邻二氮菲吸光光度法测铁的条件实验.ppt

邻二氮菲吸光光度法测铁的条件实验,张帅、葛吉昌、王养茎时攀、贺朋军、楚亚龙,本组成员：,一、目的要求,1、掌握邻二氮菲吸光光度法测定铁的条件实验，学会如何选择分光光度计分析的条件。2、学会邻二氮杂菲分光光度计测定铁的原理和方法。3、进一步了解分光光度计的构造、性能及使用方法。,二、实验原理,邻二氮菲（简写为phen),是测定铁的一种较好的显色剂.它是测定二价铁的一种高灵敏度的高选择性试剂在pH2-9的范围内，Fe2+离子和邻二氮菲反应，生成一种极稳定的橘红色配合物Fe(phen)32+,其lgK稳=21.3（20)，其在510nm波长下有最大吸收峰，摩尔吸光系数1.1104。反应式如下：,可见分光光度法测定无机离子,要经过两个过程:一是显色过程;二是测量过程;为了使测定结果有较高的灵敏度和准确度,必须选择合适的显色条件和测量条件.显色反应条件:显色剂用量、酸度、温度、时间及干扰的消除测量吸光度的条件：波长吸光度范围和参比溶液的选择，确定显色反应的最佳实验条件，也就可以在一定程度上保证了实验的准确度和精密度。我们的条件实验通常采用单因素实验法。其原理是在几个实验条件中，改变其中一个条件的值，固定其它的条件，然后测定相应的吸光度值，再从中找出符合实验要求的条件。,Fe3+离子与邻二氮杂菲也能生成3：1的淡蓝色配合物，其lgK稳=14.1。因此，在显色之前应预先用盐酸羟胺(NH2OHHCl)将Fe3+离子还原Fe2+离子，其反应式为：2Fe3+2NH2OHHCl2Fe2+N2+2H2O+4H+2Cl-测定时，控制溶液的酸度在pH5左右较为适宜。酸度高则反应进行的慢，酸度太低，则Fe2+离子水解，影响显色这种测定方法不仅灵敏度高，稳定性好，而且选择性高。相当于铁量40倍的Sn()Al()Ca()Mg()Zn()Si()，20倍的Cr()V()P(),5倍的Co()Ni()Cu()不干扰实验。,三、仪器和试剂,1醋酸钠：1molL-1；2氢氧化钠：1molL-1；3盐酸羟胺：100gL-1；(用时配置)4邻二氮菲溶液(1.5gL-1)：5100gml-1铁标准溶液准确称取0.864g分析纯NH4FE(SO4)212H2O,置于一烧杯中，以30ml2moll-1HCl溶液溶解后转入1000ml容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。10gml-1的铁标准溶液由100gml-1的铁溶液稀释10倍即可,四、实验步骤,1.吸收曲线的绘制：用吸量管准确吸取10ugmL-1铁标准溶液5mL，置于50mL容量瓶中。加入100gL-1盐酸羟胺溶液1mL，摇匀后加入1.5gL-1邻二氮菲溶液2mL和1molL-1醋酸钠溶液5mL，以水稀释至刻度，摇匀。放置十分钟后。在分光光度计上，用1cm比色皿，以水为参比溶液，波长从570nm-430nm为止，每隔10或20nm测定一次吸光度（其中从530至490nm，每隔10nm测一次）然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制出吸收曲线，从吸收曲线上确定该测定的波适宜波长，既是最大吸收波长。,A、条件实验：,2邻二氮菲与铁的配合物的稳定性：用吸量管准确吸取10ugmL-1铁标准溶液5mL，置于50mL容量瓶中。加入100gL-1盐酸羟胺溶液1mL，摇匀后加入1.5gL-1邻二氮菲溶液2mL和1molL-1醋酸钠溶液5mL，以水稀释至刻度，摇匀。放置十分钟后。在分光光度计上，用1cm比色皿，以水为参比溶液，在最大吸收波长510nm处，从加入显色剂后立即测定一次吸光度，经15min，30min，45min，60min后，各测一次吸光度。以时间(t)为横坐标，吸光度(A)为纵坐标，绘制At曲线，从曲线上判断配合物稳定的情况。,3显色剂用量的影响：,取50mL容量瓶6个，各加入10ugmL-1铁标准溶液5ml，1ml100gL-1盐酸羟胺溶液，摇匀.再分别加入邻二氮菲溶液0，0.5，1.0，2.0，3.0和4.0mL,再各加入醋酸钠5mL.以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上，用适宜波长(510nm)，1cm比色皿，以水为参比测定不同用量显色剂溶液的吸光度。然后以邻二氮菲试剂加人毫升数为横坐标，吸光度为纵坐标、绘制Av曲线，由曲线上确定显色剂最佳加入量。,4.溶液酸度对配合物的影响：,准确吸取100gml-1铁标准液5ml于100ml容量瓶中，加入5ml2mol/LHCl溶液和10ml100g/L盐酸羟胺溶液，经2min后加入1g/L邻二氮杂菲30ml，以水稀释至刻度，摇匀，备用。取25ml容量瓶7只，编号，用吸量管分别准确吸取上述溶液5ml于各容量瓶里。在滴定管中装0.4mol/LNaOH溶液，然后分别在7只容量瓶中加入0.4mol/LNaOH溶液0.0ml，1.0ml,1.5ml,2.0ml,3.0ml,4.0ml及5.0ml,以水稀释至刻度，摇匀，使各溶液的pH从2开始逐步增加至12以上。