve; Again the day bear lake samples, through measuring the acidification treatment, so as to get the absorbency of copper (accurate content. The experimental results show that: spectrophotometric method for measuring the best conditions for copper maximum absorption wave

7、length 450 nm, best show color time 1 min, best pH value and, best copper reagent consumption is 3.00 mL; The best conditions, copper the concentration of the ions in 0.06 3.20 g/mL, copper ion concentration and absorbency between value with lang “beers law, has the good linear relationship, the lin

8、ear correlation coefficient is 0.9894, and mark r the recovery is 97.89%.KEY WORDS:spectrophotometry copper ions copper reagents water目 录第 1章 综述 . 1 1.1水中铜离子的来源 . 1 1.2 铜离子的危害及处理现状 . . 1 1.3 测定水中铜元素的主要方法 . . 1 1.3.1 常规分光光度法 . 2 1.3.2催化动力学分光光度法 . . 2 1.3.3三元缔合物体系 . . 3 1.3.4 萃取光度分析 . 4 1.3.5 固相光度法 .

9、4 1.3.6 流动注射一光度联用技术 . 5 1.4 本次课题研究的意义及内容 . . 5 第 2章 实验部分 . 6 2.1 实验原理 . 6 2.2仪器与试剂 . 6 2.2.1 仪器 . 6 2.2.2 试剂 . 6 2.3 试验方法 . 6 2.3.1 单一变量法工艺条件的优化 . 6 2.3.2 标准曲线的绘制 . 7 2.3.3水样分析 . 8 2.3.4 干扰实验 . 8 第 3章 结果与讨论 . 10 3.1 铜配合物最大吸收波长的测定结果与讨论 . 11 3.2 显色时间对吸光度值的影响 . . 11 3.3 pH值对反应的影响 . 12 3.4 铜试剂用量对吸光度值的影响

10、 . . 13 3.5 检出限的测定 . 14 3.6 标准曲线的绘制 . 15 3.7 精密度的测定和加标试验 . . 16 3.7.1 精密度的测定 . 16 3.7.2 加标试验 . 16 3.8 水样分析 . 17 3.9 干扰实验 . 18 3.9.1 钠离子存在对反应的干扰 . 18 3.9.2 镁离子的存在对反应的影响 . 19 3.9.3 镍离子的存在对吸光度值的影响 . 20 3.9.4 铁离子的存在对吸光度值的影响 . 21 第 4章 结论 . 23 参考文献 . 24 附录 . . 26 致谢 . . 271分光光度法测生活用水中铜离子浓度的研究第 1章 综述铜元素是水中

11、金属元素的一种,是人体代谢过程中的必需元素,在红细胞的生成的 组织中, 铁有释放及骨骼中枢神经系统和结缔组织的发育中, 铜均具有重要的作用。 如:它可促使无机铁变为有机铁, 促进铁由贮存场所进入骨髓, 加速血红蛋白及卟啉的生成, 在氧化还原体系中是一种极有效的催化剂。缺铜会引起贫血,并由 于黑色素不足,常 形成毛发脱色症。甚至可产生白化病,有研究证明缺铜可引起心脏增大、血管变弱、心 肌变性、心肌肥厚等症状,故与冠心病有关。但是如果铜过量对人体造成的危害也非常 大。铜在人体中的含量要比铁少得多,仅为 100200mg ,过量的铜元素将会在人体的肝 脏中积蓄, 积蓄到一定量时会造成肝脏中毒。 游离

12、态铜离子的危害要比配合态铜大得多。 过量的铜离子对许多水生生物有极大的负作用, 缘由是过量的铜会抑制藻类酶的活 性。在相同量级下,铜比铅、 铬、 锌、镍的毒性大。 铜主要影响藻类的生长和光合作用, 影响原生质膜的渗透性,使钾离子从细胞内流失。经铜处理过的黑色鞘丝藻的呼吸率增 加、细胞内出现许多分散异物。当铜浓度为 60ug/L时会抑制巨藻的光合作用。过量的 铜还可引起小球藻和水华束丝藻为优势种的天然光和植物的光合色素消失。 裸藻的光和 作用明显地受到铜的抑制, 它在含铜 0.5mg/L时, 水中光合作用抑制率达到 60%。 此外, 在酸性水体中和处于最适宜温度时,铜离子毒性相应增加,而在硬度较

