鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵

1、鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)確定實(shí)驗(yàn)條件的方法，掌握鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵的方法原理；掌握 721 型分光光度計(jì)的使用方法，并了解此儀器的主要構(gòu)造。二、實(shí)驗(yàn)原理確定適宜的條件的原因：在可見光分光光度法的測(cè)定中，通常是將被測(cè)物與顯色劑反應(yīng)，使之生成有色物質(zhì)，然后測(cè)其吸光度，進(jìn)而求得被測(cè)物質(zhì)的含量。因此，顯色條件的完全程度和吸光度的測(cè)量條件都會(huì)影響到測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了使測(cè)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(cè)量條件。通常所研究的顯色反應(yīng)條件有顯色溫度和時(shí)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(cè)量波長(zhǎng)和參比溶液的選擇。對(duì)顯色劑

2、用量和測(cè)量波長(zhǎng)的選擇是該實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。如何確定適宜的條件：條件試驗(yàn)的一般步驟為改變其中一個(gè)因素，暫時(shí)固定其他因素，顯色后測(cè)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。本試驗(yàn)測(cè)定工業(yè)鹽酸中鐵含量的原理：根據(jù)朗伯比耳定律：A=bc。當(dāng)入射光波長(zhǎng) 及光程 b 一定時(shí)，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(cè)出試液的吸光度，就可以由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得對(duì)應(yīng)的濃度值，即工業(yè)鹽酸中鐵的含量。.鄰二氮菲法的優(yōu)點(diǎn)：用分光光度法測(cè)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

3、易消除等優(yōu)點(diǎn)。鄰二氮菲法簡(jiǎn)介：鄰二氮菲為顯色劑，選擇測(cè)定微量鐵的適宜條件和測(cè)量條件，并用于工業(yè)鹽酸中鐵的測(cè)定。鄰二氮菲可測(cè)定試樣中鐵的總量的條件和依據(jù)：鄰二氮菲亦稱鄰菲咯啉（簡(jiǎn)寫 phen），是光度法測(cè)定鐵的優(yōu)良試劑。在pH=2 9 的范圍內(nèi)，鄰二氮菲與二價(jià)鐵生成穩(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) 510=1.1 ×104 L ·mol-1·cm-1，而 Fe3+能與鄰二氮菲生成31 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 ( NH 2OH·HCl) 將

4、Fe3+還原為 Fe2+，其反應(yīng)式如下：2 Fe3+ + 2 NH2OH·HCl 2Fe2+ + N2 + H2O + 4H+ + 2Cl-測(cè)定時(shí)控制溶液的酸度為pH5較為適宜，用鄰二氮菲可測(cè)定試樣中鐵的總量。三、儀器試劑儀器： 721 型分光光度計(jì)； 1cm 吸收池；10mL 吸量管；50mL 比色管 ( 7 個(gè) ) 。試劑： 1.0 ×10-3 mol·L -1 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液； 100g· mL-1 鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液； 0.15%鄰二氮菲水溶液； 10%鹽酸羥胺溶液（新配）；1mol· L -1 乙酸鈉溶液； 1 mol· L -1.Na

5、OH 溶液； 6 mol· L-1 HCl （工業(yè)鹽酸試樣）。四、實(shí)驗(yàn)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(cè)量工作 （以通過空白溶液的透射光強(qiáng)度為I0，通過待測(cè)液的透射光強(qiáng)度為 I, 由儀器給出透射比T, 再由 T 值算出吸光度 A 值）吸收曲線的繪制和測(cè)量波長(zhǎng)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(jì)上用1 cm 比色皿，采用試劑溶液為

6、參比溶液，在 440 560 nm 間，每隔 10 nm 測(cè)量一次吸光度（在最大吸收波長(zhǎng)處，每隔 2nm），以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制吸收曲線，選擇測(cè)量的適宜波長(zhǎng)。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 ×10-3·-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液和 1.00mL 10%mol L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(jì)上用1cm比色皿，采用試劑溶液為參比溶液，測(cè)吸光度。以鄰二氮菲體積為橫坐標(biāo)，吸光度