放置10min，在分光光度计上用最大吸收波长（510nm）2cm比色皿，以水参比测定吸光度A。用精密pH试纸测定各比色皿中溶液的pH。最后以pH为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制A-pH曲线。从曲线上找出适宜的pH范围。,B、铁含量的测定,1.标准曲线的测绘：取25ml容量瓶6只，编号。分别取10gml-1的铁标准溶1.0ml,2.0ml,3.0ml,4.0ml和5.0ml于五只容量瓶中，另一容量瓶中不加铁标准液。然后各加0.5ml100gml-1盐酸羟胺溶液，摇匀，经2min后，再各加2.5ml1mol/LNaOAc溶液及1.5ml1g/L邻二氮杂菲溶液，以水稀释至刻度，摇匀。放置10min，在分光光度计上，用2cm比色皿在最大吸收波处，测定各溶液的吸光度。以铁含量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。,2.未知溶液铁含量的测定：吸取5ml未知液代替标准液，其他步骤与上同，测定吸光度。由未知液的吸光度在标准曲线上查出5ml未知液中的铁的含量，以mg/L表示结果。,五、数据处理,1.根据上面条件实验的结果，拟出邻二氮菲分光光度法测定铁的测定条件并讨论。2.绘制标准曲线,计算回归方程和相关系数.,六、注意事项,1干扰：用邻二氮菲测定时，有很多元素干扰测定，须预先进行掩蔽或分离，如钴、镍、铜、铬与试剂形成有色配合物；钨、相、铜、汞与试剂生成沉淀，还有些金属离子如锡、铅、铋则在邻二氮菲铁配合物形成的pH范围内发生水解；因此当这些离子共存时，应注意消除它们的干扰作用。,2试剂本次实验中，所用的试剂有铁标液、盐酸羟胺、盐酸、氢氧化钠、邻二氮菲。盐酸羟胺的作用：Fe3+与邻二氮杂菲也能生成淡蓝色的配合物，影响对Fe2+的测定。盐酸羟胺是还原剂，用来还原Fe3+离子；盐酸和氢氧化钠的作用：盐酸和氢氧化钠是用来调节溶液的pH值；测定时溶液的pH要控制在5左右。酸度太高反应进行较慢；酸度太低，Fe2+水解，影响显色。邻二氮菲的作用：邻二氮菲是显色剂，可以与Fe2+生成极其稳定的橘红色配合物。,3.溶液的配制：用移液管准确移取试剂溶液；注意溶液的加入顺序不能搞错。4.测定：要合理地设计条件实验的点，做到不漏做条件。5.要注意试剂的准确加入及加入的顺序；6.比色皿的使用：在进行条件试验时，每改变一次条件，比色皿要洗干净。,7.比色皿注意事项比色皿一般为长方体，其底及两侧为磨毛玻璃,另两面为光学玻璃制成的透光面采用熔融一体、玻璃粉高温烧结和胶粘合而成。所以使用时应注意以下几点:a、拿取比色皿时,只能用手指接触两侧的毛玻璃,避免接触光学面。同时注意轻拿轻放，防止外力对比色皿的影响，产生应力后破损。b、凡含有腐蚀玻璃的物质的溶液,不得长期盛放在比色皿中。c、不能将比色皿放在火焰或电炉上进行加热或干燥箱内烘烤。d、当发现比色皿里面被污染后，应用无水乙醇清洗，及时擦拭干净。e、不得将比色皿的透光面与硬物或脏物接触。盛装溶液时,高度为比色皿的2/3处即可,光学面如有残液可先用滤纸轻轻吸附，然后再用镜头纸或丝绸擦拭。,8.721型分光光度计的使用方法721型分光光度计其波长范围360800nm，色散元件为三角棱形.1.检查仪器各调节钮的起始位置是否正确，接通电源开关，打开样品室暗箱盖，使电表指针处于“0”位，预热20min后，再选择须用的单色光波长和相应的放大灵敏度档，用调“0”电位器调整电表为T=0。2.盖上样品室盖使光电管受光，推动试样架拉手，使参比溶液池（溶液装入45高度，置第一格）置于光路上，调节100透射比调节器，使电表指针指T100。3.重复进行打开样品室盖，调0，盖上样品室盖，调透射比为100的操作至仪器稳定。4.盖上样品室盖，推动试样架拉手，使样品溶液池置于光路上，读出吸光度值。读数后应立即打开样品室盖。5.测量完毕，取出比色皿，洗净后倒置于滤纸上晾干。各旋钮置于原来位置，电源开关置于“关”，拔下电源插头。6.放大器各档的灵敏度为：“l”1倍；“2”10倍；“3”20倍，灵敏度依次增大。由于单色光波长不同时，光能量不同，需选不同的灵敏度档。选择原则是在能使参比溶液调到T100处时，尽量使用灵敏度较低的档，以提高仪器的稳定性。改变灵敏度档后，应重新调“0”和“100”。,七、思考与讨论,1，Fe3+离子标准溶液在显色前加盐酸羟胺的目的是什么？如测定一般铁盐的总铁量，是否加盐酸羟胺？答：盐酸羟胺是还原剂，把三价铁还原成二价铁。二价铁与邻菲罗啉形成稳定的橘红的配合物，用分光光度计测定其浓度。测定一般铁盐的总铁量时，需要加盐酸羟胺溶液，因为Fe2+和Fe3+与邻二氮杂菲生成的络合物不同，若溶液中混有Fe3+则会使吸光度的测量不准确。,2，显色时加入还原剂，缓冲溶液，显色剂的顺序是否可以颠倒？为什么？答：顺序不能颠倒，原因是：如果先加显色剂，即使显色也是物质未还原前的颜色（氧化态颜色）；还原剂加入前就加缓冲溶液，解救会因为pH条件的改变