綜合實驗報告記錄鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵

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1、綜合實驗報告記錄鄰二氮菲分 光光度法測定微量鐵 作者: 日期: 2 鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵 一、實驗?zāi)康? L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； 2.掌握721型分光光度計的使用方法，并了解此儀器的主要構(gòu)造。 二、實驗原理 1 .確定適宜的條件的原因：在可見光分光光度法的測定中，通常是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

2、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。對顯色劑用量和測量波長的選擇是該實驗的內(nèi)容。 2 .如何確定適宜的條件：條件試驗的一般步驟為改變其中一個因素，暫時固定其他因素， 顯色后測量相應(yīng)溶液吸光度，通過吸光度與變化因素的曲線來確定適宜的條件。 3 .本試驗測定工業(yè)鹽酸中鐵含量的原理：根據(jù)朗伯—比耳定律： A=e bG當(dāng)入射光波長入 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

3、濃度值，即工業(yè)鹽酸中鐵的含量。 4 .鄰二氮菲法的優(yōu)點：用分光光度法測定試樣中的微量鐵，目前一般采用鄰二氮菲法，該 法具有高靈敏度、高選擇性，且穩(wěn)定性好，干擾易消除等優(yōu)點。 5 .鄰二氮菲法簡介：鄰二氮菲為顯色劑，選擇測定微量鐵的適宜條件和測量條件，并用于 工業(yè)鹽酸中鐵的測定。 6 .鄰二氮菲可測定試樣中鐵的總量的條件和依據(jù)：鄰二氮菲亦稱鄰菲咯咻 (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)，鄰二氮菲與二價鐵生成穩(wěn)定的桔紅色配合物 ((Fe(phen)3)2+)O  此配合物的lgK穩(wěn)=21.3,摩爾吸光系數(shù)?io = 1.1 104 L mol-1 c

4、m-1,而Fe3+能與鄰二氮菲生 成3 ： 1配合物，呈淡藍(lán)色，lgK穩(wěn)=14.1。所以在加入顯色劑之前，應(yīng)用鹽酸羥胺（NH2OH- HCl） 將Fe3+還原為Fe2+,其反應(yīng)式如下： 2 Fe3+ + 2 NH2OH- HCl - 2F2+ + N2 + H2O + 4H+ + 2C1- 測定時控制溶液的酸度為pH-5較為適宜，用鄰二氮菲可測定試樣中鐵的總量。 三、儀器試劑 L儀器：721型分光光度計；1cm吸收池；10mL吸量管；50mL比色管（7個）。 2.試劑：1.0M0-3 mol L-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液；100NgmL-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液；0.15%鄰二氮菲水溶液；10% 鹽酸羥胺溶液

5、（新配）;1mol L-1乙酸鈉溶液；1 mol L-1NaOH溶液；6 mol L-1 HCl（工業(yè)鹽酸試樣）。 四、實驗步驟 （一）準(zhǔn)備工作 打開儀器電源開關(guān)，預(yù)熱，調(diào)解儀器。 （二）測量工作（以通過空白溶液的透射光強度為I0,通過待測液的透射光強度為I,由儀器給出 透射比T,再由T值算出吸光度A值） 1 .吸收曲線的繪制和測量波長的選擇 用吸量管吸取2.00 mL 1.0 10-3mol L-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，注入50mL比色管中，加入1.00mL 10% 鹽酸羥胺溶液，搖勻，加入 2.00 mL 0.15%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

6、cm比色皿，采用試劑溶液為參比溶液，在 440?560 nm間，每隔10 nm測量一 次吸光度（在最大吸收波長處，每隔2nm）,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。 2 .顯色劑條件的選擇（顯色劑用量） 在6支比色管中，各加入2.00mL 1.0 10-3mol L-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液和1.00mL 10%鹽酸羥胺溶液， 搖勻。分別加入 0.10, 0.50, 1.00, 2.00 , 3.00及 4.00mL 0.15%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 1cm比色皿，采用試劑溶液為參比溶液，測吸光度。 以鄰二氮菲體

7、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。 3 .工業(yè)鹽酸中鐵含量的測定 ⑴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、0.40、0.60、0.80、1.00mL 100pg/mLt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。 ⑵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、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理 L標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

8、波長(nm) 440 450 460 470 480 490 492 494 496 T (%) 58.0 54.8 50.8 46.0 44.9 43.2 42.8 42.0 42.0 吸光度A 0.2366 0.2600 0.2900 0.3372 0.3478 0.3645 0.3686 0.3768 0.3768 波長(nm) 498.0 500.0 502.0 504.0 506.0 508.0 510.0 512.0 514.0 T (%) 41.8 41.6 41.0 40.0 41.1