7、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(cè)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、0.40、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(cè)吸光度A。試樣測(cè)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(cè)定其吸光度。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄與處理標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作波長(zhǎng)4404504604704804904924944

8、96（nm）T (%)58.054.850.846.044.943.242.842.042.0吸光度0.23660.26000.29000.33720.34780.36450.36860.37680.3768A波長(zhǎng)498.0500.0502.0504.0506.0508.0510.0512.0514.0（nm）T (%)41.841.641.040.041.140.039.839.239.5吸光度0.37880.38090.38720.39790.38620.38720.40010.40670.4034A波長(zhǎng)516.0518.0520.0530.0540.0550.0560.0（nm）T (%

9、)39.840.040.948.057.273.183.1吸光度0.40010.39790.38820.31880.24260.13610.0804A根據(jù)上面數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下：.由作圖可知， 最大吸收波長(zhǎng)為512nm。顯色劑用量的測(cè)定鄰二氮菲用量曲線：（=512 nm）鄰二氮菲的體積0.100.501.002.003.004.00（ mL ）透射比 T(%)85.151.136.435.936.136.8吸光度 A0.07010.29160.43890.4450.44250.4342據(jù)上面數(shù)據(jù)，作得標(biāo)準(zhǔn)曲線圖如下：由圖可知， 顯色劑最佳用量為2.00 mL 0.15% 鄰二氮菲溶液 。

10、.工業(yè)鹽酸中鐵含量的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作鐵標(biāo)液體積00.20.40.60.81.0（ mL ）鐵濃度00.40.81.21.62.0（ g/mL）透射比 T(%)10085.066.357.841.138.1吸光度 A00.07060.17850.23810.38620.4191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-0.0061R2=0.98試樣測(cè)定 ( 工業(yè)鹽酸鐵含量的測(cè)定 )未知樣標(biāo)號(hào)12吸入鹽酸的量（ mL)1.01.5透射比 T(%)82.275.1吸光度 A0.08510.1244稀釋后鹽酸中鐵的0.41160.5889含量（ g/mL）把 y =0.0

11、851， 0.1244 代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程y=0.2216*x-0.0061 中，.得到 x=0.4116，0.5889，即稀釋后工業(yè)鹽酸中鐵的含量為0.4116g/mL，0.5889g/mL。由 1.0* Cx2/50 = 0.4116，得 Cx1=20.58（ g/mL）由 1.5 Cx3/50 = 0.5889， 得 Cx2=19.63（ g/mL）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20.11g/mL。小結(jié)：通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，最適宜波長(zhǎng)為=512nm；鄰二氮菲 (0.15%) 的適宜用

12、量為 2mL；最終由標(biāo)準(zhǔn)曲線得工業(yè)鹽酸中鐵的含量為：20.11g/mL。六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)不能顛倒各種試劑的加入順序。讀數(shù)據(jù)時(shí)要注意 A 和 T 所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。透射比與吸光度的關(guān)系為 : A=log(I 0/I)= log(1/T) ；測(cè)定條件指：測(cè)定波長(zhǎng)和參比溶液的選擇 。最佳波長(zhǎng)選擇好后不要再改變。每次測(cè)定前要注意調(diào)滿刻度。七、思考題鄰二氮菲分光光度法測(cè)定微量鐵時(shí)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) 510 =1.1 ×104L·mol-1·cm-1，而 Fe3+能與鄰二氮菲生成31 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(NH 2OH·HCl) 將 Fe3+還原為 Fe2+，然后，進(jìn)行鐵的總量的測(cè)定。2 參比溶液的作用是什么？在本實(shí)驗(yàn)中可否用蒸餾水作參比？答：參比溶液的作用是扣除背景干擾，不能用蒸餾水作參比，因?yàn)檎麴s水成分與試液成分相差太遠(yuǎn)，