邻二氮菲分光光度法测定微量铁1

邻二氮菲分光光度法测定微量铁班级：2010级化学二班姓名：马吉元学号：41007060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型分光光度计的正确使用方法，并了解此仪器的主要构造。实验原理1.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)32+：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。2.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、显色时间、溶液pH和测量波长的选择是该实验的内容。3.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。三、仪器与试剂721型分光光度计，1cm吸收池，10mL吸量管，50mL比色管1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液：准确称量0.4822gNH4Fe(SO)4·12H2O于烧杯中，加入80mL6mol·L-1HCl和少量水，溶解后转移至1L容量瓶中，以水稀释至标线，摇匀。100μg·mL-1铁标准溶液:准确称量0.8634gNH4Fe(SO)4·12H2O于烧杯中，加入80mL6mol·L-1HCl和少量水，溶解后转移至1L容量瓶中，以水稀释至标线，摇匀。0.15%邻二氮菲水溶液，10%盐酸羟胺溶液（新配），1mol·L-1乙酸钠溶液，1mol·L-1NaOH溶液，6mol·L-1HCl（工业盐酸试样）四、实验步骤（一）准备工作打开仪器电源开关，预热，调整仪器。（二）测量工作1.吸收曲线的绘制和测定波长的选择用吸量管吸取2.00mL1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液，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5nm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。2.显色条件的选择（1）显色剂用量在7支比色管中，各加入2.00mL1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液和1.00mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0.00，0.10，0.50，1.00，2.00，3.00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，从而确定最佳显色剂用量。（2）溶液pH值在7支比色管中，各加入2.00mL1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液和1.00mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀，放置2min，再加入2.00mL0.15%邻二氮菲溶液，摇匀，用吸量管分别加入0.0，0.2,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0mL1mol·L-1NaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在选用的波长下，用1cm比色皿，以各自相应的试剂空白为参比，测定吸光度，绘制曲线，选择适宜铁的适宜pH范围。（3）显色时间及有色溶液的稳定性在50mL比色管中，加入2.00mL1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液和1.00mL10%盐酸羟胺溶液，2.00mL0.15%邻二氮菲溶液，5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。立即在所选择的波长下，用1cm比色皿，以不含铁但其余试剂用量完全相同的试剂空白为参比，测定吸光度。每隔三分钟测定一次，绘制吸光度—时间曲线，从曲线上确定显色时间。3.工业盐酸中铁含量的测定（1）标准曲线的制作在5支50mL比色管中，分别加入0.00、0.60、0.80、1.00、1.20，1.40mL100μg/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512nm处，用1cm比色皿，以试剂空白为参比，测吸光度A。（2）试样测定准确吸取5mL工业盐酸三份，按标准曲线的操作步骤，测定其吸光度。五、数据记录与处理1.吸收曲线的制作波长/nmAbs波长/nmAbs波长/nmAbs波长/nmAbs560.000.079530.000.356500.000.455470.000.413555.000.104525.000.406495.000.445465.000.396550.000.138520.000.445490.000.439460.000.377545.000.182515.000.467485.000.436455.000.361540.000.237510.000.473480.000.433450.000.348535.000.296505.000.466475.000.426445.000.337440.000.326由上表数据绘得下图：由左图可知最大吸收波长为510nm。2.显色剂用量编号类型体积[ml]Abs1标准样品0.00000.0502标准样品0.10000.2803标准样品0.50000.4814标准样品1.00000.4785标准样品2.00000.4726标准样品3.00000.474吸光度与显色剂用量关系曲线由左图可知最佳显色剂用量是1.0ml。3.溶液pH值编号类型体积[ml]Abs1标准样品0.00000.0792标准样品0.20000.1433标准样品0.50000.3214标准样品1.00000.4665标准样品1.50000.4686标准样品2.00000.4667标准样品2.50000.4628标准样品3.00000.469吸光度NaAc溶液体积关系曲线由左图知NaAc溶液的用量为1.5ml最为合适。4.显色时间编号类型时间 [min]Abs1标准样品0.00000.4022标准样品2.00000.4043标准样品4.00000.4044标准样品6.00000.404由左图可知显色时间很短，2分钟后基本已经显色完全。5.标准曲线的绘制编号类型浓度 [ug/ml]Abs1标准样品0.00000.0032标准样品1.20000.2153标准样品1.60000.2874标准样品2.00000.3545标准样品2.40000.4166标准样品2.80000.490根据上表绘得标准曲线标准曲线方程为：y=0.1708x+0.00786.试样测定(工业盐酸铁含量的测定)编号类型浓度[ug/ml]Abs1未知样品2.03700.3582未知样品2.04300.3593未知样品2.05400.361平均未知样品2.04470.359工业盐酸铁含量为：c=2.0447*10=20.45ug/mLS=x-RSD=s/x*100%=0.4%思考题1）用邻二氮菲法测定铁时，为什么在测定前需加入还原剂盐酸羟胺？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）影响显色反应的因素有哪些？如何选择合适的显色条件？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，显色时间等。我们可以通过作图选择每个条件下的最适点。3）参比溶液的作用是什么？在本实验中可否用蒸馏水作参比？答：参比溶液的作用是