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1、鄰 二 氮 菲 分 光 光 度 法 測 微 量 鐵 一 、 實 驗 目 的 學(xué) 習(xí) 確 定 實 驗 條 件 的 方 法 ， 掌 握 鄰 二 氮 菲分 光 光 度 法 測 定 微 量 鐵 的 方 法 原 理 ； 掌 握 7 2 1 型 分 光 光 度 計 的 使 用 方 法 ， 并 了 解此 儀 器 的 主 要 構(gòu) 造 。 確 定 適 宜 的 條 件 的 原 因 ： 將 被 測 物 與 顯 色 劑 反 應(yīng) ， 使 之 生 成 有 色 物 質(zhì) ， 然后 測 其 吸 光 度 ， 進(jìn) 而 求 得 被 測 物 質(zhì) 的 含 量 。 因 此 ，顯 色 條 件 的 完 全 程 度 和 吸 光 度 的 測 量
2、條 件 都 會 影響 到 測 量 結(jié) 果 的 準(zhǔn) 確 性 。 為 了 使 測 定 有 較 高 的 靈敏 度 和 準(zhǔn) 確 性 ， 必 須 選 擇 適 宜 的 顯 色 反 應(yīng) 條 件 和儀 器 測 量 條 件 。 通 常 所 研 究 的 顯 色 反 應(yīng) 條 件 有 顯色 溫 度 和 時 間 ， 顯 色 劑 用 量 ， 顯 色 液 酸 度 ， 干 擾物 質(zhì) 的 影 響 因 素 及 消 除 等 ， 但 主 要 是 測 量 波 長 和參 比 溶 液 的 選 擇 。顯 色 劑 用 量 和 測 量 波 長 的 選 擇 是 該 實 驗 的 內(nèi) 容 。 二 、 實 驗 原 理 根 據(jù) 朗 伯 比 耳 定 律 ：
3、 A=bc。 當(dāng) 入 射 光 波長 及 光 程 b一 定 時 ， 在 一 定 濃 度 范 圍 內(nèi) ，有 色 物 質(zhì) 的 吸 光 度 A與 該 物 質(zhì) 的 濃 度 c成 正比 。 只 要 繪 出 以 吸 光 度 A為 縱 坐 標(biāo) ， 濃 度 c為 橫 坐 標(biāo) 的 標(biāo) 準(zhǔn) 曲 線 ， 測 出 試 液 的 吸 光 度 ，就 可 以 由 標(biāo) 準(zhǔn) 曲 線 查 得 對 應(yīng) 的 濃 度 值 ， 即工 業(yè) 鹽 酸 中 鐵 的 含 量 。 鄰 二 氮 菲 亦 稱 鄰 菲 咯 啉 （ 簡 寫 phen） ， 是光 度 法 測 定 鐵 的 優(yōu) 良 試 劑 。 在 pH=2 9 的 范圍 內(nèi) ， 鄰 二 氮 菲 與
4、二 價 鐵 生 成 穩(wěn) 定 的 桔 紅色 配 合 物 （ （ Fe(phen)3 ） 2 +） 。 配 合 物 的 lgK穩(wěn) = 2 1 .3 ， 摩 爾 吸 光 系 數(shù) 5 1 0 = 1 .1 1 0 4 Lmol-1 cm-1 ， 而 Fe3 +能 與 鄰 二 氮 菲 生 成 3 1 配 合 物 ， 呈 淡 藍(lán) 色 ，lgK穩(wěn) =1 4 .1 。 所 以 在 加 入 顯 色 劑 之 前 ， 應(yīng) 用 鹽 酸 羥胺 (NH2 OHHCl)將 Fe3 +還 原 為 Fe2 +， 其 反 應(yīng) 式 如 下 ： 2 Fe3 + + 2 NH2 OHHCl 2 Fe2 + + N2 + H2 O +
5、4 H+ + 2 Cl- 測 定 時 控 制 溶 液 的 酸 度 為 pH5 較 為 適 宜 ， 用 鄰 二氮 菲 可 測 定 試 樣 中 鐵 的 總 量 。 金 屬 一 EDTA絡(luò) 合 物 與 其 它 絡(luò) 合 物 一 樣 ， 在溶 液 中 存 在 著 離 解 平 衡 ， 其 平 衡 常 數(shù) 用 穩(wěn)定 常 數(shù) (形 成 常 數(shù) )或 不 穩(wěn) 定 常 數(shù) (離 解 常 數(shù) )來 表 示 。 于 金 屬 離 子 -EDTA一 般 形 成 1 ： 1 絡(luò) 合 物 ， 為討 論 方 便 ， 略 去 式 中 的 電 荷 ， 簡 寫 成 ： M YMY 當(dāng) 此 反 應(yīng) 達(dá) 平 衡 時 K穩(wěn) 越 大 (或
6、K不 穩(wěn) 越 小 )， 說 明 絡(luò) 合 物 越 穩(wěn) 定 。 MY 1 K穩(wěn) = = MY K不 穩(wěn) 陽 離 子 lgK穩(wěn) 陽 離 子 lgK穩(wěn) 陽 離 子 lgK穩(wěn)Na+ 1.66 Ce3+ 15.98 Hg2+ 21.80Li+ 2.79 Al3+ 16.10 Cr3+ 23.00Ba2+ 7.76 Co2+ 16.31 Th4+ 23.20Sr2+ 8.63 Zn2+ 16.50 Fe3+ 25.10Mg2+ 8.69 Pb2+ 18.04 V3+ 25.90Ca2+ 10.69 Y3+ 18.09 Bi3+ 27.94Mn2+ 14.04 Ni2+ 18.67Fe2+ 14.33 Cu2