9、40.0 39.8 39.2 39.5 吸光度A 0.3788 0.3809 0.3872 0.3979 0.3862 0.3872 0.4001 0.4067 0.4034 波長(nm) 516.0 518.0 520.0 530.0 540.0 550.0 560.0 T (%)] 39.8 40.0 40.9 48.0 57.2 73.1 83.1 吸光度A 0.4001 0.3979 0.3882 0.3188 0.2426 0.1361 0.0804 根據(jù)上面數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下:

10、 標(biāo)準(zhǔn)曲線 0. 5000 0.4000 0.30OC 0.2nnr u. 1Q0C 13 SUU 3iJU 400 5OC 50U 波修(口111 由作圖可知，最大吸收波長為512nm 2.顯色劑用量的測定 鄰二氮菲用量曲線：(入=512 nm 鄰二氮菲的體積(mL ) 0.10 0.50 1.00 2.00 3.00 4.00 透射比T(%) 85.1 51.1 36.4 35.9 36.1 36.8 吸光度A 0.0701 0.2916 0.4389 0.445 0.4425 0.4342  據(jù)上面

11、數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下: 鄰二氮菲用量曲線 0.00 1,00 2,00 3,00 4 00 1 00 鄰二氮非體枳SL) 由圖可知，顯色劑最佳用量為2.00 mL 0.15%鄰二氮菲溶液 3.工業(yè)鹽酸中鐵含量的測定 ⑴標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 鐵標(biāo)液體積（mL ） 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 鐵濃度（祖g/mL） 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 透射比T（%） 100 85.0 66.3 57.8 41.1 38.1 吸光度A 0 0.0706 0.1785 0.2381 0.3862 0.4

12、191 據(jù)上面數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下: 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為 y=0.2216*x-0.0061 R2=0.98 ⑵試樣測定（工業(yè)鹽酸鐵含量的測定） 未知樣標(biāo)號 1 2 吸入鹽酸的量（mL） 1.0 1.5  透射比T(%) 82.2 75.1 吸光度A 0.0851 0.1244 稀釋后鹽酸中鐵的含量(11 g/mL) 0.4116 0.5889 把 y = 0.0851, 0.1244代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程 y = 0.2216*x - 0.0061 中，得至U x=0.4116, 0.5889, 即稀釋后工業(yè)鹽酸中鐵的含量為 0.411

13、6 pg/mL 0.5889仙g/mL 由 1.0* Cx2/50 = 0.4116,彳# Cx1=20.58Gc g/ml) 由 1.5 Cx3/50 = 0.5889, 得 Cx2=19.63( g/mQ 則 Cx=(Cx1+ Cx2)/2= (20.58+19.63)/2 = 20.11/ g/mL RSD=3.34% 所以，工業(yè)鹽酸中鐵的含量為 20.11 pg/mL 小結(jié)：通過實驗數(shù)據(jù)可知，最適宜波長為 人=512nm鄰二氮菲(0.15%)的適宜用量為2mL; 最終由標(biāo)準(zhǔn)曲線得工業(yè)鹽酸中鐵的含量為： 20.11仙g/mL 六、實驗注意事項 1 .不能顛倒各種試劑的加入

14、順序。 2 .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(10/I)= log(1/T); 測定條件指：測定波長和參比溶液的選擇 。 3 .最佳波長選擇好后不要再改變。 4,每次測定前要注意調(diào)滿刻度。 七、思考題 1鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵時為何要加入鹽酸羥胺溶液？ 答：工業(yè)鹽酸中含有Fe2+和Fe3+,其中Fe2+ 與鄰二氮菲(phen)能生成穩(wěn)定的桔紅色配 合物[Fe(phen)3]2+此配合物的lgK穩(wěn)=21.3,摩爾吸光系數(shù) 目0=1.1 X04L mol-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)=14.1。

15、所以在加入顯色 劑之前，應(yīng)用鹽酸羥胺(NH20H-HCl)將Fe3+還原為Fe2+,然后，進(jìn)行鐵的總量的 測定。 2參比溶液的作用是什么？在本實驗中可否用蒸儲水作參比？ 答：參比溶液的作用是扣除背景干擾，不能用蒸儲水作參比，因為蒸儲水成分與試液 成分相差太遠(yuǎn)，只有參比和試液成分盡可能相近，測量的誤差才會越小。 3鄰二氮菲與鐵的顯色反應(yīng)，其主要條件有哪些？ 答：鄰二氮菲與鐵的顯色反應(yīng)，其主要條件有：酸度 一般(pH=5~6)、溫度、鄰二氮 菲的用量，顯色時間等。 八、實驗總結(jié) 通過本實驗，學(xué)習(xí)了確定實驗條件的方法， 再次熟悉了可見分光光度法的測 量原理和實驗操作步驟，掌握了鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵的方法原理以及 掌握721型分光光度計的使用方法。 8