13、大水体中,铜离 子对藻类生物毒性降低。为及时、准确地监测水的质量,确保人们获得安全饮用水,我 们建立了生活用水中铜离子浓度的分光光度法。1.1水中铜离子的来源铜离子的来源主要是在冶炼、金属加工、机器制造及其他工业生产的过程中产生 的。其中以金属加工、电镀工厂所排放的废水铜离子含量最高,废水含铜量可达几十至 几百毫克每升。1.2 铜离子的危害及处理现状含铜废水排入水体,会严重影响水的质量。调查研究表明,当水中铜含量水会产生 异味;超过 15毫克 /升,就无法饮用。研究发现,灌溉水中硫酸铜对水稻危害的临界浓度为 0.6毫克 /升。若用含铜废水 灌溉农田 , 铜在土壤和农作物中累积 , 会造成农作物

14、特别是水稻和大麦生长不良, 并会污 染粮食籽粒。铜对水生生物的毒性亦很大,铜对鱼类毒性浓度始于 0.002毫克 /升 , 但一 般认为水体含铜 0.01毫克 /升对鱼类是安全的。在一些小河中,曾发生铜污染引起水生2生物的急性中毒事件;在海岸和港湾地区,曾发生铜污染引起牡蛎肉变绿的事件。 近几年,国内一些铜冶炼企业引进、开发了分步硫化法处理含铜废水。但这些处理工艺 都存在诸多缺点,如工艺流程长、设施设备庞大、占地面积大、投资费用大、物料运输 量大、运行费用高昂、有二次污染物产生、处理后的渣和水无法回收利用等。1.3 测定水中铜元素的主要方法铜在冶金、地质、 生物、环境监测定、工业、农业、食品等许

15、多部门都有重要应用 , 因此人们对于铜含量的测定作了广泛的研究。 目前测定铜的方法很多 , 包括电化学方法、 光谱法、 原子吸收法 , 色谱法等 , 其中由于光度分析不需昂贵的仪器 , 操作较为简便而 得到了广泛应用。本次文就近年来国内外关于分光光度法测定铜的研究进展作总结。 1.3.1 常规分光光度法基于双环己酮草酞二腙 (BCO ) 和铜的显色反应 , 魏本郡 1进行了一定的改正和补充 , 使铜的测定准确度大大提高。 司文会研究了双乙醛草酞二肼快速分光光度法 , 提出了测 定铜的新方法 , 并用于粮食及饲料中铜的测定定。 经过多次实验 , 刘廷荣使铜 -BCO 这种 不稳定络合物与乙醛作用

16、 , 生成稳定的紫红色的铜 -双乙醛草酸二腙络合物 , 在 546nm 处用分光光度法进行测定。取得了较好效果。王爱丽也做了类似的研究。同时 , 铜 -BAO 显色体系也得到了改进 (双乙醛草酞二腙法 ) 。 李永权对该法进行了探讨 , 并测定定了茶 叶中的铜。 在酸性介质中 , 铜与 2-(5-溴 -2-吡啶偶氮) -5-二乙氨基苯酚 (5-Br-PADAP ) 生成有色物质 , 在 560nm 波长处进行检测定。 铜含量在 00.4g/mL范围内符合比尔定 律 , 本次法无毒 , 适用于粮食中微量铜的测定 2。铜与水溶性卟啉 TPPS4在酸性条件和抗坏血酸的存在下能形成 1:1的络合物 ,

17、 最大吸收波长 412nm 。 摩尔吸光系数 412=2.03105L mol -1cm -1 , 线性范围 00.1g/mL, 可直接用于高纯铅中痕量铜的分析。李 锐增等人用分光光度法测定了黄芪中铜的含量。 方法是在氨水介质中 , 以酒石酸钾钠为 掩蔽剂 , 铜离子与铜试剂生成黄棕色配合物 , 于 430nm 波长下进行测定。该方法简便 , 仪器易得 , 所以便于在基层单位推广使用。 R.Chaisuksant 3基于在酸性介质中 , 铜与 5,8-二经基萘醌 (Naph ) 生成 4:6 的有色络合物 , 建立了一种测定铜的常规分光光度法。 同时 , 很多新近合成的显色剂在铜的常规光度法中

18、得到了应用。1.3.2催化动力学分光光度法催化动力学光度法是以测定量反应物浓度与反应速率之间的定量关系为基础 , 用 分光光度计、荧光光度计等作为检测定手段的一种动力学分析法。近年来金属离子对有 机试剂的氧化还原褪色反应的催化作用研究日益增多 , 包括催化氧化动力学光度法、 催3化还原动力学光度法、阻抑动力学光度法等。 A Safavi等人提出了一个测定环境水中 ng/L级铜的新催化动力学方法。 在文献 4中 , 介绍了该方法是在 25条件下 , 在强碱性 介质中 , 铜能强烈催化硫酸钠对丽春红 S 的褪色作用 , 铜含量在 2400ng/mL范围内符 合比尔定律。在文献 5中 ,Gaston

