实验十二邻二氮菲吸光光度法测定铁

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1、实验十二邻二氮菲吸光光度法测定铁1学习任何选择吸光光度分析的试验条件。学习任何选择吸光光度分析的试验条件。2掌握吸光光度法测定微量铁的原理及方法。掌握吸光光度法测定微量铁的原理及方法。3掌握分光光度计和吸量管的使用方法。掌握分光光度计和吸量管的使用方法。一、实验目的一、实验目的二、实验原理二、实验原理 在在pH为为2 9的溶液中，的溶液中，Fe2+与邻二氮菲与邻二氮菲(Phen)生生成成1:3的桔红色的稳定配合物。的桔红色的稳定配合物。Fe2+3NNNNFe32+lg 32 Fe3+2NH2OHHCl=2 Fe2+N2+4H+2H2O+2Cl-Fe3+与邻二氮菲生成与邻二氮菲生成1:3的淡蓝色

2、配合物，其的淡蓝色配合物，其lg 3 盐酸羟胺还原盐酸羟胺还原 l 为了尽量减少其他离子的影响，通常在微酸性为了尽量减少其他离子的影响，通常在微酸性(pH约约5)溶液中溶液中显色。显色。l 本法的选择性很高，相当于含铁量本法的选择性很高，相当于含铁量40倍的倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-，20倍的倍的Cr3+、Mn3+、V(V)、PO43-，5倍的倍的Co2+、Cu2+等不干扰铁的测定。等不干扰铁的测定。l 若共存离子量大时，可采用若共存离子量大时，可采用EDTA进行配位掩蔽或预先分离。进行配位掩蔽或预先分离。吸光度吸光度bcA 摩尔吸光系数，单位摩尔吸光系

3、数，单位Lmol-1cm-1溶液的浓度，单位溶液的浓度，单位molL-1液层厚度液层厚度(光程长度光程长度)，单位，单位cm 朗伯朗伯-比耳定律比耳定律l 物质对单色光吸收的强度与溶液的浓度和液层厚度的定量关系。物质对单色光吸收的强度与溶液的浓度和液层厚度的定量关系。A c增增大大定量分析基础定量分析基础在一定的实验条在一定的实验条件下，物质对光件下，物质对光的吸收与物质的的吸收与物质的浓度成正比。浓度成正比。吸光光度法的条件试验吸光光度法的条件试验(1)吸收曲线吸收曲线(2)显色剂用量显色剂用量(3)显色酸度显色酸度(4)显色时间显色时间(5)稳定性稳定性(6)显色温度显色温度(7)溶剂溶剂

4、(8)标准曲线标准曲线(9)配合物组成等配合物组成等(10)共存离子的影响共存离子的影响(11)方法适用范围方法适用范围 三、仪器与试剂三、仪器与试剂SP2000型分光光度计型分光光度计步骤步骤开机开机设置波长设置波长调零调零调满度调满度设置方式设置方式测定样品测定样品0.575光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示显示单波长单光束分光光度计单波长单光束分光光度计(1)铁标准溶液铁标准溶液(100 gmL-1 即即 10-3 molL-1)(2)邻二氮菲水溶液邻二氮菲水溶液A(1.5 gL-1)(3)邻二氮菲水溶液邻二氮菲水溶液B 10-3 molL-1(组成比用，组成比用，0.35

5、48 gL-1)A溶液是溶液是B溶液的溶液的4.23 倍倍(4)盐酸羟胺盐酸羟胺(100 gL-1)用时配制用时配制(5)乙酸钠溶液乙酸钠溶液(1 molL-1)(6)氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液(1 molL-1)(7)盐酸溶液盐酸溶液(6 molL-1)试试 剂剂四、实验内容四、实验内容条件试验条件试验铁含量的测定铁含量的测定摩尔比法测定配合物的组成比、摩尔吸光系摩尔比法测定配合物的组成比、摩尔吸光系数及反应的平衡常数数及反应的平衡常数1 mL盐酸羟胺溶液盐酸羟胺溶液摇匀摇匀2mL Phen，5mL NaAc用水稀释至刻度，摇匀用水稀释至刻度，摇匀放置放置l0 min试剂空白为参比溶液，在试剂

