邻二氮菲分光光度法测定水中微量铁

1、邻二氮菲分光光度法测定微量铁一、实验目的1、学会吸收曲线及标准曲线的绘制,了解分光光度法的根本原理.2、掌握用邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理.3、学会721型分光光度计的正确使用,了解其工作原理.4、学会数据处理的根本方法.5、掌握比色皿的正确使用.二、实验原理根据朗伯-比耳定律：A=sbc,当入射光波长入及光程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,即未知样的含量.同时.,还可应用相关的回归分析软件,将数据输入计算机,得到相应的分析结果.用分光光度法

2、测定试样中的微量铁,可选用显色剂邻二氮菲(乂称邻菲罗咻),邻二氮菲分光光度法是化工产品中测定微量铁的通用方法,在pH值为2-9的溶液中,邻二氮菲和二价铁离子结合生成红色配合物：此配合物的IgK稔=21.3,摩尔吸光系数510=l.lxlO4Lmolcm1,而Fe能与邻二氮菲生成3：1配合物,呈淡蓝色,IgK铉=14.1.所以在参加显色剂之前,应用盐酸羟胺(NH20HHe1)将Fe3+复原为Fe2+,其反响式如下：2Fe3+2NH)OHHC1-2Fe2+N)+H)O+4H+2CV测定时酸度高,反响进行较慢；酸度太低,那么离子易水解.本实验采用HAc-NaAc缓冲溶液限制溶液pH5.0,使显色反响

3、进行完全.为判断待测溶液中铁元素含量,需首先绘制标准曲线,根据标准曲线中不同浓度铁离子引起的吸光度的变化,对应实测样品引起的吸光度,计算样品中铁离子浓度.本方法的选择性很高,相当于含铁量40倍的SP、AltCa2Mg2Zn2SiO32-；20倍的Cr、Mn2+xVO3PO?；5倍的?+、Ni?+、C/+-等离子不干扰测定.但Bi3Cd2Hg2+、Zn2Ag+等离子与邻二氮菲作用生成沉淀干扰测定.三、实验仪器与试剂：721型分光光度计、酸度计、50ml比色管、吸量管1mL、2mL、5mL、10mL、比色皿、洗耳球.LlxlO-3moi铁标准溶液、lOOugmH铁标准溶液、盐酸、盐酸羟胺、醋酸钠、

4、0.15%邻二氮菲水溶液.四、实验步骤-准备工作翻开仪器电源开关,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10,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2.00mLl.OX10-3mol.L-标准溶液,注入50mL比色管中,加入1.00mL10%盐酸羟胺溶液,摇匀,参加2.00mLO.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,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

5、长.一般选用最大吸收波长卜.为测定波长.2、显色剂条件的选择显色剂用量在6支比色管中,各参加2.00mL1.0X10-3mol小铁标准溶液和1.00mL10%盐酸羟胺溶液,摇匀.分别参加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,从而确定最正确显色剂用量.3、溶液pH确实定取8支50mL比色管,各参加2mL1.00XlOmol/L-1的标准铁溶液和1mL10%的盐酸羟胺溶液,摇匀.放

6、置2min,再参加特定体积2中探究出的最适量015%L邻二氮菲,摇匀,分别参加0.0、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00、3.00mL0.15%的NaAc溶液,用蒸储水稀释至刻度,摇匀.在光度计上,用1cm的比色皿,选择适宜由“1所决定的波长,以蒸锵水为参比,分别测其吸光度.在坐标纸上以参加的NaAc溶液体积数为横坐标,相应的吸光度为纵坐标,绘制ApH曲线,确定测定过程中pH范围.4、显色时间及有色溶液的稳定性用吸量管吸取2mL1.00XlO-,mol/L-1的标准铁溶液于50mL比色管中,加入1mL10%的盐酸羟胺溶液,摇匀原那么上每参加一种试剂后都要摇匀.再参加2mL邻二氮菲

