实验十五+邻二氮菲吸光光度法测定铁.doc

实验十五 邻二氮菲吸光光度法测定铁一、实验目的1掌握光度法测定铁的原理及方法2学会722分光光度计的正确使用。3学习如何选择吸光光度分析的实验条件。二、实验原理邻二氮菲(phen)是测定微量铁的较好试剂。在pH29的溶液中，试剂与Fe2+生成稳定的红色配合物，其lgK21.3，摩尔吸光系数 = 1.1104 mol/ L，其反应式如下：Fe2+ + 3(phen) = Fe(phen)32+红色配合物的最大吸收峰在510nm波长处。当铁为+3价时，可用盐酸羟胺还原， 本方法的选择性很高，相当于含铁量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-，20倍Cr3+、Mn2+、PO43-，5倍Co2+、Cu2+等均不干扰测定。 吸光光度法的实验条件，如测量波长、溶液酸度、显色剂用量等，都是通过实验来确定的。本实验在测定试样中铁含量之前，先做部分条件试验，以便初学者掌握确定实验条件的方法。条件试验的简单方法是：变动某实验条件，固定其余条件，测得一系列吸光度值，绘制吸光度-某实验条件的曲线，根据曲线确定某实验条件的适宜值或适宜范围。三、仪器与试剂1仪器 722型分光光度计、酸度计、容量瓶（50mL）、吸量管（5mL，10mL）等。2试剂 （1）铁标准溶液 准确称取0.176克分析纯硫酸亚铁铵（FeSO4 (NH4)2 SO46H2O）于小烧杯中，加水溶解，加入6molL HCl溶液5mL，定量转移至250mL容量瓶中稀释至刻度，摇匀。所得溶液每毫升含铁0.100 mg（即100ug/mL）。 （2）0.15邻二氮菲（又称邻菲咯琳）水溶液： 称取1.5g邻二氮菲，先用510mL 95乙醇溶解，再用蒸馏水稀释到1000mL。（3）10盐酸羟胺水溶液（新鲜配制）； （4）HAcNaAc缓冲溶液（pH4.6）： 称取136g醋酸钠（CH3COONa3H2O），加60 mL冰醋酸，加水溶解后，稀释到1000mL。（5）1molL NaOH溶液（6）6molL NaOH溶液四、实验步骤(一)实验条件的选择1吸收曲线的制作和测量波长的选择：用吸量管吸取0.0，1.0mL铁标准溶液（100g/ml），分别注入两个50mL比色管中，各加入1mL盐酸羟胺溶液，2mL邻二氮菲，5mL NaAc，用水稀释至刻度，摇匀。放置10min后，用1cm比色皿，以试剂空白（即0.0mL铁标准溶液）为参比溶液，在440560nm之间，每隔10nm测一次吸光度，在最大吸收峰附近，每隔5nm测定一次吸光度。在坐标纸上，以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A和关系的吸收曲线。从吸收曲线上选择测定Fe的适宜波长，一般选用最大吸收波长max。 2酸度影响（酸度对显色剂的影响、酸度对被测金属离子状态的影响、酸度对络合物形成的影响。）于8只50 mL容量瓶（或比色皿）中，用刻度移液管各加入1.0 mL 100g/ml的铁标准溶液，再加入1 mL盐酸羟胺溶液和2mL邻二氮菲溶液，摇匀。然后分别加入NaOH溶液0.0 mL、0.2 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL、3.0 mL。用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。放置10 min后分别测定各溶液的pH值和吸光度。吸光度测定条件为：1cm比色皿，蒸馏水作参比，测定波长为max。本实验选择pH=4-6，一般选为5，可以直接用醋酸钠缓冲溶液调节pH=5，不进行这步测定。3显色剂用量的影响 取7个50 mL容量瓶（或比色皿），依次加入1.0 mL 100g/ml的铁标准溶液，1mL盐酸羟胺溶液摇匀。再分别加入邻二氮菲溶液0.1 mL、0.3 mL、0.5 mL、0.8 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL和5.0ml的NaAc，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。放置10 min后测定各溶液的吸光度。吸光度测定条件为：1cm比色皿，以蒸馏水作参比，测定波长为max。（二）铁含量的测定1标准曲线的制作： 用移液管吸取100gmL-1铁标准溶液10mL于100mL容量瓶中，加入2mL 6molL-1的HCl，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含Fe3+ 10g。在6个50mL容量瓶（或比色管）中，用吸量管分别加入0.0, 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0mL 10gmL-1铁标准溶液，分别加入1mL盐酸羟胺，2mL Phen，5mL NaAc溶液，每加一种试剂后摇匀。然后，用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。用1cm比色皿，以试剂为空白（即0.0mL铁标准溶液），在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度。以含铁量为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。用绘制的标准曲线，重新查出相应铁浓度的吸光度，计算Fe2+Phen络合物的摩尔吸光系数。2试样中铁的测定准确吸取适量试液于50ml比色管中，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（gmL-1）。五、数据记录与处理 1绘制A-，得出max 2绘制A-pH，得出最佳pH范围 3绘制A-Vphen，得出phen最佳使用体积 4绘制工作曲线，从工作曲线上找出未知试样的含量，并计算水样中的铁含量（gmL-1）六、思考题1本实验量取各种试剂时应分别采取何种量器较为合适？为什么？ 答：本实验所用的溶液量都比较少，用移液管或吸量管比较合适。标准铁试样的量取要特别准确，而其他的试剂，如phen、NaAc等，都为过量，相对要求不是很严格。2怎样用吸光光度法测定水样中的全铁（总铁）和亚铁的含量？试拟出简单步骤。 答：绘制出工作曲线 （1）用吸光光度法测定水样中的全铁（总铁）含量：取试样适量，加入1mL盐酸羟胺，2mL Phen，5mLNaAc溶液，每加一种试剂后摇匀。然后，用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。用1cm比色皿，以试剂为空白（即0.0mL铁标准溶液），在所选择的波长下，测量该溶液的吸光度。（2）用吸光光度法测定水样亚铁的含量：加入2mL Phen，5mL NaAc溶液，每加一种试剂后摇匀。然后，用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。用1cm比色皿，以试剂为空白（即0.0mL铁标准溶液），在所选择的波长下，测量该溶液的吸光度。最后根据工作曲线上得出水样中的全铁（总铁）和亚铁的含量。3. 为什么要用邻二氮菲显色后再测定？答：因为水中微量组分较少，对光的吸收很小，无法测出其吸光光度，加入显色剂后，与被测组分形