实验二十 水中微量铁的测定—邻菲啰啉分光光度法.doc

实验二十 水中微量铁的测定邻菲啰啉分光光度法 一、实验目的1. 学习如何选择吸光光度分析的实验条件； 2. 掌握用吸光光度法测定铁的原理及方法； 3. 掌握分光光度计和吸量管的使用方法。 二、实验原理铁的吸光光度法所用的显色剂较多，有邻二氮菲（又称邻菲啰啉，菲绕林）及其衍生物、磺基水杨酸、硫氰酸盐、5BrPADAP等。其中邻二氮菲分光光度法的灵敏度高，稳定性好，干扰容易消除，因而是目前普遍采用的一种方法。 在pH为29的溶液中，Fe2与邻二氮菲（Phen）生成稳定的橘红色络合物 Fe（Phen）32： 其中lg321.3，摩尔吸光系数5081.1104 Lmol-1cm-1。当铁为3价时，可用盐酸羟胺还原： Cu2、Co2、Ni2、Cd2、Hg2、Mn2、Zn2+等离子也能与Phen生成稳定络合物，在少量情况下，不影响Fe2的测定，量大时可用EDTA隐蔽或预先分离。 吸光光度法的实验条件，如测量波长，溶液酸度、显色剂用量、显色时间、温度、溶剂以及共存离子干扰及其消除等，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、仪器与药品1. 分光光度计，pH计，50mL容量瓶8个（或比色管8支） 2. 100 gmL-1铁标准溶液：准确称取0.8634 g 分析纯 NH4Fe（SO4）212H2O于200mL烧杯中，加入20mL 6molL-1 HCl溶液和少量水，溶解后转移至1L容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。 3. 邻二氮菲 1.5 gL-1。（新配制）； 4. 盐酸羟胺 100 gL-1（用时配制）。 5. NaAc 1molL-1。 6. NaOH 1 molL-1。 7. HCl 6 molL-1。 四、实验步骤1. 条件试验 吸收曲线的制作和测量波长的选择 用吸量管吸取0.0mL和1.0mL铁标准溶液分别注入两个50mL容量瓶（或比色管）中，各加入1mL盐酸羟胺溶液，摇匀。再加入2mL Phen，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测量一次吸光度。在坐标纸上，以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A与关系的吸收曲线。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。 溶液酸度的选择 取8个50mL容量瓶（或比色管），用吸量管分别加入1mL铁标准溶液，1mL盐酸羟胺，摇匀，再加入2mL Phen，摇匀。用5mL吸量管分别加入0.0mL，0.2 mL，0.5mL，1.0mL，1.5mL，2.0mL，2.5mL和3.0mL 1molL-1NaOH溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置10min。用1cm比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在选择的波长下测定各溶液的吸光度。同时，用pH计测量各溶液的pH。以pH为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A与pH关系的酸度影响曲线，得出测定铁的适宜酸度范围。 显色剂用量的选择 取7个50mL容量瓶（或比色管），用吸量管各加入1mL铁标准溶液，1 mL盐酸羟胺，摇匀，再分别加入0.1mL，0.3mL，0.5mL，0.8mL，1.0mL，2.0mL，4.0mL pHen和5mL NaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。放置10min。用1cm比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在选择的波长下测定各溶液的吸光度。以所取pHen溶液体积V为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A与V关系的显色剂用量影响曲线。得出测定铁时显色剂的最适宜用量。 显色时间 在一个50mL容量瓶（或比色管）中，用吸量管加入1mL铁标准溶液，1mL盐酸羟胺，摇匀。再加入2mL Phen，5mL NaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。立刻用1cm比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在选定的波长下测量吸光度。然后依次测量放置5min，10min，30min，60min，120min，后的吸光度。以时间t为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A与t关系的显色时间影响曲线。得出铁与邻二氮菲显色反应完全所需要的适宜时间。 1. 铁含量的测定 标准曲线的制作 用移液管吸取10mL 100gmL-1 铁标准溶液于100mL容量瓶中，加入2mL 6molmL-1 HCl溶液，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液Fe3的浓度为10gmL-1 。 在6个50mL容量瓶（或比色管）中，用吸量管分别加入0.00mL，2.00mL，4.00mL，6.00mL，8.00mL，10.00mL 10gmL-1 铁标准溶液，均加入1mL盐酸羟胺，摇匀。再加入2mL Phen，5mLNaAc溶液，摇匀。用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。用1cm比色皿，以试剂空白（即0.00mL铁标准溶液）为参比溶液，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。 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，计算Fe2pHen络合物的摩尔吸光系数。 试样中铁含量的测定 准确吸取适量试液于50mL容量瓶（或比色管）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（单位为gmL-1）。 注意：、两项的溶液配制和吸光度测定宜同时进行 五、数据记录与处理1. 记录： 比色皿 光源电压 2. 绘制曲线： 吸收曲线； A-t曲线； A-c曲线； 标准曲线。 3. 对各项测定结果进行分析并作出结论：例如从吸收曲线可得出：邻二氮杂菲亚铁络合物在波长510nm 处吸光度最大，因此测定铁时宜选用的波长为510nm 等等。 吸收曲线的测绘： 邻二氮杂菲-亚铁铬合物的稳定性： 显色剂浓度的试验： 标准曲线的测绘与铁含量的测定： 六、实验讨论与思考1. 邻二氮杂菲分光光度法测定铁的适宜条件是什么？ 2. 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，是否需要加盐酸羟胺？ 3. 如用配制已久的盐酸羟胺溶液，对分析结果将带来什么影响？ 4. 怎样