光谱分析-工业氢氧化钠中铁含量测定

项目1.2工业氢氧化钠中Fe含量测定模块1：光分析任务引入潍坊海化化工有限公司利用隔膜法生产工业氢氧化钠，为保证产品质量,生产部要求质检部对工业氢氧化钠产品进行Fe含量的确定，以及时优化工艺条件。任务分析完成工业氢氧化钠中Fe含量的测定，需要具备的基本知识和基本技能显色反应测量条件的选择工作曲线定量分析方法任务资讯

制定检测方案

决策计划

实施样品检测任务实施

任务检查评价

检查评价获取相关知识Fe含量测定

没有颜色的组分如何用可见分光光度法进行分析？任务资讯可见分光光度法可见分光光度法是利用测量有色物质对某一单色光吸收程度来进行测定的。选择合适的显色剂，利用显色反应，进行测定。任务资讯显色反应无色有色显色剂任务资讯可见光区的吸光光度分析，首先要利用显色反应将待测组分转变为有色物质，然后进行测定。M+RMR被测组分有色物质显色剂显色剂：将待测组分转变为有色物质的化学试剂。对显色反应的要求1.灵敏度高，ε大。2.选择性好，干扰少。3.显色后的物质组成恒定，化学性质稳定。4.有色物质与显色剂颜色差别大。显色剂在测定波长处无明显吸收,

Δ

max>60nm;显色剂无机显色剂:KSCN：测Fe、Mo、W、Nb等钼酸铵：测P、As等过氧化氢：测Ti、V等有机显色剂：分子结构含有生色团(即含不饱和键的基团)如偶氮基，对醌基和羰基等含有助色团(含孤对电子的基团)如氨基、羟基和卤代基等。任务资讯CH3－C－C－CH3HO－NN－OH＝＝NNOHCOOHSO3HOO型：NNNOH

OHON型：PAR(4-(2-吡啶偶氨)-间苯二酚)

NHNHNSNS型：双硫腙NN型：丁二酮肟邻二氮菲磺基水杨酸任务资讯偶氮类：偶氮胂III任务资讯三苯甲烷类三苯甲烷酸性染料铬天菁S

三苯甲烷碱性染料结晶紫

任务资讯邻菲罗啉类：新亚铜灵肟类：丁二肟

任务资讯影响显色反应的因素有哪些？任务资讯任务资讯影响因素a溶液酸度（pH值及缓冲溶液）副反应M+nR=MRnOH-H+存在型体的变化RH=R-

+H+

1

2生成不同配比的络合物例，磺基水杨酸–Fe3+pH=2~3FeR紫红色pH=4~7FeR2橙色pH=8~10FeR3黄色溶液酸度确定方法选择合适的酸度，可以在不同pH值缓冲溶液中，加入等量的被测离子和显色剂，测其吸光度，作A-pH曲线，由曲线上选择合适的pH范围。吸光度A与pH关系曲线

任务资讯配制一系列被测元素浓度相同不同显色剂用量的溶液，分别测其吸光度，作A-CR曲线，找出曲线平台部分，选择一合适用量即可。

吸光度与显色剂浓度的关系曲线

b显色剂的用量任务资讯实际工作中，作A~T曲线，寻找适宜反应温度。ATATATATATc显色反应温度加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解任务资讯d显色反应时间针对不同显色反应确定显示时间显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定；显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定e溶剂有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率实际工作中，作A~t曲线，寻找适宜反应时间。任务资讯(1)控制酸度法测Fe3＋:(控制pH)Fe3+,Cu2+FeSS（紫红）Cu2+pH2.5SSf干扰离子干扰消除办法（显色反应干扰的消除）：任务资讯测Co2＋(含Fe3+):(掩蔽法)Co2＋,Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2(蓝)(1)NaFSCN－Co2+Fe2+,Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN－(2)掩蔽剂掩蔽法(3)氧化还原掩蔽法(改变价态)任务资讯(5)选择适当的测定波长(6)增加显色剂用量(7)分离(4)利用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰任务资讯515655415500钍-偶氮砷III

钴-亚硝基红盐

AA络合物络合物试剂试剂任务资讯光度分析法的设计1.选择显色反应2.选择显色剂3.优化显色反应条件4.选择检测波长5.选择合适的浓度6.选择参比溶液7.建立标准曲线任务资讯如何选择测量条件？(1)测定波长选择选择原则：“吸收最大，干扰最小”灵敏度选择性一般来说，选择

max；如

max处有干扰，则选择无干扰处的

进行测定任务资讯(2)测定浓度控制控制浓度吸光度A：0.2～0.8减少测量误差任务资讯(3)参比溶液选择参比溶液：光度测量时用来调节仪器的零点的一种溶液。用途：消除由于吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的误差，并扣除干扰的影响。如参比溶液选择不当，会使标准曲线不通过原点。任务资讯任务资讯试液显色剂参比溶液无色无色蒸馏水有色无色不加显色剂的试液无色有色试剂空白有色有色

试液+掩蔽剂(使试液无色)+显色剂任务资讯工作曲线法工作曲线法又称标准曲线法(动画)。配制浓度不同的待测组分的标准溶液；以空白溶液为参比溶液；在选定的波长下，分别测定各标准溶液的吸光度；以标准溶液浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，在坐标纸上绘制的曲线即称为工作曲线。绘制方法：任务资讯理论基础：朗伯-比尔定律ρug/mL0.00.40.81.62.43.24.0未知A0.0000.1000.1990.4010.5980.7990.9980.453任务资讯查阅资料◆GB/T4348.3—2012工业用氢氧化钠Fe含量的测定1，10-菲啰啉分光光度法

◆GB/T603化学试剂◆GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法决策计划样品性质及相关信息主要成分:NaOHFe含量很低分析方法确定

用邻二氮菲显色，可见分光光度法配制系列标准溶液和待测样品显色后，用可见分光光度计绘制吸收曲线确定λmax，然后绘制工作曲线进行定量分析。方法提要确定Fe含量的测定方法

