鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵

鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵【任務分析】鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵是屬于可見分光光度法測定無機離子的范疇。本任務重要是測水樣中微量鐵。水樣中鐵含量測定辦法重要有：測鐵的辦法類型化學分析辦法儀器分析辦法辦法配位滴定法氧化還原滴定法紫外可見分光光度辦法原子吸取辦法ICP-AES辦法原理控制溶液酸度,pH=1.8-2.0，用磺基水楊酸做批示劑）重鉻酸鉀容量法二氮雜菲分光光度法，最大波長510nm將樣品直接吸入火焰中，于波長248.3nm處測量鐵基態(tài)原子對其空心陰極燈特性輻射的吸取采用電感耦合等離子發(fā)射炬為光源的發(fā)射光譜。最低檢測限>1%>1%0.05mg/L0.03mg/L10-9mg/L通過本地自來水公司提供的含鐵量數(shù)據(jù)選擇紫外可見分光光度辦法【任務實施】1、該實驗涉及兩個部分的內容：一是通過實驗進行分析條件的選擇。二是在選擇好的分析條件下采用工作曲線法測定微量鐵。2、子任務一：分析條件的選擇（1）準備試劑：①配制1000的鐵原則溶液做儲藏液，然后稀釋得到10②配制鹽酸羥胺溶液100g/L現(xiàn)配現(xiàn)用。③鄰二氮菲溶液1.5g/L，先用少量乙醇溶解，再用蒸餾水稀釋至所需濃度（避光保存）。④醋酸鈉溶液1.0mol/L。⑤氫氧化鈉溶液1.0mol/L。(2)按儀器使用闡明書檢查儀器。開機預熱20min，并調試至工作狀態(tài)。檢查儀器波長的對的性和吸取池的配套性。(3)繪制吸取曲線選擇測量波長取兩個50mL干凈容量瓶；移取10鐵原則溶液5.00mL于其中一種50mL容量瓶中，然后在兩容量瓶中各加入1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻。放置2min后，各加入2mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀至刻線搖勻。用2cm吸取池，以試劑空白為參比，在440～540nm間，每隔10nm測量一次吸光度。在峰值附近每間隔5nm測量一次。以波長為橫坐標，吸光度為縱坐標擬定最大吸取波長Amax。注意！每加入一種試劑都必須搖勻。變化入射光波長時，必須重新調節(jié)參比溶液吸光度為零?，F(xiàn)在某些型號的分光光度計連接電腦使用的時候能夠自動掃描產生吸取曲線，速度較快，有條件能夠嘗試。(4)有色配合物穩(wěn)定性實驗取兩個干凈的容量瓶，用環(huán)節(jié)(3)辦法配制鐵-鄰二氮菲有色溶液和試劑空白溶液，放置約2min，立刻用2cm吸取池，以試劑空白溶液為參比溶液，在選定的波長下測定吸光度。后來隔10min、20min、30min、60min、120min測定一次吸光度并統(tǒng)計吸光度和時間。(5)顯色劑用量實驗取6只干凈的50mL容量瓶，各加入10鐵原則溶液5.00mL，1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻。分別加入0、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀至刻線搖勻。用2cm吸取池，以試劑空白溶液為參比溶液，在選定的波長下測定吸光度。統(tǒng)計各吸光度值。(6)溶液pH的影響在6只干凈的50mL容量瓶中各加入10鐵原則溶液5.00mL，然后在兩容量瓶中各加入1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻。再分別加入2mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，搖勻。用吸量管分別加入1mol/LNaOH溶液0、0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL，用蒸餾水稀至刻線搖勻。用精密pH試紙（或酸度計）測定各溶液的pH后，用2cm吸取池，以試劑空白為參比溶液，在選定波長下，測定各溶液吸光度。統(tǒng)計所測各溶液pH及其對應吸光度。（7）成果解決①繪制Fe2+-鄰二氮菲的吸取曲線，選用測定的最佳入射光波長；②繪制A-t曲線，選擇最佳顯色時間；③繪制A一顯色劑用量曲線，擬定適宜的顯色劑用量；④繪制A-pH曲線，擬定適宜pH范疇。