邻二氮菲分光光度法测定微量铁 实验总结

邻二氮菲分光光度法测定微量铁

一、实验目的：

1.学习确定实验条件的方法和测定铁的分光光度法；

2.掌握721型分光光度计的使用方法。

二、实验原理；

在可见光分光光度测定中，通常是将被测物质与显色剂放映，使之生成有色物质，然乎测其吸光度，进而求得被测物质的含量。因此，显色反应的完全程度和吸光度的测量条件都会影响到测定结果的准确性。为了使测定有较高的灵敏度和准确度，必须选择适宜的显色反应条件和仪器测量条件。通常所研究的显色反应和所研究的测量条件主要是测量波长和参比溶液的选择。

条件试验的一般步骤为改变其中一个因素（例如介质的pH值），暂时固定其他因素，显色后测量相应溶液的吸光度，通过吸光度-pH曲线确定显色反应的适宜酸度范围。其他几个影响因素的适宜值，也可按这一方式分别确定。

本实验以邻二氮菲为显色剂，选择测定微量铁的适宜显色条件和测量条件，并用于工业盐酸中全铁的测定。

邻二氮菲亦称邻菲咯啉（简写为phen）,是光度法测定铁的优良试剂。在pH2～9范围内（一般pH=5～6），邻二氮菲与二价铁生成稳定的红色配合物，

Fe²⁺+3phen﹦[Fe(phen)₃]²⁺

其中lgK_稳=21.3，最大吸收波长位于510nm处，摩尔吸光系数₅₁₀=1.1×10⁴L﹒cm^-1﹒mol^-1.。

用盐酸羟胺将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),用邻二氮菲作显色剂，可测定试样中总铁含量。

本法本实验选择性高，相当于铁含量40倍的Sn（Ⅱ） Al（Ⅲ） Ca （Ⅱ） Mg （Ⅱ）Zn（Ⅱ） Si （Ⅱ） ,20倍的Cr （Ⅵ）V（Ⅴ） P（Ⅴ） ;5倍的Co (Ⅱ)Ni(Ⅱ) Cu(Ⅱ) 不干扰测定。

三、仪器及试剂

721型分光光度计；1cm吸收池；10ml吸量管；50ml比色管；

1.0×10^-3mol·L^-1铁标准溶液，100ug·mL^-1铁标准溶液，0.15%邻二氮菲水溶液，10%盐酸羟胺溶液（新鲜配制），1mol·L^-1乙酸钠溶液，1 mol·L^-1氢氧化钠溶液，6mol·L^-1盐酸溶液，工业盐酸（试样）。

四、实验步骤

1.吸收曲线的绘制和测量波长的选择

用吸量管吸取2.00ml1.0×10^-3mol·L^-1铁标准溶液，注入50ml比色管中，加入1.00ml10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2.00ml0.15%邻二氮菲水溶液，5.00乙酸钠溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用1cm比色皿，采用试剂溶液为参比溶液，在440～560nm间，每隔10nm(490-510nm时，每隔2nm)测量一次透光率，以波长为横坐标，透光率为纵坐标，绘制吸收曲线，选择测量的最适宜波长。

2.显色剂用量的选择

在12支50ml比色管中，各加入1.0×10^-3mol·L^-1铁标准溶液和1.00ml10%盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0.10，0.50,1.00,2.00,3.00,4.00ml0.15%邻二氮菲水溶液，然后加入5.0mlNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在光度计上用1cm比色皿，在所选定的波长下，以试剂空白为参比，测定吸光度。以邻二氮菲体积为横坐标，透光率为纵坐标，绘制透光率-试剂用量曲线，从而确定最佳显色剂用量。

3.工业盐酸中铁含量的测定

⑴标准曲线的制作

在6支50ml比色管中，分别加入0.00，0.20，0.40，0.80，1.00ml100ug·mL^-1铁标准溶液,再加入1.00ml10%盐酸羟胺溶液，2.00ml0.15%邻二氮菲水溶液和5.0mlNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在508nm处，用1cm比色皿，以试剂空白为参比，测定透光率。

⑵试样测定

准确吸取适量工业盐酸三份，按标准曲线的操作步骤，测定其透光率。

五、数据记录及处理

1.吸收曲线的绘制和测量波长的选择

由数据作图：

如图所示：当波长为520nm时，吸光度最大，故波长520nm为最佳条件。

2.显色剂用量条件的选择

体积ml	吸光度A	透光率
0.1	0.031984286	0.929
0.5	0.268411235	0.539
1	0.41453927	0.385
2	0.440093375	0.363
3	0.434152181	0.368
4	0.431798276	0.37

由数据作图：

如图所示，当显色剂用量为2.0ml时，吸光度最大，故显色剂用量为2.0ml为最佳条件。

3.工业盐酸中铁含量的测定

⑴标准曲线的制作

由数据作图：

（2）试样测定

由所得的公式y=0.2122x+0.0033得到直接测量浓度：

C_测 =（y-0.0033）÷0.2122

C=50×C_测÷V

C₁=(0.1172-0.0033) ÷0.2122×50÷1=26.83μg·ml^-1

C₂=(0.1705-0.0033) ÷0.2122×50÷1.5=26.27μg·ml^-1

C₃=(0.2290-0.0033) ÷0.2122×50÷2=26.59μg·ml^-1

C平均=（26.83+26.27+26.59）÷3=26.56μg·ml^-1

s= =0.1986

RSD= = ×100%=0.75%

工业盐酸中Fe的浓度为：26.56μg·ml^-1

小结：由实验数据可知，最适宜波长为λ=520nm；邻二氮菲(0.15%)的适宜用量为2mL；最终由标准曲线得工业盐酸中铁的含量为：26.56μg/mL。

六、思考题

⒈邻二氮菲分光光度法测定微量铁时为何要加入盐酸羟胺溶液？

答：工业盐酸中含有Fe²⁺和Fe³⁺，其中Fe²⁺与邻二氮菲(phen)能生成稳定的桔红色配合物[Fe(phen)₃]²⁺此配合物的lgK_稳=21.3，摩尔吸光系数ε₅₁₀=1.1×104L·mol^-1·cm^-1，而Fe³⁺能与邻二氮菲生成3∶1配合物，呈淡蓝色，lgK_稳=14.1。所以在加入显色剂之前，应用盐酸羟胺(NH₂OH·HCl)将Fe³⁺还原为Fe²⁺，然后，进行铁的总量的测定。

2．参比溶液的作用是什么？在本实验中可否用蒸馏水作参比？

答：参比溶液的作用是扣除背景干扰，不能用蒸馏水作参比，因为蒸馏水成分与试液成分相差太远，只有参比和试液成分尽可能相近，测量的误差才会越小。

3．邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有哪些？

答：邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有：酸度一般(PH=5~6)、温度、 邻二氮菲的用量，显色时间等。

七、注意事项

1.每次测定前要注意调满刻度；

2.读数据时要注意A和T所对应的数据。透射比与吸光度的关系为:A=log(I₀/I)= log(1/T)；

3.本次实验涉及溶液较多，配制时应保证准确无误，测定时注意对应关系。

八、实验总结：

通过本次实验，将可见分光光度法的测量原理应用到了实践，学习了确定实验条件的方法，掌握了邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理以及721型分光光度计的使用方法。

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