北京理工大學(xué)鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵實(shí)驗(yàn)報(bào)告

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1、. 鄰二氮菲分光光度法測(cè)定鐵 劉紅陽(yáng) 19121201 1120123063 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、 學(xué)習(xí)測(cè)定微量鐵的通用方法； 2、 掌握分光光度法分析的基本操作及數(shù)據(jù)處理方法； 3、 初步了解分光光度法分析實(shí)驗(yàn)條件研究的一般做法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 一般選擇絡(luò)合物的最大吸收波長(zhǎng)為工作波長(zhǎng)?？刂迫芤核岫仁秋@色反應(yīng)的重要因素。因?yàn)槎鄶?shù)顯色劑是有機(jī)弱酸或弱堿，溶液的酸度會(huì)直接影響顯色劑的理解程度，從而影響顯色反應(yīng)的完全程度及絡(luò)合物的組成。另一方面，酸度大小也影響著金屬離子的存在狀態(tài)，因此也影響了顯色反應(yīng)的程度。應(yīng)當(dāng)確定顯色劑加入量的合適范圍。不同

2、顯色反應(yīng)的絡(luò)合物達(dá)到穩(wěn)定所需要的時(shí)間不同，且達(dá)到穩(wěn)定后能維持多久也大不相同。大多數(shù)顯色反應(yīng)在室溫下就能很快完成，但有些反應(yīng)必須加熱才能較快進(jìn)行。此外，加入試劑的順序、離子的氧化態(tài)、干擾物質(zhì)的影響等，均需一一加以研究，以便擬定合適的分析方案，使測(cè)定既準(zhǔn)確，又迅速。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)鐵(Ⅱ)-鄰二氮菲顯色反應(yīng)的條件實(shí)驗(yàn)，初步了解如何擬定一個(gè)分光光度法分析實(shí)驗(yàn)的測(cè)定條件。 鄰二氮菲是測(cè)定鐵的高靈敏性、高選擇性試劑之一，鄰二氮菲分光光度法是化工產(chǎn)品中微量鐵測(cè)定的通用方法。在pH2~9的溶液中，F(xiàn)e2+和鄰二氮菲生成1:3橘紅色絡(luò)合物，lgβ3=21.3(20℃)，ε508=1.1×104L

3、83;mol-1·cm-1，其吸收曲線如圖一所示；Fe3+亦可以與鄰二氮菲生成藍(lán)色絡(luò)合物，因此，在顯色前需用鹽酸羥胺溶液將全部的Fe3+還原為Fe2+。反應(yīng)式如下（和圖二）： 精品 . 2Fe3++2NH2OH===2Fe2++N2↑+2H2O+2H+ 圖一 圖二 用分光光度法測(cè)定物質(zhì)的含量，一般采用校準(zhǔn)曲線法（又稱工作曲線法），即配制一系列濃度有小到大的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定條件下依次測(cè)量各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度A，在被測(cè)物質(zhì)的一定濃度范圍內(nèi)，溶液的吸光度與其濃度呈線性關(guān)系

4、（鄰二氮菲測(cè)Fe2+，濃度在0~5.0μg·mL-1范圍內(nèi)呈線性關(guān)系）。以溶液的濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制出校準(zhǔn)曲線。測(cè)繪校準(zhǔn)曲線一般要配制3~5個(gè)濃度遞增的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)出的吸光度至少要有三個(gè)點(diǎn)在一條直線上。作圖時(shí)，坐標(biāo)選擇要合適，使測(cè)量數(shù)據(jù)的有效數(shù)字位數(shù)與坐標(biāo)的讀數(shù)精度相符合。 測(cè)定未知樣時(shí)，操作條件應(yīng)與測(cè)繪校準(zhǔn)曲線時(shí)相同。根據(jù)測(cè)得的吸光度從校準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的濃度，就可計(jì)算出試樣中被測(cè)物質(zhì)的含量。通常應(yīng)以試劑空白溶液為參比溶液，調(diào)節(jié)儀器的吸光度零點(diǎn)。 三、實(shí)驗(yàn)試劑與儀器 試劑：1.0mol·L-1乙酸鈉溶液，0.1mol·L-1檸

5、檬酸(H3C6H5O7·H2O)溶液,5.0%鹽酸羥胺(NH2OH·HCl)溶液，0.20%鄰二氮菲溶液，40.0μg·mL-1標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液。 儀器：722型分光光度計(jì)(配兩只1.0cm比色皿)，比色管若干，5mL移液管，洗耳球，10mL量筒，膠頭滴管，燒杯，洗瓶，擦鏡紙。 精品 . 四、實(shí)驗(yàn)步驟 ⑴ 確定工作波長(zhǎng)：移取2.00mL標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液注入比色管中，加入1.0mL鹽酸羥胺溶液，混勻后放置2min。加1.0mL鄰二氮菲溶液和2.0mL乙酸鈉溶液，加水至25mL標(biāo)線，搖勻。以水為參比，在不同波長(zhǎng)下測(cè)量相應(yīng)的吸光度(從440nm到560nm，