决策计划显色条件、测量条件的优化邻二氮菲（1g·L-1）：显色剂用量5mL参比溶液：试剂参比工作波长：510nm盐酸羟胺（10g·L-1）：还原剂用量5mL醋酸钠溶液：缓冲溶液pH=4.6决策计划质检员准备检测用仪器仪器清单（参考）分类名称规格数量名称规格数量小组公用仪器722或7200型分光光度计1台吸量管10mL1支1cm玻璃比色皿1套量筒10mL1个分析天平1台烧杯50mL3只容量瓶100mL1个吸耳球1个容量瓶50mL10个洗瓶1个任务实施质检员准备检测用试剂试剂清单（参考）名称硫酸亚铁铵邻二氮菲盐酸羟胺乙酸乙酸钠盐酸氨水对硝基酚工业氢氧化钠规格ARGRGRGRGRGRGRGR样品任务实施质检员准备检测用溶液溶液准备单（参考）任务实施序号溶液名称浓度用量配制方法1Fe储备液400μg/mL1000mL准确称取2.8085g硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O](分子量：392.13)于小烧杯中，溶于含有2mLH2SO4的水中，移入1000mL容量瓶，用蒸馏水稀释至刻度定容，摇匀。2邻二氮菲1g/L200mL称取0.5g邻二氮菲于小烧杯中，加入2~3mL95%乙醇溶解，再用水稀释到500mL。3盐酸羟胺10g/L200mL称取5g盐酸羟胺于小烧杯中，加水溶解，再用水稀释到500mL。4乙酸-乙酸钠缓冲溶液pH=4.6200mL称取164g乙酸钠(CH3COONa·3H2O),溶于水，加84mL乙酸(冰醋酸)，稀释至1000mL。5对硝基酚指示剂2.5g/L100mL取0.25g对硝基酚，溶于乙醇（95%），用乙醇（95%）稀释至100mL。测定Fe含量任务实施1.标准曲线的绘制1）标准比色液的配制。取储备液5mL稀释至100mL，配制成20/μg·mL-1的工作液。用吸量管分别吸取20/μg·mL-1的铁标准溶液0.00、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL于7只50mL容量瓶中，依次各加入2.5mL盐酸羟胺，5mLHAc-NaAc缓冲溶液，5mL邻二氮菲，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置10min。2）以1cm比色皿，试剂空白为参比，用分光光度计在400~600nm波长范围内测定2、3号溶液的吸光度随波长的变化。记录数据，确定工作波长。3）以1cm比色皿，试剂空白为参比，在上述步骤所得的最大吸收波长下，分别测量标准系列溶液的吸光度。记录数据，绘制标准曲线。2.试样溶液制备。称取相当于氢氧化钠（10~15）g的固体或液体试样（精确到0.01g），置于适量的烧杯中，加水溶解约至120mL，加（2~3）滴对硝基酚指示液，用盐酸中和至无色，再过量1mL，煮沸5min，冷却至室温。移入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。3．显色。分别移取25.00mL试样溶液置于50mL容量瓶中，按照步骤1中同样的方法显色，测量吸光度。记录数据。4.结果计算。■仪器规范使用方面■数据记录、计算方面■结果准确度、精密度方面■误差原因分析检查与评价讨论问题1：为什么要先配制400μg·mL-1铁标液，然后再进行稀释得20.0μg·mL-1，而不直接配制？国家标准规定，当标准溶液的浓度低于0.1mg·mL-1时，应先配成比使用的浓度高1～3个数量级的浓溶液（不小于1mg·mL-1）作为储备液，然后再稀释。问题2：为什么要稀释成20.0μg·mL-1，而不是其他浓度？（1）标准系列溶液的浓度取值要合适；吸光度数值适宜范围为0.2～0.8（2）试液的浓度应合适，其点最好处于标准系列溶液的浓度中部。标准溶液制备任务引领下的知识拓展与深化讨论问题1：在铁标准液和试液中加入邻二氮菲溶液、盐酸羟胺溶液与醋酸钠溶液的作用是什么？1、邻二氮菲的作用显色条件2、盐酸羟胺与醋酸钠的作用盐酸羟胺的作用是将溶液中的Fe3+还原成可与邻二氮菲反应的Fe2+，便于测定溶液中总铁含量。醋酸钠溶液的作用是作为缓冲剂，调节溶液合适的pH，以保持邻二氮菲显色剂的稳定性。任务引领下的知识拓展与深化讨论问题2：在显色操作时，未知试液与标准溶液同时显色的目的是什么?保证显色条件一致任务引领下的知识拓展与深化讨论问题1：为什么选择试剂空白？其作用是什么？因为测试溶液中其他各种试剂会对吸光度有微小的贡献消除其他各种试剂对吸光度的贡献，使测定过程中产生的吸光度仅仅与被测离子有关，便于直接利用光吸收定律，并能在理论上确保得到准确的结果。测量条件任务引领下的知识拓展与深化讨论测量条件问题3：正确使用比色皿问题2：工作波长为什么选择为510nm？因为在此波长下，能得到待测元素铁离子与显色剂反应物的最大吸光度，是最大吸收波长。正确选择比色皿的厚度，使吸光度落在合适的范围内；测量中，要用所测试液润洗比色皿。任务引领下的知识拓展与深化由公式A=εbc，在测量条件一致的条件下(λ、b不变），吸光度A与浓度c呈正比关系，若以A为纵坐标，以c为横坐标，可得一条直线利用绘制工作曲线进行计算设想如果横坐标c的浓度已知,则通过测量就可知道与c一一对应的纵坐标A值,如:数据处理利用工作曲线计算试样中被测组分的含量。计算公式：ρ试=V×ρ标/V移，任务引领下的知识拓展与深化数据处理示例1：坐标比例不合适任务引领下的知识拓展与深化数据处理示例2：坐标轴上数据的有效数字不正确。任务引领下的知识拓展与深化数据处理示例3：工作曲线应为一条直线，不是折线或曲线；

工作曲线的绘制时,要注意直线上下两侧的实验点数应相当。任务引领下的知识拓展与深化测定时，为避免使用时出差错，所作工作曲线上必须标明标准曲线的名称、所用标准溶液（或标样）名称和浓度、坐标分度和单位、测量条件（仪器型号、入射光波长、吸收池厚度、参比液名