实验二 铬和钴混合液分光光度法的同时测定.doc

实验二 铬和钴混合液分光光度法的同时测定一、实验目的 1通过实验加深对配位体场电子跃迁作用机制的理解。2掌握用解联立方程法同时测定混合物组成的原理及实验方法。3进一步熟悉分光光度计的使用。二、实验原理过渡金属离子与配位体（H2O也是其中一种）所形成的配合物，具有两种类型的吸收光谱。一种是电荷转移所引起，另一种是过渡金属离子所具有的d电子在受配位体的影响而发生变化了的d轨道上跃迁所致（见图2）。前者所需能量较大，常发生在紫外区；后者所需能量较小，常发生在可见光区。过渡金属水合离子所呈现的某种特征颜色，一般都是由配位体场d电子跃迁所致。图2 配位场对d轨道能量的影响配位体场吸收带的max决定于配位体场分裂能（E）的大小。吸收带的max与分裂能之间的关系满足式（2-1），即： E = h = hc / max （2-1）对于几何构型相同的几种配位体配合物，过渡金属离子所呈现的颜色与其d电子壳层中d电子的总数有密切的关系，Cr3+ 和 Co2+ 分别为 d3和 d7的过渡金属离子，其M(H2O)6n+ 型水合离子分别为紫色和桃红色，其吸收谱带部分重叠。欲以分光光度法测定Cr3+与Co2+混合液，可采用解联立方程法，其方法原理如下：设一体系中含有两吸光组分A和B。若A和B的吸收光谱部分重叠，则可根据吸光度的加和性质，在A和B的最大吸收波长1和2处测量总吸光度和。图3 相互重叠的A、B混合物的紫外吸收光谱则可由下列方程式求出A和B各组分的浓度： （2-2）式中，、分别代表组分A和B在1与2处的摩尔吸光系数。根据光吸收定律式，在吸收池厚度为1 cm的条件下， （2-3）配制一系列ni组分的标准溶液，在j处测量吸光度，并以相对于标准溶液的浓度作标准工作曲线，其斜率即为ni组分在特定波长j处的摩尔吸光系数。本实验中A和B分别代表Cr3+和Co2+。三、仪器与试剂1仪器：WFJ7200型可见分光光度计；1 cm比色皿；玻璃器皿一套。2试剂：0.350 molL-1 Co(NO3)2溶液；0.100 molL-1 Cr(NO3)3溶液。四、实验步骤1参照 WFJ7200型可见分光光度计的使用方法，开启仪器，预热备用。2绘制 Cr3+ 和Co2+ 水溶液的吸收光谱，确定波长1和2。分别移取0.100 molL-1 Cr(NO3) 3溶液和0.350 molL-1 Co(NO3) 2溶液各5.00 mL于2个25 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。用1 cm玻璃吸收池，以蒸馏水为参比溶液，分别绘制其在400700 nm波长范围内的吸收光谱，并找出最大吸收峰的波长1和2。3作标准工作曲线，求、。取4个25 mL容量瓶，分别加入0.100 molL-1 Cr(NO3)3溶液2.50、5.00、7.50和10.0 mL，另取4个25 mL容量瓶，分别加入0.350 molL-1 Co(NO3)2溶液2.50、5.00、7.50和10.0 mL，皆用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。用1cm玻璃吸收池，以蒸馏水为参比，用WFJ7200型分光光度计，分别在波长1和2处测量上述8个溶液的吸光度。4试液的测定。移取5.00 mL试液于25 mL容量瓶中，用蒸馏水定容，摇匀。在同3的操作条件下，于波长1和2处测量试液的吸光度。五、数据处理1绘制Cr3+和Co2+水溶液的吸收光谱，确定1和2。2已知h = 6.62610-34 Js，c = 3.01010 cms-1。试根据式（2-1）和实验所得，求出Cr3+水合离子配位体场的分裂能（kJmol-1）。3据式（2-2），在1和2处，分别作Cr(NO3)3溶液及Co(NO3)2溶液的4条标准工作曲线，求得4条直线的斜率、。4通过式（2-2）计算未知液中各组分的浓度。六、思考题1影响过渡