6、空白为参比溶液，在440560 nm之间，每隔之间，每隔l0 nm测一次吸光度测一次吸光度在最大吸收峰附近，每在最大吸收峰附近，每隔隔5 nm测量一次吸光度测量一次吸光度50 mL容量瓶容量瓶l cm比色皿比色皿1.0 mL(100 g)铁标准溶液铁标准溶液在坐标纸上，绘制在坐标纸上，绘制A与与 关系的吸收曲线关系的吸收曲线吸吸收收曲曲线线邻二氮菲邻二氮菲-Fe2+配合物配合物 max=510 nm吸收蓝绿色光吸收蓝绿色光显示橙红色显示橙红色510A/nm与浓度无关与浓度无关作为测定波长，作为测定波长，此时灵敏度高此时灵敏度高 maxApH1.2 酸度的选择酸度的选择 1 mL盐酸羟胺溶液盐酸

7、羟胺溶液摇匀摇匀2mL Phen，摇匀，摇匀用水稀释至刻度，摇匀用水稀释至刻度，摇匀放置放置l0 min50 mL容量瓶容量瓶l cm比色皿比色皿1.0 mL(100 g)铁标准溶液铁标准溶液在所选择的波长下，在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度测量各溶液的吸光度以蒸馏水为参比以蒸馏水为参比X mL 1 molL-1 NaOH(用用pH计测量溶液计测量溶液pH值值)x mL NaOH:0.00 mL，0.20 mL，0.50 mL，1.00 mL 1.50 mL，2.00 mL，2.50 mL,3.00 mL 绘制绘制A与与pH关系关系的酸度影响曲线的酸度影响曲线1.3 显色剂用量的选择显色剂

8、用量的选择 c 当显色剂用量达到某一数值时，吸光度不再增大当显色剂用量达到某一数值时，吸光度不再增大b 与与a不同之处是平坦部分较窄，当显色剂浓度继不同之处是平坦部分较窄，当显色剂浓度继续增大时，试液的吸光度反而下降续增大时，试液的吸光度反而下降a 随显色剂用量增大，试液的吸光度也增大随显色剂用量增大，试液的吸光度也增大1 mL盐酸羟胺溶液盐酸羟胺溶液摇匀摇匀50 mL容量瓶容量瓶l cm比色皿比色皿1.0 mL(100 g)铁标准溶液铁标准溶液在所选择的波长下，在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度测量各溶液的吸光度以蒸馏水为参比以蒸馏水为参比绘制绘制A与与V关关系的显色剂用系的显色剂用量影响

9、曲线量影响曲线XmL Phen，5mL NaAc用水稀释至刻度，摇匀用水稀释至刻度，摇匀放置放置l0 minX mL Phen:0.10 mL，0.30 mL，0.50 mL，0.80 mL，l.00 mL，2.00 mL,4.00 mLAcR1.4 显色时间显色时间 At tab稳定时间稳定时间显色时间显色时间1 mL盐酸羟胺溶液盐酸羟胺溶液摇匀摇匀2mL Phen，5mL NaAc用水稀释至刻度，摇匀用水稀释至刻度，摇匀50 mL容量瓶容量瓶l cm比色皿比色皿1.0 mL(100 g)铁标准溶液铁标准溶液测量放置测量放置t时间后的各溶液的吸光度时间后的各溶液的吸光度在所选择的波长下，以蒸

10、馏水为参比在所选择的波长下，以蒸馏水为参比绘制绘制A与与t关关系的显色时系的显色时间影响曲线间影响曲线放置放置t 时间时间:5min，10 min，30min，60min，120min，180min.用移液管吸取用移液管吸取10.00 mL 100 gmL-1铁标准溶液于铁标准溶液于100 mL 容量瓶中，加入容量瓶中，加入2 mL 6 molL-1 HCl溶液，用水溶液，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液稀释至刻度，摇匀。此溶液Fe3+的浓度为的浓度为10 gmL-1。x mL 铁标准溶液铁标准溶液50 mL容量瓶容量瓶1 mL盐酸羟胺溶液盐酸羟胺溶液摇匀摇匀2mL Phen，5mL NaAc用水