3、子任務二：工作曲線法測定微量鐵（1）工作曲線的繪制于6只干凈的50mL容量瓶中，各加入10鐵原則溶液0.00mL、2.00mL、4.00mL、6．00mL、8.00mL、10.00mL，1mL100g/L鹽酸羥胺溶液，搖勻后再分別加入2mL1.5g/L鄰二氮菲溶液，5mL1.0mol/L醋酸鈉溶液，用蒸餾水稀釋至標線，搖勻。用2cm吸取池，以試劑空白為參比溶液，在選定波長下，測定并統(tǒng)計各溶液吸光度。(2)鐵含量測定取3只干凈的50mL容量瓶，分別加入適量（以吸光度落在工作曲線中部為宜）含鐵未知試液，測量吸光度并統(tǒng)計數(shù)值。（3）成果解決①繪制鐵的工作曲線，建立回歸方程并計算有關系數(shù)。②由試樣的測定成果，求出試樣中鐵的平均含量。計算測定原則偏差。（4）測量完畢后，關閉電源，拔下電源插頭，取出吸取池，清洗晾干后人盒保存。清理工作臺，罩上儀器防塵罩，填寫儀器使用統(tǒng)計。清洗容量瓶和其它所用的玻璃儀器并放回原處。4、注意事項（1）顯色過程中，每加入一種試劑均要搖勻。（2）在考察同一因素對顯色反映的影響時，應保持儀器的測定條件。在測量過程中，應不時重調儀器零點和參比溶液的=100%。（3）試樣和工作曲線測定的實驗條件應保持一致，因此最佳兩者同時顯色同時測定。（4）待測試樣應完全透明，如有渾濁，應預先過濾?！局R鏈接】1、可見分光光度法可見分光光度法是運用測量有色物質對某一單色光吸取程度來進行定量的，而許多物質本身無色或色很淺，也就是說它們對可見光不產生吸取或吸取不大，這就必須事先通過適宜的化學解決，使該物質轉變?yōu)槟軐梢姽猱a生較強吸取的有色化合物，然后再進行光度測定。將待測組分轉變成有色化合物的反映稱為顯色反映；與待測組分形成有色化合物的試劑稱為顯色劑。在可見分光光度法實驗中，選擇適宜的顯色反映，并嚴格控制反映條件是十分重要的實驗技術。2、顯色條件的選擇顯色反映與否滿足分光光度法規(guī)定，除了與顯色劑性質有關以外，控制好顯色條件是十分重要的。（1）顯色劑的選擇原則①選擇性好，干擾少，或干擾容易消除；敏捷度足夠高，有色物質的e應不不大于l04。②有色化臺物的構成恒定，符合一定的化學式。對于形成不同絡合比的絡合反映能夠控制實驗條件，使生成一定構成的絡合物。③有色化合物的化學性質應足夠穩(wěn)定，最少確保在測量過程中溶液的吸光度基本恒定。④有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大，即顯色劑對光的吸取與絡合物的吸取有明顯區(qū)別，普通規(guī)定兩者的吸取峰波長之差（稱為對比度)不不大于60nm。（2）顯色劑用量從反映平衡角度來講，加入過量的顯色劑顯然有助于產物的生成，但過量太多也會帶來副作用，例如增加了試劑空白或變化了配合物的構成等。因此顯色劑普通應適宜過量。在實際工作中顯色劑用量具體是多少需要經實驗來擬定，即通過作A-cR曲線，來獲得顯色劑的適宜用量。其辦法是：固定被測組分濃度和其它條件，然后加入不同量的顯色劑，分別測定吸光度A值，繪制吸光度(A)一顯色劑濃度(cR)曲線（普通可得如圖3-17所示的三種曲線）。若得到是圖3-17(a)的曲線，則表明顯色劑濃度在以ab范疇內吸光度出現(xiàn)穩(wěn)定值，因此能夠在ab間選擇適宜的顯色劑用量。這類顯色反映生成的配合物穩(wěn)定，對顯色劑濃度控制不太嚴格。若出現(xiàn)的是圖3-17(b)的曲線，則表明顯色劑濃度在a,b,這一段范疇內吸光度值比較穩(wěn)定，因此在顯色時要嚴格控制顯色劑用量。而圖3-17(c)曲線表明，隨著顯色劑濃度增大，吸光度不停增大，這種狀況下必須十分嚴格控制顯色劑加入量或者另換適宜的顯色劑。圖3-17吸光度與顯色劑濃度的關系（3）溶液酸度酸度對顯色反映的影響是很大的，并且是多方面的。重要體現(xiàn)在：①影響顯色劑的平衡濃度和顏色；②影響被測金屬離子的存在狀態(tài)；③影響絡合物的構成。圖3-18吸光度與pH的關系顯色反映適宜的酸度必須通過實驗來擬定。擬定辦法是：固定待測組分及顯色劑濃度，變化溶液pH,制得數(shù)個顯色液。在相似測定條件下分別測定其對應的吸光度，做出A-pH關系曲線，如圖3-18所示，選擇曲線平坦部分對應的pH值作為應當控制的圖3-18吸光度與pH的關系（4）顯色溫度不同的顯色反映對溫度的規(guī)定不同。大多數(shù)顯色反映是在常溫下進行的，但有些反映必須在較高溫度下才干進行或進行得比較快。（5）顯色時間在顯色反映中應當從兩個方面來考慮時間的影響。