7、+ 18.80表 1 EDTA與 各 種 常 見 金 屬 離 子 的 絡(luò) 合 物 的 穩(wěn) 定 常 數(shù)(溶 液 離 子 強 度 I=0.1， 溫 度 20 ) 絡(luò) 合 物 穩(wěn) 定 性 主 要 決 定 于 金 屬 離 子 本 身 的 離 子 電 荷 、 離 子 半 徑 和 電子 層 結(jié) 構(gòu) 溶 液 的 酸 度 、 溫 度 和 其 它 絡(luò) 合 劑 三 、 儀 器 試 劑 儀 器 ： 7 2 1 型 分 光 光 度 計 ； 1 cm吸 收 池 ；1 0 mL 吸 量 管 ； 2 5 mL 比 色 管 (7 個 )。 試 劑 ： 1 .0 1 0 -3 molL-1 鐵 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 ；1 0 0 g
8、mL-1 鐵 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 ；0 .1 5 %鄰 二 氮 菲 水 溶 液 ； 1 0 %鹽 酸 羥 胺 溶 液（ 新 配 ） ；1 molL-1 乙 酸 鈉 溶 液 ；1 molL-1 NaOH溶 液 ；6 molL-1 HCl（ 工 業(yè) 鹽 酸 試 樣 ） 。 試 劑 配 制1 .0 1 0 -3 molL-1 鐵 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 ；1 0 0 gmL-1 鐵 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 ； （ 鐵 分 子 量 5 5 .8 5 ，硫 酸 亞 鐵 1 5 2 ）0 .1 5 %鄰 二 氮 菲 水 溶 液 ；1 0 %鹽 酸 羥 胺 溶 液 （ 新 配 ） ；1 molL-1 乙 酸 鈉 溶 液 ； （
9、 分 子 量 8 2 .0 3 ） 四 、 實 驗 步 驟 吸 收 曲 線 的 繪 制 和 測 量 波 長 的 選 擇 （ 略 ）用 吸 量 管 吸 取 2 .0 0 mL 1 .0 1 0 -3 molL-1 鐵 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 ，注 入 5 0 mL比 色 管 中 ， 加 入 1 .0 0 mL 1 0 %鹽 酸 羥 胺 溶液 ， 搖 勻 ， 加 入 2 .0 0 mL 0 .1 5 %鄰 二 氮 菲 溶 液 ， 5 .0 mLNaAc溶 液 ， 以 水 稀 釋 至 刻 度 。 在 光 度 計 上 用 1 cm比 色 皿 ， 采 用 試 劑 溶 液 為 參 比 溶 液 ， 在 4 4 0
10、5 6 0 nm間 ， 每 隔 1 0 nm測 量 一 次 吸 光 度 （ 在 最 大 吸收 波 長 處 ， 每 隔 2 nm） ， 以 波 長 為 橫 坐 標(biāo) ， 吸 光度 為 縱 坐 標(biāo) ， 繪 制 吸 收 曲 線 ， 選 擇 測 量 的 適 宜 波長 。 顯 色 劑 條 件 的 選 擇 （ 顯 色 劑 用 量 ） 在 6 支 比 色 管 中 ， 各 加 入 2 .0 0 mL 1 .0 1 0 -3 molL-1 鐵標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 和 1 .0 0 mL 1 0 %鹽 酸 羥 胺 溶 液 ， 搖 勻 。 分別 加 入 0 .1 0 ， 0 .5 0 ， 1 .0 0 ， 2 .0 0 ，
11、 3 .0 0 及 4 .0 0 mL 0 .1 5 %鄰 二 氮 菲 溶 液 ， 5 .0 mL NaAc溶 液 ， 以 水 稀 釋至 刻 度 ， 搖 勻 。 在 光 度 計 上 用 1 cm比 色 皿 ， 采 用 試 劑 溶 液 為 參 比溶 液 ， 測 吸 光 度 。 以 鄰 二 氮 菲 體 積 為 橫 坐 標(biāo) ， 吸光 度 為 縱 坐 標(biāo) ， 繪 制 吸 光 度 -試 劑 用 量 曲 線 ， 從 而確 定 最 佳 顯 色 劑 用 量 。 工 業(yè) 鹽 酸 中 鐵 含 量 的 測 定 標(biāo) 準(zhǔn) 曲 線 的 制 作 在 6支 50mL比 色 管 中 ， 分 別 加 入 0.00、 0.20、0
12、.40、 0.60、 0.80、 1.00mL 100 g/mL鐵 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 ， 再 加 入 1.00mL 10%鹽酸 羥 胺 溶 液 ， 2.00mL 0.15%鄰 二 氮 菲 溶 液 和 5.0 mL NaAc溶 液 ， 以 水 稀 釋 至 刻 度 ，搖 勻 。 在 512nm處 ， 用 1cm比 色 皿 ， 以 試 劑 空 白 為 參 比 ， 測 吸 光 度 A。 試 樣 測 定 準(zhǔn) 確 吸 取 適 量 工 業(yè) 鹽 酸 三 份 ， 按 標(biāo) 準(zhǔn) 曲 線的 操 作 步 驟 ， 測 定 其 吸 光 度 。 五 、 預(yù) 備 實 驗 六 、 實 驗 注 意 事 項 不 能 顛 倒 各 種 試 劑 的 加 入 順 序 。 讀 數(shù) 據(jù) 時 要 注 意 A和 T所 對 應(yīng) 的 數(shù) 據(jù) 。 透 射比 與 吸 光 度 的 關(guān) 系 為 :A=log(I0 /I)= log(1 /T)；測 定 條 件 指 ： 測 定 波 長 和 參 比 溶 液 的 選 擇 。 最 佳 波 長 選 擇 好 后 不 要 再 改 變 。 每 次 測 定 前 要 注 意 調(diào) 滿 刻 度 。
鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵
