邻二氮菲分光光度法测定微量铁

邻二氮菲分光光度法测定微量铁【任务分析】邻二氮菲分光光度法测定微量铁是属于可见分光光度法测定无机离子的范围。本任务重要是测水样中微量铁。水样中铁含量测定措施重要有：测铁的措施类型化学分析措施仪器分析措施措施配位滴定法氧化还原滴定法紫外可见分光光度措施原子吸取措施ICP-AES措施原理控制溶液酸度,pH=1.8-2.0，用磺基水杨酸做指示剂）重铬酸钾容量法二氮杂菲分光光度法，最大波长510nm将样品直接吸入火焰中，于波长248.3nm处测量铁基态原子对其空心阴极灯特性辐射的吸取采用电感耦合等离子发射炬为光源的发射光谱。最低检测限>1%>1%0.05mg/L0.03mg/L10-9mg/L通过当地自来水企业提供的含铁量数据选择紫外可见分光光度措施【任务实行】1、该试验包括两个部分的内容：一是通过试验进行分析条件的选择。二是在选择好的分析条件下采用工作曲线法测定微量铁。2、子任务一：分析条件的选择（1）准备试剂：①配制1000的铁原则溶液做储备液，然后稀释得到10②配制盐酸羟胺溶液100g/L现配现用。③邻二氮菲溶液1.5g/L，先用少许乙醇溶解，再用蒸馏水稀释至所需浓度（避光保留）。④醋酸钠溶液1.0mol/L。⑤氢氧化钠溶液1.0mol/L。(2)按仪器使用阐明书检查仪器。开机预热20min，并调试至工作状态。检查仪器波长的对的性和吸取池的配套性。(3)绘制吸取曲线选择测量波长取两个50mL洁净容量瓶；移取10铁原则溶液5.00mL于其中一种50mL容量瓶中，然后在两容量瓶中各加入1mL100g/L盐酸羟胺溶液，摇匀。放置2min后，各加入2mL1.5g/L邻二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸钠溶液，用蒸馏水稀至刻线摇匀。用2cm吸取池，以试剂空白为参比，在440～540nm间，每隔10nm测量一次吸光度。在峰值附近每间隔5nm测量一次。以波长为横坐标，吸光度为纵坐标确定最大吸取波长Amax。注意！每加入一种试剂都必须摇匀。变化入射光波长时，必须重新调整参比溶液吸光度为零。目前某些型号的分光光度计连接电脑使用的时候可以自动扫描产生吸取曲线，速度较快，有条件可以尝试。(4)有色配合物稳定性试验取两个洁净的容量瓶，用环节(3)措施配制铁-邻二氮菲有色溶液和试剂空白溶液，放置约2min，立即用2cm吸取池，以试剂空白溶液为参比溶液，在选定的波长下测定吸光度。后来隔10min、20min、30min、60min、120min测定一次吸光度并记录吸光度和时间。(5)显色剂用量试验取6只洁净的50mL容量瓶，各加入10铁原则溶液5.00mL，1mL100g/L盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL1.5g/L邻二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸钠溶液，用蒸馏水稀至刻线摇匀。用2cm吸取池，以试剂空白溶液为参比溶液，在选定的波长下测定吸光度。记录各吸光度值。(6)溶液pH的影响在6只洁净的50mL容量瓶中各加入10铁原则溶液5.00mL，然后在两容量瓶中各加入1mL100g/L盐酸羟胺溶液，摇匀。再分别加入2mL1.5g/L邻二氮菲溶液，摇匀。用吸量管分别加入1mol/LNaOH溶液0、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL，用蒸馏水稀至刻线摇匀。用精密pH试纸（或酸度计）测定各溶液的pH后，用2cm吸取池，以试剂空白为参比溶液，在选定波长下，测定各溶液吸光度。记录所测各溶液pH及其对应吸光度。（7）成果处理①绘制Fe2+-邻二氮菲的吸取曲线，选用测定的最佳入射光波长；②绘制A-t曲线，选择最佳显色时间；③绘制A一显色剂用量曲线，确定合适的显色剂用量；④绘制A-pH曲线，确定合适pH范围。3、子任务二：工作曲线法测定微量铁（1）工作曲线的绘制于6只洁净的50mL容量瓶中，各加入10铁原则溶液0.00mL、2.00mL、4.00mL、6．00mL、8.00mL、10.00mL，1mL100g/L盐酸羟胺溶液，摇匀后再分别加入2mL1.5g/L邻二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸钠溶液，用蒸馏水稀释至标线，摇匀。用2cm吸取池，以试剂空白为参比溶液，在选定波长下，测定并记录各溶液吸光度。(2)铁含量测定取3只洁净的50mL容量瓶，分别加入适量（以吸光度落在工作曲线中部为宜）含铁未知试液，测量吸光度并记录数值。（3）成果处理①绘制铁的工作曲线，建立回归方程并计算有关系数。②由试样的测定成果，求出试样中铁的平均含量。计算测定原则偏差。（4）测量完毕后，关闭电源，拔下电源插头，取出吸取池，清洗晾干后人盒保留。清理工作台，罩上仪器防尘罩，填写仪器使用记录。清洗容量瓶和其他所用的玻璃仪器并放回原处。4、注意事项（1）显色过程中，每加入一种试剂均要摇匀。（2）在考察同一原因对显色反应的影响时，应保持仪器的测定条件。在测量过程中，应不时重调仪器零点和参比溶液的=100%。（3）试样和工作曲线测定的试验条件应保持一致，因此最佳两者同步显色同步测定。（4）待测试样应完全透明，如有浑浊，应预先过滤。【知识链接】1、可见分光光度法可见分光光度法是运用测量有色物质对某一单色光吸取程度来进行定量的，而许多物质自身无色或色很浅，也就是说它们对可见光不产生吸取或吸取不大，这就必须事先通过合适的化学处理，使该物质转变为能对可见光产生较强吸取的有色化合物，然后再进行光度测定。将待测组分转变成有色化合物的反应称为显色反应；与待测组分形成有色化合物的试剂称为显色剂。在可见分光光度法试验中，选择合适的显色反应，并严格控制反应条件是十分重要的试验技术。2、显色条件的选择显色反应与否满足分光光度法规定，除了与显色剂性质有关以外，控制好显色条件是十分重要的。（1）显色剂的选择原则①选择性好，干扰少，或干扰轻易消除；敏捷度足够高，有色物质的e应不小于l04。②有色化台物的构成恒定，符合一定的化学式。对于形成不一样络合比的络合反应可以控制试验条件，使生成一定构成的络合物。③有色化合物的化学性质应足够稳定，至少保证在测量过程中溶液的吸光度基本恒定。④有色化合物与显色剂之间的颜色差异要大，即显色剂对光的吸取与络合物的吸取有明显区别，一般规定两者的吸取峰波长之差（称为对比度)不小于60nm。（2）显色剂用量从反应平衡角度来讲，加入过量的显色剂显然有助于产物的生成，但过量太多也会带来副作用，例如增长了试剂空白或变化了配合物的构成等。因此显色剂一般应合适过量。在实际工作中显色剂用量详细是多少需要经试验来确定，即通过作A-cR曲线，来获得显色剂的合合用量。其措施是：固定被测组分浓度和其他条件，然后加入不一样量的显色剂，分别测定吸光度A值，绘制吸光度(A)一显色剂浓度(cR)曲线（一般可得如图3-17所示的三种曲线）。若得到是图3-17(a)的曲线，则表明显色剂浓度在以ab范围内吸光度出现稳定值，因此可以在ab间选择合适的显色剂用量。此类显色反应生成的配合物稳定，对显色剂浓度控制不太严格。若出现的是图3-17(b)的曲线，则表明显色剂浓度在a,b,这一段范围内吸光度值比较稳定，因此在显色时要严格控制显色剂用量。而图3-17(c)曲线表明，伴随显色剂浓度增大，吸光度不停增大，这种状况下必须十分严格控制显色剂加入量或者另换合适的显色剂。图3-17吸光度与显色剂浓度的关系（3）溶液酸度酸度对显色反应的影响是很大的，并且是多方面的。重要体目前：①影响显色剂的平衡浓度和颜色；②影响被测金属离子的存在状态；③影响络合物的构成。图3-18吸光度与pH的关系显色反应合适的酸度必须通过试验来确定。确定措施是：固定待测组分及显色剂浓度，变化溶液pH,制得数个显色液。在相似测定条件下分别测定其对应的吸光度，做出A-pH关系曲线，如图3-18所示，选择曲线平坦部分对应的pH值作为应当控制的图3-18吸光度与pH的关系（4）显色温度不一样的显色反应对温度的规定不一样。大多数显色反应是在常温下进行的，但有些反应必须在较高温度下才能进行或进行得比较快。（5）显色时间在显色反应中应当从两个方面来考虑时间的影响。一是显色反应完毕所需要的时间；，成为显色时间；二是显色后有色物质色泽保持稳定的时间，称为稳定期间。（6）溶剂的选择有机溶剂常常可以减少有色物质的离解度，增长有色物质的溶解，从而提高了测定的敏捷度，因此，运用有色化合物在有机溶剂中稳定性好、溶解度大的特点，可以选择合适的有机溶剂，采用萃取光度法来提高措施敏捷度和选择性。3、测量条件的选择在测量吸光物质的吸光度时，测量精确度往往受多方面原因影响。如仪器波长精确度、吸取池性能、参比溶液、入射光波长、测量的吸光度范围、被测量组分的浓度范围等都会对分析成果的精确度产生影响。(1)入射光波长的选择当用分光光度计测定被测溶液的吸光度时，首先需要选择合适的入射光波长。选择入射光波长的根据是该被测物质的吸取曲线。在一般状况下，应选用最大吸取波长作为入射光波长。在Amax附近波长的稍许偏移引起的吸光度的变化较小，可得到很好的测量精度，并且以Amax为入射光测定敏捷度高。不过，假如最大吸取峰附近有干扰存在（如共存离子或所使用试剂有吸取），则在保证有一定敏捷度状况下，可以选择吸取曲线中其他波长进行测定（应选曲线较平坦处对应的波长）。(2)参比溶液的选择在分光光度分析中测定吸光度时，由于入射光的反射，以及溶剂、试剂等对光的吸取会导致透射光通量的减弱。为了使光通量的减弱仅与溶液中待测物质的浓度有关，需要选择合适组分的溶液作参比溶液，先以它来调整透射比100%（A=0），然后再测定待测溶液的吸光度。这实际上是以通过参比池的光作为人射光来测定试液的吸光度。这样就可以消除显色溶液中其他有色物质的干扰，抵消吸取池和试剂对入射光的吸取，比较真实地反应了待测物质对光的吸取，因而也就比较真实地反应了待测物质的浓度。a.溶剂参比:当试样溶液的构成比较简朴，共存的其他组分很少且对测定波长的光几乎没有吸取，仅有待测物质与显色剂的反应产物有吸取时，可采用溶剂作参比溶液，这样可以消除溶剂、吸取池等原因的影响。b.试剂参比:假如显色剂或其他试剂在测定波长有吸取，此时应采用试剂参比溶液。即按显色反应相似条件，只不加入试样，同样加入试剂和溶剂作为参比溶液。这种参比溶液可消除试剂中的组分产生的影响。c.试液参比:假如试样中其他共存组分有吸取，但不与显色剂反应，则当显色剂在测定波长无吸取时，可用试样溶液作参比溶液，即将试液与显色溶液作相似处理，只是不加显色剂。这种参比溶液可以消除有色离子的影响。d.褪色参比:假如显色剂及样品基体有吸取，这时可以在显色液中加入某种褪色剂，选择性地与被测离子配位（或变化其价态），生成稳定无色的配合物，使已显色的产物褪色，用此溶液作参比溶液，称为褪色参比溶液。褪色参比是一种比较理想的参比溶液，但遗憾的是并非任何显色溶液都能找到合适的褪色措施。总之，选择参比溶液时，应尽量所有抵消多种共存有色物质的干扰，使试液的吸光度真正反应待测物的浓度。4、定量分析的措施假如样品是单组分的，且遵守吸取定律，这时只要测出被测吸光物质的最大吸取波长Amax就可在此波长下，选用合适的参比溶液，测量试液的吸光度，然后再用工作曲线法或比较法求得分析成果。