19、 Adrian Crespo 探讨了 Cu-DPC(二苯碳酰二肼)显色的 内在机制 , 指出铜对 DPC 形成 DPCO 起催化作用 , 在一定的条件下可以检测定铜 -DPCO (苯 基缩二氨基脲 , 二肼羰的氧化产物)这一复杂螯合物。在盐酸介质中铜催化过氧化氢氧 化酸性铬蓝 K 褪色是一个动力学光度法测定痕量铜的新方法 , 并用于饮用水中铜的测定。张志兵等人研究了在弱酸性介质中微量铜催化 H 2 O2氧化罗丹明 B 和甲基橙褪色的指示反应。 张江根据铜能显著催化溴酸钾氧化结晶紫褪色 , 以 CTMAB 为增敏剂 , 在磷酸介 质中建立了另一催化光度法测定痕量铜的新方法 , 此法检出限为 8.

20、310-7g L -1, 并用 于测定板蓝根中铜。王琳用催化动力学光度法成功测定了人发和指甲中的铜。丁素芳研 究了磷酸介质中铜催化抗坏血酸还原钼酸铵生成钼蓝的反应 ,00.024g 25mL -1 , 检 测定限为 1.5410-11g mL -1。张东等报道 , 在醋酸介质中 , 铜能灵敏地阻抑高碘酸钾 氧化玫瑰桃红 R 的褪色反应而达到测定痕量铜的目的。此方法检出限为 0.3910-3g/mL。 王爱香利用阻抑动力学光度法测定了水和人发中的铜。 在硫酸和硫氰酸铵存在下 , 朱展才报道了氧化孔雀绿缔合物褪色反应间接测定痕量铜的新方法 , 测定波长 780nm 。 Cu 2+浓度在 060g

21、L -1范围内服从比尔定律 6。1.3.3 三元缔合物体系把由表面活性剂、被测定组分和显色剂所组成的显色反应体系简称为三元缔合物体系。 该体系的形成在缔合物的特征吸收方面表现为红移和颜色的增加 , 显色反应的灵敏度 提高。在光度分析中 , 应用最广的是混合配位络合物、离子缔合物以及有表面活性剂参 与的三元缔合物。曹连城 7报道了基于溴化十六烷基吡啶(CPB )对二苯碳酰二肼(DPC ) -Cu ()体系有强烈的增敏作用而建立起测定水中微量铜的新方法。该方法表观摩尔 吸光系数 10=1.65106L mol -1cm -1。 程永华采用铜 -硫氰酸盐 -罗丹明 B 三元配合物光 度法测定纯铝中微

22、量铜。铜 -硫氰酸盐罗丹明 B-明胶 -乳化剂 OP 体系分光光度法测定微 量铜 , 在明胶 -乳化剂 OP 存在下 , 6mol/L的硫酸介质中 , 铜与硫氰酸盐和罗丹明 B 生成 三元缔合物 , 最大吸收波长 595nm, 铜含量在 05.00g/25mL范围内服从比尔定律 , 并用于绿茶中微量铜的测定 8。尹哲俊改用明胶和聚乙烯醇做了类似研究 , 605=2.3105L mol -1cm -1。吕明采用铜 -茜素红 S-甲基紫 -聚乙烯醇体系光度法测定痕量铜 , 线 性范围 00.34g/mL。 Manisha Thakur 利用 Cu( )-PAN-(TX-100) -DPBA 体系测

23、定了 土壤和空气灰尘中的微量铜(检测定限 2ng/mL) 。在氯化十六烷基吡啶和 TritonX-100的存在下 , 控制硼酸缓冲溶液 pH=9.7, 铜 -9-苯基 -2,3 ,7-三羟基 -6-荧光酮(PF )生成4的有色络合物在 595nm 处有最大吸收。该方法线性范围为 0.04-0.4ug/mL, 检出限 0.028ug/mL。蔡耀中研究了 Cu( )-SAF-PVA-Tween-20 显色反应的条件及其应用 , 563=1.68105L mol -1cm -1。铜 -5-硝基水杨基荧光酮 -N-氯化十六烷基吡啶分光光度法 用于环境水样中微量铜的测定 , 结果满意。 冯泳兰 9研究发

