《分光光度分析》实验四 邻二氮菲分光光度法测定铁

实验四邻二氮菲分光光度法测定微量铁1．学习如何选择吸光光度分析的试验条件。2．掌握吸光光度法测定微量铁的原理及方法。3．掌握分光光度计和吸量管的使用方法。掌握摩尔吸光系数和稳定常数的测定方法。一、实验目的二、实验原理

在pH为2

9的溶液中，Fe2+与邻二氮菲(Phen)生成1:3的桔红色的稳定配合物。lg

3=21.32Fe3++2NH2OH·HCl=2Fe2++N2+4H++2H2O+2Cl-Fe3+与邻二氮菲生成1:3的淡蓝色配合物，其lg

3＝14.1

盐酸羟胺还原

为了尽量减少其他离子的影响，通常在微酸性(pH约5)溶液中显色。

本法的选择性很高，相当于含铁量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-，20倍的Cr3+、Mn2+、V(V)、PO43-，5倍的Co2+、Cu2+等不干扰铁的测定。若共存离子量大时，可采用EDTA进行配位掩蔽或预先分离。

吸光度摩尔吸光系数，单位L·mol-1·cm-1溶液的浓度，单位mol·L-1液层厚度(光程长度)，单位cm

朗伯-比耳定律

物理意义：当平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时,溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。A

c增大定量分析基础在一定的实验条件下，物质对光的吸收与物质的浓度成正比。

摩尔吸光系数ε在数值上等于吸光物质浓度为1mol·L-1、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。吸光光度法的条件试验(1)吸收曲线(2)显色剂用量(3)显色酸度(4)显色时间(5)稳定性(6)显色温度(7)溶剂(8)标准曲线(9)配合物组成等(10)共存离子的影响(11)方法适用范围即样品分析

三、仪器与试剂SP2000型分光光度计步骤开机设置波长调零调满度设置方式测定样品0.575光源单色器吸收池检测器显示单波长单光束分光光度计(1)铁标准溶液(200

g·mL-1

即2

1.79

10-3mol·L-1)(2)邻二氮菲水溶液(1.5g·L-1)(3)邻二氮菲水溶液[1.79

10-3mol·L-1

(组成比用，0.355g·L-1)]

(4)盐酸羟胺(100g·L-1)用时配制(5)乙酸钠溶液(1mol·L-1)(6)氢氧化钠溶液(1mol·L-1)(7)盐酸溶液(6mol·L-1)(8)铁标准溶液(20

g·mL-1，200

g·mL-1配成250mL，见后面)说明：(1)-(7)由实验室教师配制，(8)每组配制一份试剂四、实验内容条件试验铁含量的测定摩尔比法测定配合物的组成比、摩尔吸光系数及反应的平衡常数1mL盐酸羟胺溶液摇匀2mLPhen，5mLNaAc用水稀释至刻度，摇匀放置l0min蒸馏水为参比溶液，在440～560nm之间，每隔l0nm测一次吸光度在最大吸收峰附近，每隔5nm测量一次吸光度50mL容量瓶lcm比色皿5.0mL20

g·mL-1

(100

g)

铁标准溶液1、条件实验1.1吸收曲线的制作和测量波长的选择在坐标纸上，绘制A与

关系的吸收曲线吸收曲线邻二氮菲-Fe2+配合物

max=510nm吸收蓝绿色光显示橙红色510A

/nm与浓度无关作为测定波长，此时灵敏度高

maxApH1.2酸度的选择

1mL盐酸羟胺溶液摇匀2mLPhen，摇匀用水稀释至刻度，摇匀放置l0min50mL容量瓶lcm比色皿在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度以蒸馏水为参比XmL1mol·L-1NaOH(用pH计测量溶液pH值)XmLNaOH:0.00mL，0.20mL，0.50mL，1.00mL1.50mL，2.00mL，2.50mL,3.00mL

绘制A与pH关系的酸度影响曲线5.0mL20

g·mL-1

(100

g)

铁标准溶液1.3显色剂用量的选择

a

当显色剂用量达到某一数值时，吸光度不再增大b与a不同之处是平坦部分较窄，当显色剂浓度继续增大时，试液的吸光度反而下降c

随显色剂用量增大，试液的吸光度也增大1mL盐酸羟胺溶液摇匀50mL容量瓶lcm比色皿在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度以蒸馏水为参比绘制A与V关系的显色剂用量影响曲线XmLPhen，5mLNaAc用水稀释至刻度，摇匀放置l0minXmLPhen:0.10mL，0.30mL，0.50mL，