(1)工作曲线法：这是实际工作中使用最多的一种定量措施。工作曲线的绘制措施是：配制四个以上浓度不一样的待测组分的原则溶液，在相似条件下显色并稀释至相似体积，以空白溶液为参比溶液，在选定的波长下，分别测定各原则溶液的吸光度。以原则溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，在坐标纸上绘制曲线（如图3-19），此曲线即称为工作曲线（或称原则曲线）。图3-19工作曲线在测定样品时，应按相似的措施制备待测试液（为了保证显色条件一致，操作时一般是试图3-19工作曲线由于受到多种原因的影响，试验测出的各点也许不完全在一条直线上，这时“画”直线的措施就显得随意性大了某些，若采用最小二乘法来确定直线回归方程，将要精确多了。工作曲线可以用一元线性方程表达，即式中，x为原则溶液的浓度；y为对应的吸光度；a,b为回归系数，直线称回归直线。b为直线斜率，a为直线截距，分别由下式求出式中，，分别为的平均值；为第i个点的原则溶液的浓度；为第i个点的吸光度。工作曲线线性的好坏可以用回归直线的有关系数来表达，有关系数可用下式求得：有关系数靠近1，阐明工作曲线线性好，一般规定所作工作曲线的有关系数要不小于0.999。伴随计算机的普及，目前可以运用办公软件中的Excel进行作图，直接得到原则曲线及有关系数。详细操作见知识拓展部分。【知识拓展】1、显色剂常用的显色剂可分为无机显色剂和有机显色剂两大类。(1)无机显色剂：许多无机试剂能与金属离子发生显色反应，但由于敏捷度和选择性都不高，具有实际应用价值的品种很有限。(2)有机显色剂：有机显色剂与金属离子形成的配合物其稳定性、敏捷度和选择性都比较高，并且有机显色剂的种类较多，实际应用广。(3)三元配合物显色体系：前面所简介的多是一种金属离子（中心离子）与一种配位体配位的显色反应，这种反应生成的配合物是二元配合物。近年来以形成三元配合物为基础的分光光度法已被广泛应用。有些成熟的措施，也已被纳入新修订的国标中，原因是运用三元配合物显色体系可以提高测定的敏捷度，改善分析特性。显色过程的目的是要获得吸光能力强的有色物质，因此三元配合物中应用多的是颜色有明显变化的三元混配化合物，三元离子缔合物和三元胶束配合物。2、多组分定量测定多组分是指在被测溶液中具有两个或两个以上的吸光组分。进行多组分混合物定量分析的根据是吸光度的加和性。假设溶液中同步存在两种组分，设试样中有两组份X和Y，将其显色后，分别绘制吸取曲线，会出现如图所示的三种状况：图3-20多组分测定吸取曲线图3-20（a)：X,Y组份最大吸取波长不重迭，互相不干扰，可以按两个单一组份处理。图3-20（b)和（c)：X,Y互相干扰，此时可通过解联立方程组求得X和Y的浓度：其中，X,Y组份在波长l1和l2处的摩尔吸光系数e可由已知浓度的X,Y纯溶液测得。解上述方程组可求得cx及cy。3、运用Excel做工作曲线（1）将数据整顿好输入Excel，并选用完毕的数据区，并点击图表向导，如图3-21所示。图3-21图3-22（2）点击图表向导后会运行图表向导如图3-22（或者用插入-图表也可）图3-21图3-22（3）点击“下一步”，出现如图3-33界面。假如是输入如本例横向列表的就不用更改，假如是纵向列表就改选“列”。图3-33图3-34（4）假如发现图不理想，就要仔细察看与否数据区选择有问题，假如有误，可以点击“系列”来更改，如图图3-33图3-34（5）假如是X值错了就点击它文本框右边的小图标，成果如图3-35。图3-35图3-36（6）然后，如图3-36在表上选用对的的数据区域。然后点击“下一步”出现图表选项界面图3-35图3-36图3-37图3-38（7）