24、现 , 铜 -邻羟基萘基荧光酮一 溴化十六烷基三甲铵这一反应体系 , 其最大吸收波长在 560nm 处 , 表观摩尔吸光系数为 又护 1.00105L mol -1cm -1。在聚乙烯醇保护下 , 铜与钨酸盐和碱性染料(罗丹明 B 、 丁基罗丹明 B 、耐尔兰 ) 形成离子缔合物 , 表观摩尔吸光系数 值高达 106。在 pH3.8的 克拉克 -鲁布斯缓冲溶液中 , 甲基橙 -铜 -溴化十六烷基三甲胺(CTMAB )生成稳定的三元胶束络合物 , 聚乙烯醇对其有增溶增稳作用 , 大大提高了显色反应的灵敏度 (580=2.95106L mol -1cm -1) , 铜浓度在 0.0040.024g

25、/mL范围内与吸光度成线性关系。并且 已经成功的用于人发中铜含量的测定。1.3.4 萃取光度分析这是将萃取分离与光度分析两者结合在一起进行的。 用萃取方法将被测定组分分离 富集中 , 然后测定。 由于许多萃取剂同时也是显色剂 , 因而可以在有机相中直接光度测 定。 这种方法不但可以提高被测定组分的浓度 , 而且可以减少基体成分的干扰 , 在痕量 分析中广泛应用。测定清洁水样中的痕量铜 , 液 -液萃取为最常用的富集手段。铜与铜 试剂 (简称 DDTC) 形成的络合物在水中溶解度很小 , 通常是用四氯化碳萃取后进行分光 光度分析 10。余金保在弱碱性条件下采用萃取光度法测定茶叶中可溶性微量铜。赖

26、丰英 用异戊醇萃取后测定有机相 , 线性范围为 10-20g/50mL。孙登明基于铜对过氧化氢氧 化二苯碳酰二肼反应生成二苯卡巴腙具有催化作用 , 铜和二苯卡巴腙的显色产物能被 氯仿萃取使有机相吸光度的增加 , 从而建立了催化 -萃取光度法测定铜的新方法。方法 的线性范围为 5.0-500g/mL, 直接用于水、铝合金和岩石中铜的测定。碘一四氯化碳 萃取光度法的灵敏度较碘量法得到了提高 , 成功用于矿石以及食品和水中痕量铜的分析。王雁阳提出了“ 等色染料离子对萃取光度法” , 具有较高的灵敏度(560=2.45106L mol -1cm -1) 。张焕弟 11探讨了 Cu( ) 催化过氧化氢氧

27、化染料离子对褪色的新指 示反应 , 铜含量在 0.252g/L范围内服从比尔定律 , 检出限为 0.1g/L。 该方法为催 化动力学的终止反应提出了广泛的快速有效的办法。 近年来固相萃取富集技术在分析化 学领域内得到了广泛应用。 固相萃取具有富集倍数高 , 环境污染小 , 不易乳化 , 节省时 间等优点。在用亚试剂固相萃取光度法测定水中微量铜的文献 12中 , 选用pH4.5HAc-NaAc 缓冲溶液控制酸度 , 在吐温 -80的增溶作用下 , 生成的配合物以水溶液 通过固相萃取小柱并被富集 , 在 530nm 处测定定乙醇洗脱液的吸光度 , 建立了一种测定 定水样中 g/L级铜含量的新方法。

28、类似的研究还有很多。 Yadollah Yamini把膜技术5应用到了铜的光度分析中 , 在水样中痕量铜的测定上应用得到满意的结果。1.3.5 固相光度法固相光度法是把分离富集与测定结合于一体的快速、简便、灵敏的分析方法。研究 的固相载体主要有树脂、泡沫塑料、硅胶、滤纸、结晶萘等。常用的测定方法是透射分 光光度法、固相反射分光光度法。在酸性条件下 , 铜与锌试剂生成绿色配合物 , 与 717型强碱性阴离子交换树脂交换吸附 , 在 640m 处进行树脂相分光光度法测定。表观摩尔 吸光系数比水相提高了 11倍 13。在 NaAc-HAc(pH4)介质中 , 铜 -8羟基喹啉显色络合物 能定量被萘萃