0.80mL，l.00mL，2.00mL,4.00mLAcR5.0mL20

g·mL-1

(100

g)

铁标准溶液1.4显色时间

Atab稳定时间显色时间1mL盐酸羟胺溶液摇匀2mLPhen，5mLNaAc用水稀释至刻度，摇匀50mL容量瓶lcm比色皿测量放置t时间后的各溶液的吸光度在所选择的波长下，以蒸馏水为参比绘制A与t关系的显色时间影响曲线放置t

时间:5min，10min，30min，

60min，120min，180min…..5.0mL20

g·mL-1

(100

g)

铁标准溶液

用移液管吸取25.00mL200

g·mL-1铁标准溶液于250mL容量瓶中，加入5mL6mol·L-1HCl溶液，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液Fe3+的浓度为20

g·mL-1。2、铁含量的测定2.1工作曲线的制作XmL

铁标准溶液50mL容量瓶1mL盐酸羟胺溶液摇匀2mLPhen，5mLNaAc用水稀释至刻度，摇匀lcm比色皿放置l0min在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度绘制工作曲线XmL

铁标准溶液:2.00mL，4.00mL，5.00mL，

6.00mL，8.00mL，l0.00mL以试剂空白(即0.0mL铁标准溶液)或蒸馏水为参比注意：改为用水作为参比；将无机分析化实验书P190工作曲线0.0mL去掉，增加一个点5.00mL书上原来：0.00mL，2.00mL，4.00mL，6.00mL，8.00mL，l0.00mL修改为：2.00mL，4.00mL，5.00mL，6.00mL，8.00mL，l0.00mL2.2试样中铁含量的测定

准确吸取10.00mL试液于50mL容量瓶中，按标准曲线的制作步骤，加入各种试剂，测量吸光度。从标准曲线上查出和计算试液中铁的含量(单位为

g·mL-1)。A

(g·mL-1)

(Fe3+)(g·mL-1)A试液铁含量测定3.摩尔比法测定配合物的组成比、摩尔吸系数及反应的平衡常数

3.1摩尔比法测定组成比组成比？显色剂用量？图11mL盐酸羟胺溶液摇匀50mL容量瓶lcm比色皿XmLPhen，5mLNaAc用水稀释至刻度，摇匀放置l0min在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度以蒸馏水为参比以A对cR/cM作图注意：测定组成比时铁标液与Phen浓度均为：1.79

10-3

mol·L-1

XmLPhen:1.00mL，1.50mL，2.00mL，2.50mL，

3.00mL，3.50mL,4.00mL，4.50mL5.0mL20

g·mL-1

(100

g)铁标准溶液方法一由绘制的标准曲线，重新查出某一适中铁浓度相应的吸光度Ai，计算Fe2+-Phen配合物的摩尔吸光系数

。方法二由摩尔比法求出配合物的摩尔吸光系数。由摩尔比法确定出曲线所达到的最大吸光度Amax(如图)，则：3.2摩尔吸光系数

的测定根据所求出的摩尔吸光系数

，可以求出每份溶液中金属离子与显色剂平衡时的浓度。cM=[M]+[MR3]cR=[R]+3[MR3][R]=cR-3[MR3][M]=cM-[MR3]3.3配合物稳定常数的测定Ai—每份溶液所测得的吸光度Vi—加入1.79×10-3mol·L-1的邻二氮菲溶液的体积

根据以上平衡浓度，可以计算出该点平衡常数Ki。求出各份溶液的Ki后取其平均值，即为测定结果。

注意：在图1中CD段呈曲线，此时配合物离解度较大，上述计算误差很大，实际计算只能采用OC段直线部分的数据。

如何简化操作手续？1标准曲线中哪一个点代替波长选择？从工作曲线中选择5.00mL即100g的那一个点。2显色时间？就用第1问题中工作曲线的那一个点。3显色剂用量与组成比测定？做了组成比就知道了显色剂用量。4配合物形成常数？按照原理和上述数据直接计算即可。

5浓度配制？最好配制成移取25.00mL