6、間隔10nm測(cè)量一次吸光度，其中在500~520nm之內(nèi)，間隔5nm測(cè)量一次)，確定適宜的工作波長(zhǎng)（即選取吸光度最大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)）。 ⑵ 校準(zhǔn)曲線的制作：在六支比色管中分別加入0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 mL標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液，各加入1.0mL鹽酸羥胺溶液，混勻后放置2min。各加入1.0mL鄰二氮菲溶液和2.0mL乙酸鈉溶液，加水稀釋至標(biāo)線，混勻。以試劑空白為參比，在選定的工作波長(zhǎng)下測(cè)量各溶液的吸光度。并以鐵的濃度[μg·mL-1或μg·(25mL)-1]為橫坐標(biāo)、相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線。 ⑶ 未知樣鐵濃度的測(cè)定：取2.5mL未知鐵樣

7、溶液于25mL比色管中，與標(biāo)準(zhǔn)曲線配制標(biāo)準(zhǔn)溶液一樣的方法配制測(cè)混合液，并測(cè)其吸光度。 5、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理 ⑴ 確定工作波長(zhǎng) 在400~560nm(間隔10nm測(cè)量一次)波長(zhǎng)下測(cè)得相應(yīng)的吸光度如下表所示： 波長(zhǎng)/nm 440 450 460 470 480 490 吸光度A 0.434 0.466 0.502 550 567 576 500 510 520 530 540 550 560 0.594 0.619 0.589 0.479 0.328 0.201 0.126 在500~520nm每隔5nm測(cè)量

8、一次，結(jié)果如下： 精品 . 波長(zhǎng)/nm 500 505 510 515 520 吸光度A 0.595 0.609 0.620 0.617 0.592 從表中可以看出，最適宜的工作波長(zhǎng)為510nm。 ⑵ 繪制校準(zhǔn)曲線 六支比色管中混合液在工作波長(zhǎng)下測(cè)得的吸光度如下表： 標(biāo)準(zhǔn)鐵體積V/mL 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 混液鐵濃度c/μg·(25mL)-1 0 20 40 60 80 100 吸光度A 0 0.168 0.306 0.473 0.613 0.770 以

9、鐵的濃度μg·(25mL)-1為橫坐標(biāo)、吸光度為縱坐標(biāo)，繪制校準(zhǔn)曲線如下： R2>0.99,說明線性關(guān)系擬合程度很好。 ⑶ 未知鐵樣鐵濃度測(cè)定 精品 . 實(shí)驗(yàn)測(cè)得，未知鐵樣混合液吸光度A=0.398，代入以上標(biāo)準(zhǔn)曲線圖擬合直線的函數(shù)關(guān)系式，解得c=51.5789μg·(25mL)-1，故未知鐵樣中鐵的濃度為c=(51.5789/25)μg·mL-1=2.063μg·mL-1。 六、思考題 1.在測(cè)繪校準(zhǔn)曲線和測(cè)定未知鐵樣時(shí)，均以試劑空白溶液為參比。為什么在之前的實(shí)驗(yàn)中，可以用水作參比？ 答：測(cè)繪校

10、準(zhǔn)曲線和測(cè)定未知鐵樣時(shí)，以試劑空白溶液為參比是為了消除試劑空白吸光因素的影響，以減小誤差，使數(shù)據(jù)更精準(zhǔn)；在確定工作波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)中，僅需要找出不同波長(zhǎng)下吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)即可，故可以用水作參比。 2.加入各種試劑的順序是否有影響？為什么？ 答：有影響。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)鐵溶液中可能含有Fe3+，在顯色前需要用鹽酸羥胺將Fe3+還原為Fe2+，所以，在加入標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液后，需要先加入鹽酸羥胺溶液，再進(jìn)行顯色反應(yīng)。 3.根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算所用工作波長(zhǎng)下的摩爾吸光系數(shù)。 答：根據(jù)比爾定律，吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度c和吸收池光程長(zhǎng)b的乘積成正比。當(dāng)c的單位為mol·L-1，b的單位為cm時(shí)，則 A = εbc，比例系數(shù)ε稱為摩爾吸光系數(shù)。本實(shí)驗(yàn)中，b=1.0cm，ε=0.0076×40×56×103L·mol-1·cm-1=1.7×104L·mol-1·cm-1 指導(dǎo)老師：張慧敏 精品 . 2014年12月12日 如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系告知?jiǎng)h除，感謝你們的配合！ 精品