29、取 , 以双波长等吸收点法测定量萘相的吸光度差。铜在 01.5g/mL范围内 符合比尔定律。史峰山 14等人提出了一种新的固相光度法 -蜡相光度法。以柠檬酸铵和EDTA 为掩蔽剂 , 在 pH8.0的 NaH 2 PO4-Na2HPO4以缓冲溶液中 , 铜与铜试剂反应生成的有色物质被固定在石蜡中 , 于 438nm 处测定吸光度。 铜含量在 00.4g/mL浓度范围内服从 比尔定律。1.3.6 流动注射 -光度联用技术余萍 15等利用螯合树脂柱分离出干扰元素 , 同时把铜富集在树脂上 , 然后以混合 显色液(3,5-diBr-PADAP-乳化剂 OP-乙醇 -磷酸)作为淋洗液 , , 将铜洗脱

30、并显色直接 在 632nm 处测定定吸光度 , 检出限 1.85ng/mL(分析速度 14样 /h)。 Norio Teshimay16等人指出 , 在 1, 10-邻二氮杂菲存在下 , 铜对铁 ( ) 氧化半胱氨酸具有催化作用 , 建 立了催化动力学光度法 -FIA 联用的新方法。该方法检出限是 0.04ng/mL, 0.110ng/mL, 范围内服从比尔定律。1.4 本次课题研究的意义及内容铜是生活饮用水卫生标准中的必测指标 , 水中铜超过 5mg/L时 , 使水有色并产生苦 味 , 超过 1mg/L时 , 无法饮用并可使洗过的衣服有色 17。 目前我国对生活饮用水中铜的测 定主要采用二乙

31、氨基二硫代甲酸钠比色法和原子吸收分光光度法 17。前者具有须萃取、 费时、试剂有毒且不稳定、所需水样量大等缺点 ; 后者所需仪器昂贵、测定费用高、难 以在基层实验室普及。 本文采用 722S 分光光度法测定生活饮用水中微量铜 , 具有操作简 便快速、结果准确可靠、重现性好、测定费用低、且具备测量结果数字显示 , 适合在基 层实验室推广应用。本次实验采用分光光度法对生活用水中铜离子含量进行研究。 实验首先将对影响铜 离子含量测定的因素采用单一变量法逐一进行优化,例如最大吸收波长、显色时间、 PH 值和显色剂用量等,选出最佳测定条件。在最佳测定条件下,绘制出铜离子标准曲线;6将自来水样进行酸化处理

32、,通过测定其吸光度,从而得到其中铜离子的准确含量。7第 2章 实验部分2.1 实验原理 17在 pH=9的碱性氨溶液中,铜离子与铜试剂(二乙基二硫代氨基甲酸钠,简写为 DDTC-Na )作用生成摩尔比为 1:2的黄棕色胶体配合物。当水样中含铜较高时,可在水 相中直接测定。其最大吸收波长为 450nm ,在测定定条件下,有色配合物可稳定 45min 。 2.2仪器与试剂2.2.1 仪器:722S 型光栅分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;分析天平:上海精密科学仪器有限公司;玻璃仪器:100mL 容量瓶、 50mL 容量瓶、玻璃棒、移液管、烧杯、胶头滴管、洗耳 球等若干。2.2.2 试剂:(1)

33、 1000ug/mL铜标准储备液:称取 0.9820gCuSO 4 .5H2O 溶于少量水中,滴入几滴硫酸,冷却后移入 250mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,此溶液 1mL 含有 1mg 铜。 (2) 20ug/mL铜标准溶液:取 10mL 铜标准储备液于 500mL 容量瓶中,用水稀释至 刻度,摇匀,即配成 20ug/mL的铜标准溶液。(3) 540mg/mL铜试剂标准溶液:称取 0.2700g 铜试剂,加水溶解,然后将其移入 500mL 容量瓶中加水稀释至刻度,摇匀,即配成 540mg/mL的铜试剂标准溶液。(4)浓硝酸(分析纯) 、浓氨水(分析纯)2.3 试验方法2.3.1 单一变

34、量法工艺条件的优化2.3.1.1 铜配合物的最大吸收波长的测定准确移取 10.00mL20ug/mL的铜标准工作溶液于 100mL 的容量瓶中, 向其中加入 3.00 mL 540mg/mL的铜试剂标准溶液,用去离子水定容。在 pH=6、铜标准工作溶液的浓度为 2.0ug/mL的条件下在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿, 以水为参比溶液, 在 350480nm 之间,选择 16个波长进行测定,变换吸收波长测定其吸光度值 A 。做出吸光度 -波长表1并根据吸光度 -波长表以吸光度值 A 作纵坐标以波长作横坐标绘制吸光度 -波长曲线图, 在吸光度 -波长曲线图找出最佳波长区间。2.3.1.