7、溶液,参加特定体积的3中探究出的NaAc溶液,以水稀释至刻度,摇匀.在光度计上,用1mL的比色皿,以蒸你水为参比溶液,放置,每两分钟测一次,在510nm之间测定吸光度.以时间为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制A-t吸收曲线,选择测量的最适时间.5、标准曲线的制作在6个50mL的容量瓶中,用10mL吸量管分别参加0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00mL100UgmL铁标准溶液,各参加1mL10%盐酸羟胺,摇匀原那么上每参加一种试剂都要摇匀.再参加2mL0.15%的邻二氮菲溶液和特定体积lmolLNaAc溶液,以蒸储水稀释至刻度,摇匀.放置一段时间4中探究出的时间.以试剂空白为参

8、比,在510nm或所波长下,用1cm的比色皿,测定各溶液的吸光度.绘制标准曲线.6、试液含铁量的测定准确吸取适量试液如水样或工业盐酸、石灰石样品制备液等代替标准溶液,其他步骤同上,平行三次测定其吸光度.记录计算机显示的含铁量,计算试液中铁的含量以mgL表示.五、数据处理1、邻二氮菲-Fe?+吸收曲线的绘制1数据纪录不同波氏吸光度波长入/nmno445450455460465470475480吸光度A0.3400.3530.3640.3770.3950.4150.4330.4470.454波长/nm485490495500505510515520525吸光度A0.4570.4600.4670.4

9、770.4900.4970.4910.4680.428波长/nm530535540545550555560吸光度A0.3740.3100.2460.1880.1400.1040.0772作吸收曲线图由图可知,最大吸收波长Ax=510nm2、显色剂用量的测定1显色剂用量与吸光度的关系邻二氮菲用量曲线：入二510nm邻二氮菲的体积ml0.100.501.002.003.004.00吸光度A0.0480.2820.4970.5000.4910.485据上面数据,作得标准曲线图如下:V出MXwr一令f#RRm曲处最邪一氮非用重曲线一吸光度AnU0/一一一AA乙U.4,09/VLt/nu012345邻二

10、氮菲体积ml由图可知,显色剂最正确用量为L00mL0.15%邻二氮菲溶液.2溶液pH与吸光度的关系浓度ug/mlAbs00.0060.20.060.50.23110.421.50.40620.4022.50.395NaAc用量曲线Abs据上面数据,作得标准曲线图如下:TrrrLO543210ooooO1234NaAc体积ml中图可知,NaAc最正确用量为LOOmLo3显色时间及有色溶液的稳定性tmin03691215A0.4800.4770.4780.4790.4800.479时间t结论：放置12分钟后铁离子与邻二氮菲根本完全结合.2、工业盐酸中铁含量的测定(1)标准曲线的制作试液中铁含量与吸

11、光度的关系测试次数123吸光度A0.4820.4830.483铁的浓度/ug/mL1.35451.35741.3574铁水样浓度的平均值/ug/mL1.3564相对偏差0.095%0.05%0.05%数据分析：本次测量的结果的偏离平均值较小,实验测量结果的可信度高.六、实验考前须知1、不能颠倒各种试剂的参加顺序.2、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(Io/I)=log(l/T)；测定条件指：测定波长和参比溶液的选择.3、最正确波长选择好后不要再改变.4、每次测定前要注意调满刻度.七、思考题1、邻二氮菲分光光度法测定微量铁时为何要参加盐酸羟胺溶液？答：工业盐酸中含有Fe和Fe.其中Fe与邻二氮菲(phen)能生成稳定的桔红色配合物Fe(phen)/此配合物的IgK稳=21.3,摩尔吸光系数510=l.IX10t-moK1-cm-1,而Fe3-能与邻二氮菲生成3：1配合物,呈淡蓝色,IgK稳二14.1.所以在参加显色剂之前,应用盐酸羟胺(NH2H-HC1)将Fe3-复原为Fe.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锵水作参比？答：参比溶液的作用是扣除背景干扰,不能用蒸储水作参比,由于蒸谭水成分与试液成分相差太远,只有参比