11、稀释至刻度，摇匀用水稀释至刻度，摇匀l cm比色皿比色皿放置放置l0 min在所选择的波长下，在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度测量各溶液的吸光度绘制工作曲线绘制工作曲线x mL 铁标准溶液铁标准溶液:0.00 mL，2.00 mL，4.00 mL，6.00 mL，8.00 mL，l0.00 mL 以试剂空白为参比以试剂空白为参比(即即0.0 mL铁标准溶液铁标准溶液)准确吸取准确吸取5.00 mL试液于试液于50 mL容量瓶中，按容量瓶中，按标准曲线的制作步骤，加入各种试剂，测量吸光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度。从标准曲线上查出和计算

12、试液中铁的含量(单单位为位为 gmL-1)。A (gmL-1)(Fe3+)(gmL-1)A试液试液铁含量测定铁含量测定3、摩尔比法测定配合物的组成比、摩尔吸系摩尔比法测定配合物的组成比、摩尔吸系数及反应的平衡常数数及反应的平衡常数3.1 摩尔比法测定组成比摩尔比法测定组成比1 mL盐酸羟胺溶液盐酸羟胺溶液摇匀摇匀50 mL容量瓶容量瓶l cm比色皿比色皿1.00 mL铁标准溶液铁标准溶液XmL Phen，5mL NaAc用水稀释至刻度，摇匀用水稀释至刻度，摇匀放置放置l0 minX mL Phen:1.00 mL，1.50 mL，2.00 mL，2.50 mL，3.00 mL，3.50 mL,

13、4.00 mL，4.50 mL在所选择的波长下，在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度测量各溶液的吸光度以蒸馏水为参比以蒸馏水为参比以以A对对cR/cM作图作图注意：铁标液与注意：铁标液与Phen浓度均为：浓度均为：10-3 molL-1 图1组成比？组成比？显色剂用量？显色剂用量？方法一方法一 由绘制的标准曲线，重新查出某一适中铁浓度由绘制的标准曲线，重新查出某一适中铁浓度相应的吸光度相应的吸光度Ai，计算，计算Fe2+-Phen配合物的摩尔吸光配合物的摩尔吸光系数系数。bcAMi方法二方法二 由摩尔比法求出配合物的摩尔吸光系数。由摩尔比法求出配合物的摩尔吸光系数。由摩尔比法确定出曲线所达到的

14、最大吸光度由摩尔比法确定出曲线所达到的最大吸光度Amax(如图如图)，则：，则：bcAMmax1513FeLmol1058.3 mL 1.0050mLLmol101.793c其中3.2 摩尔吸光系数摩尔吸光系数 的测定的测定n 根据所求出的摩尔吸光系数根据所求出的摩尔吸光系数 ，可以求出每份溶液中金属，可以求出每份溶液中金属离子与显色剂平衡时的浓度。离子与显色剂平衡时的浓度。cM=M+MR3cR=R+3MR3bAi3MRR=cR-3MR3M=cM-MR315FeLmol1058.3 3c其中3.3 配合物稳定常数的测定配合物稳定常数的测定Ai每份溶液所测得的吸光度每份溶液所测得的吸光度Vi加入

15、加入1.7910-3 molL-1的邻二氮菲溶液的体积的邻二氮菲溶液的体积i-13RmL50Lmol1079.1Vc如何简化操作手续？如何简化操作手续？1 标准曲线中哪一个点代替波长选择？标准曲线中哪一个点代替波长选择？从工作曲线中选择从工作曲线中选择6.0 mL即即60 g的哪一个点。的哪一个点。2 显色时间？显色时间？就用上面的那一个点或者波长找到后再做一个工作曲线的点。就用上面的那一个点或者波长找到后再做一个工作曲线的点。3 显色剂用量与组成比测定？显色剂用量与组成比测定？做了组成比就知道了显色剂用量。做了组成比就知道了显色剂用量。4 配合物形成常数？配合物形成常数？按照原理直接计算即可。按照原理直接计算即可。