35、2 反应时间对吸光度值的影响准确移取 10.00mL20ug/mL的铜标准溶液加入 100mL 的容量瓶中,加入 3.00mL 540mg/mL的铜试剂标准溶液,加去离子水至刻度线定容,摇匀。在 pH=6、最佳波长、 铜标准工作溶液的浓度为 2.0ug/mL的条件下,在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿, 以水为参比溶液从 1min 到 50min 选择 12个时间段进行测定试。测定定其吸光度值,做 出吸光度 -反应时间表并根据吸光度 -波长表以吸光度值 A 作纵坐标以反应时间 t 作横坐 标绘制吸光度 -反应时间曲线图,在曲线图上找出最佳反应时间段。2.3.1.3 pH值对反应的影响准

36、确移取 10.00mL20ug/mL的铜标准溶液加入 100mL 的容量瓶中,加入 3.00mL 的 540mg/mL的铜试剂标准溶液,加去离子水至刻度线定容,摇匀。在最佳波长、最佳反应 时间段、铜标准工作溶液的浓度为 2.0ug/mL下,在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿, 以水为参比溶液从 pH=114之间选择 10个值进行测定,做出吸光度 A-pH 表,并根据吸 光度 A-pH 表以吸光度值 A 作纵坐标以 pH 作横坐标绘绘制吸光度 -pH 曲线图,在曲线图 上找出反应最稳定时的最佳 pH 值范围。2.3.1.4 显色剂用量对吸光度值的影响在 16号 100ml容量瓶中分别准确

37、移入 10.00mL 浓度为 20ug/mL的铜标准溶液, 依 次加入 1.00、 2.00、 3.00、 4.00、 5.00、 6.00mL540mg/mL的铜试剂标准溶液,用去离 子水定容,在 pH=6、最佳波长,最佳反应时间段内、铜标准工作溶液的浓度 2.0ug/mL条件下在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿, 以水为参比溶液测定等量标准铜溶液不同 量铜试剂反应的吸光度,做出吸光度 A-铜试剂表并根据吸光度 -铜试剂用量表以吸光度 值 A 作纵坐标以铜试剂用量作横坐标绘绘制吸光度 -铜试剂用量曲线图,在图上找出最 佳的铜试剂用量。2.3.2 标准曲线的绘制向 19号 100mL

38、容量瓶中依次加入 2.00、 4.00、 6.00、 8.00、 10.00、 12.00、 14.00、 16.00、 18.00mL20ug/mL铜标准溶液,加入过量的铜试剂标准溶液,用分析纯氨水调节 pH 值到 9左右,用去离子水定容,在 pH=9、最佳波长、最佳反应时间、铜标准工作溶 液的浓度为 2.0ug/mL、最佳铜试剂用量的条件下在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿, 以水为参比溶液进行测定 . 做出吸光度 A-铜离子浓度表,并根据此表以吸光度 A 作纵坐 标铜离子浓度作横坐标绘制吸光度 A-铜离子标准曲线图。22.3.3水样分析取自来水 500mL 置于烧杯中, 加入浓硝

39、酸调 pH=12, 加热样品约半小时至微沸, 沉 淀,待冷却后取上层清液待测定。移取 50ml 处理过的水样加入 100mL 容量瓶中, 加入 3.00mL540mg/ml的铜试剂标准 溶液,用分析纯氨水调节 pH 到 9左右,用去离子水定容,在 pH=9、最佳波长、最佳反 应时间、 铜标准工作溶液的浓度为 2.0ug/mL、 最佳铜试剂用量的条件下在 722型分光光 度计上用 1cm 比色皿,以水为参比溶液测定溶液的吸光度值。按以上步骤对该实验进行 5次平行测定。2.3.4 干扰实验2.3.4.1 钠离子存在对反应的干扰在 19号 100mL 容量瓶中分别移入 10.00mL20ug/mL的

40、铜标准溶液,再加入 3.00mL540mg/mL的铜试剂标准溶液,并依次加入 0、 1.00、 2.00、 3.00、 4.00、 5.00、 6.00、6.50、 7.00mL4mg/mL的硫酸钠溶液。加去离子水至刻度,摇匀。在 pH=6、最佳波长、 最佳反应时间、浓度为 2.0ug/mL、最佳铜试剂用量的条件下在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿, 以水为参比溶液进行干扰测定, 做出吸光度 -钠离子浓度表, 并根据此表以 吸光度 A 作纵坐标钠离子浓度作横坐标绘制吸光度 -钠离子浓度曲线图。2.3.4.2 镁离子的存在对反应的影响在 17号 100mL 容量瓶中分别准确移入 10.0

41、0mL20ug/mL的铜标准溶液,再加入 3.00mL540mg/mL的铜试剂标准溶液,并依次加入 0、 1.00、 2.00、 3.00、 4.00、 5.00、 6.00mL200ug/mL的硫酸镁溶液。加去离子水至刻度定容,摇匀。在 pH=6、最佳波长、 最佳反应时间、铜标准工作溶液的浓度为 2.0ug/mL、最佳铜试剂用量的条件下在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿,以水为参比溶液进行干扰测定,做出吸光度 -镁离子浓 度表,并根据此表吸光度 A 作纵坐标镁离子浓度作横坐标绘制吸光度 -镁离子浓度曲线 图。2.3.4.3 镍离子的存在对吸光度值的影响在 15号 100mL 容量瓶中

42、分别移入 10.00mL20ug/mL的铜标准溶液,再加入 3.00mL 540mg/mL的铜试剂标准溶液,并依次加入 0、 1.00、 2.00、 3.00、 4.00mL10ug/mL的氯 化镍溶液。加去离子水至刻度,定容摇匀。在 pH=6、最佳波长、最佳反应时间、铜标准 工作溶液的浓度为 2.0ug/mL、最佳铜试剂用量的条件下在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿,以水为参比溶液进行干扰测定,做出吸光度 -镍离子浓度表并根据此表以吸光3度 A 作纵坐标镍离子浓度作横坐标绘制吸光度 -镍离子浓度曲线图。2.3.4.4铁离子的存在对吸光度值的影响在 15号 100mL 容量瓶中分别移入

43、 10.00mL20ug/mL的铜标准溶液,再加入 3.00mL 540mg/mL的铜试剂标准溶液,并依次加入 0、 1.00、 2.00、 3.00、 4.00、 5.00mL10ug/mL的氯化铁溶液。加去离子水至刻度,定容摇匀。在 pH=6、最佳波长、最佳反应时间、铜 标准工作溶液的浓度为 2.0ug/mL、铜标准工作溶液的浓度为 2.0ug/mL条件下在 722型 分光光度计上用 1cm 比色皿,以水为参比溶液进行干扰测定,做吸光度 -铁离子浓度表 并根据此表以吸光度 A 作纵坐标铁离子浓度作横坐标绘制吸光度 -铁离子浓度曲线图。4 1第 3章 结果与讨论 3.1 铜配合物最大吸收波长

44、的测定结果与讨论移 取 10.00mL20ug/mL的 铜 标 准 溶 液 于 100mL 的 容 量 瓶 中 , 向 其 中 加 入 3.00mL540mg/mL的铜试剂标准溶液,用去离子水定容,摇匀。在 pH=6、铜标准工作液 浓度为 2.0ug/mL、 铜试剂用量为 3.00mL 的条件下在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿, 以水为参比溶液在 350480nm 之间,选择 16个波长进行测定,变换吸收波长测定定其 吸光度值 A ,如表 3.1并根据此表绘制图 3-1。表 3.1 铜配合物的吸收波长 当用分光光度计测定被测溶液的吸光度时,首先要选择合适的入射波长。选择入射 波长的依

45、据是该被测定物质的吸收曲线。在一般情况下,应该选择最大吸收波长作为入图 3-1 吸光度 -吸收波长曲线图 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 350 360 370 380 385 390 395 400 410 420 430 440 450 460 470 480/nm吸 光 度 值 射波长。在最大波长附近波长的稍许偏移引起的吸光度的变化较小,可得到较好的测量 精度, 而且以最大波长为入射光测定灵敏度。 但是, 如果最大吸收峰附近有干扰存在 (如 共存离子或所使用试剂有吸收) ,则在保证有一定灵敏度情况下,可以选择吸收曲线中 其他波长进行测定(

46、应选择曲线较平坦处对应的波长) ,以消除干扰。由图 3-1可以看出随着吸收波长的增加吸光度在整体上呈现上升趋势,但波长在 350400nm 时铜离子的吸光度值变化不大,上升趋势很小;吸收波长在 400450nm 之间 时铜离子的吸光度值变化很大,上升趋势很明显;吸收波长在 450470nm 之间时铜离子 的吸光度值变化不大;在 470480nm 时吸光度值之间差距又逐渐变大。从整体图上来看 吸收波长在 450470nm 范围内, 铜离子的吸度值最大, 且曲线变化幅度不大呈平稳状态, 在这一范围内,吸收波长在 450nm 处铜离子吸光值最大,因此,本次实验的最佳吸收波 长选定为 450nm 。3

47、.2 显色时间对吸光度值的影响移取 10.00ml20ug/mL的铜标准溶液加入 100mL 的容量瓶中,加入 3.00mL540mg/mL的铜试剂标准溶液,加去离子水至刻度线定容,摇匀。在 722型分光光度计上用 1cm 比 色皿,以水为参比溶液从 1min 到 50min 选择 12个时间段在 pH=6、吸收波长为 450nm 、 工作液为 2ug/mL、铜标准工作溶液的浓度为 2.0ug/mL、铜标准试剂用量为 3.00mL 的条 件下,对反应时间进行有优化,如表 3.2所示。表 3.2 反应时间对吸光度值影响由于铜标准溶液有与铜试剂反应生成的黄棕色络合物不用加显色剂 24, 因此本次实

48、 验根据单一变量法在 pH=6的条件下对反应时间进行优化时,只考虑铜标准溶液与铜试 剂反应显色后颜色保持稳定的时间。 由图 3-2可以看出铜标准溶液与铜试剂的反应时间 在 145min 范围内铜离子的吸光度几乎无变化,曲线呈平稳状态,但反应时间在 45min 以后铜的吸光度值迅速下降。 由图 3-2可得出结论:铜标准工作溶液与铜试剂反应迅速,2 3几乎两者一接触就立刻开始发生反应,且反应物状态稳定;由图 3-2可看出铜标准工作 溶液与铜试剂的反应产物在测定定条件下可稳定 45min 。所以,本次实验的最佳测定定 时间段选为 1min 。3.3 pH值对反应的影响在 110号 容 量 瓶 中 分

49、 别 移 入 10.00mL20ug/mL的 铜 标 准 溶 液 , 再 加 入 3.00mL540mg/mL的铜试剂标准溶液,并在 13号容量瓶中依次加入 3.68ug/mL的硫酸 2.00、 5.00、 8.00ml 调节 pH 值,用去离子水定容,摇匀。在波长为 450nm 、反应时间 为 1min 、标准铜工作液为 2.0ug/mL的条件下,在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿, 以水为参比溶液测定定其吸光度值,结果如表 3.3所示。表 3.3 pH7时的吸光度值 A在 410号容量瓶中依次加入 0.30、 0.50、 1.00、 3.00、 5.00、 8.00mL 分析纯氨水

50、 调节 pH 值,用去离子水定容,在波长为 450nm 、反应时间为 1min 、标准铜工作液为 2.0ug/mL、铜标准试剂用量为 3.00mL的条件下,在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿, 以水为参比溶液测定其吸光度值,结果见表 3.4。图 3-2 吸光度 -反应时间曲线图 0.050.10.150.20.250.30.350.40.451 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50t/min吸 光 度 值 A 4表 3.4 pH 7时的吸光度值 A 由表 3.3和 3.4可综合做出图 3-3如下所示: 在波长为 450nm 、 反应时间为 1min 、 铜标准工

51、作液为 2.0ug/mL、 铜标准试剂用量为 3.00mL 时对铜离子的吸光度进行优化,寻找最佳的 pH 值。所谓最佳的 pH 值就是 pH 值 在某一数值以后, 铜标准工作液与铜试剂反应的产物的吸光光度开始趋于平稳的第一个 拐点。由图 3-3可以看出 pH 在 15时铜标准工作液与铜标准试剂的反应产物的吸光度 值逐渐减小,曲线逐渐降低,但降低幅度很小; pH 在 56时 曲线迅速上升; pH 在 69时曲线上升的速度减缓,幅度减小; pH 在 912时曲线趋于平稳。由上图可以看出反应 产物的吸光度在 pH 为 912时变化不大,且在 pH=9时取得最大值。因此,本次实验选 择 pH=9左右时为最佳 pH ,此状态下能使铜试剂标准溶液稳定存在。3.4 铜试剂用量对吸光度值的影响在 16号 100mL容量瓶中分别移入 10.00mL 浓度为 20ug/mL的铜标准溶液, 依次加 入 1.00、 2.00、 3.00、 4.00、 5.00、 6.00mL540mg/mL的铜试剂标准溶液,用去离子水 定容,在 722型分光光度计上用 1cm 比色皿,以水为参比溶液在 450nm 处测定定其吸光 度值,结果如表 5所示。图 3-3 吸