一是顯色反映完畢所需要的時間；，成為顯色時間；二是顯色后有色物質色澤保持穩(wěn)定的時間，稱為穩(wěn)定時間。（6）溶劑的選擇有機溶劑經常能夠減少有色物質的離解度，增加有色物質的溶解，從而提高了測定的敏捷度，因此，運用有色化合物在有機溶劑中穩(wěn)定性好、溶解度大的特點，能夠選擇適宜的有機溶劑，采用萃取光度法來提高辦法敏捷度和選擇性。3、測量條件的選擇在測量吸光物質的吸光度時，測量精確度往往受多方面因素影響。如儀器波長精確度、吸取池性能、參比溶液、入射光波長、測量的吸光度范疇、被測量組分的濃度范疇等都會對分析成果的精確度產生影響。(1)入射光波長的選擇當用分光光度計測定被測溶液的吸光度時，首先需要選擇適宜的入射光波長。選擇入射光波長的根據(jù)是該被測物質的吸取曲線。在普通狀況下，應選用最大吸取波長作為入射光波長。在Amax附近波長的稍許偏移引發(fā)的吸光度的變化較小，可得到較好的測量精度，并且以Amax為入射光測定敏捷度高。但是，如果最大吸取峰附近有干擾存在（如共存離子或所使用試劑有吸取），則在確保有一定敏捷度狀況下，能夠選擇吸取曲線中其它波長進行測定（應選曲線較平坦處對應的波長）。(2)參比溶液的選擇在分光光度分析中測定吸光度時，由于入射光的反射，以及溶劑、試劑等對光的吸取會造成透射光通量的削弱。為了使光通量的削弱僅與溶液中待測物質的濃度有關，需要選擇適宜組分的溶液作參比溶液，先以它來調節(jié)透射比100%（A=0），然后再測定待測溶液的吸光度。這事實上是以通過參比池的光作為人射光來測定試液的吸光度。這樣就能夠消除顯色溶液中其它有色物質的干擾，抵消吸取池和試劑對入射光的吸取，比較真實地反映了待測物質對光的吸取，因而也就比較真實地反映了待測物質的濃度。a.溶劑參比:當試樣溶液的構成比較簡樸，共存的其它組分極少且對測定波長的光幾乎沒有吸取，僅有待測物質與顯色劑的反映產物有吸取時，可采用溶劑作參比溶液，這樣能夠消除溶劑、吸取池等因素的影響。b.試劑參比:如果顯色劑或其它試劑在測定波長有吸取，此時應采用試劑參比溶液。即按顯色反映相似條件，只不加入試樣，同樣加入試劑和溶劑作為參比溶液。這種參比溶液可消除試劑中的組分產生的影響。c.試液參比:如果試樣中其它共存組分有吸取，但不與顯色劑反映，則當顯色劑在測定波長無吸取時，可用試樣溶液作參比溶液，即將試液與顯色溶液作相似解決，只是不加顯色劑。這種參比溶液能夠消除有色離子的影響。d.褪色參比:如果顯色劑及樣品基體有吸取，這時能夠在顯色液中加入某種褪色劑，選擇性地與被測離子配位（或變化其價態(tài)），生成穩(wěn)定無色的配合物，使已顯色的產物褪色，用此溶液作參比溶液，稱為褪色參比溶液。褪色參比是一種比較抱負的參比溶液，但遺憾的是并非任何顯色溶液都能找到適宜的褪色辦法?？傊x擇參比溶液時，應盡量全部抵消多個共存有色物質的干擾，使試液的吸光度真正反映待測物的濃度。4、定量分析的辦法如果樣品是單組分的，且恪守吸取定律，這時只要測出被測吸光物質的最大吸取波長Amax就可在此波長下，選用適宜的參比溶液，測量試液的吸光度，然后再用工作曲線法或比較法求得分析成果。(1)工作曲線法：這是實際工作中使用最多的一種定量辦法。工作曲線的繪制辦法是：配制四個以上濃度不同的待測組分的原則溶液，在相似條件下顯色并稀釋至相似體積，以空白溶液為參比溶液，在選定的波長下，分別測定各原則溶液的吸光度。以原則溶液濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，在坐標紙上繪制曲線（如圖3-19），此曲線即稱為工作曲線（或稱原則曲線）。圖3-19工作曲線在測定樣品時，應按相似的辦法制備待測試液（為了確保顯色條件一致，操作時普通是試圖3-19工作曲線由于受到多個因素的影響，實驗測出的各點可能不完全在一條直線上，這時“畫”直線的辦法就顯得隨意性大了某些，若采用最小二乘法來擬定直線回歸方程，將要精確多了。工作曲線能夠用一元線性方程表達，即式中，x為原則溶液的濃度；y為對應的吸光度；a,b為回歸系數(shù)，直線稱回歸直線。b為直線斜率，a為直線截距，分別由下式求出式中，，分別為的平均值；為第i個點的原則溶液的濃度；為第i個點的吸光度。工作曲線線性的好壞能夠用回歸直線的有關系數(shù)來表達，有關系數(shù)可用下式求得：有關系數(shù)靠近1，闡明工作曲線線性好，普通規(guī)定所作工作曲線的有關系數(shù)要不不大于0.999。隨著計算機的普及，現(xiàn)在能夠運用辦公軟件中的Excel進行作圖，直接得到原則曲線及有關系數(shù)。具體操作見知識拓展部分。【知識拓展】1、顯色劑慣用的顯色劑可分為無機顯色劑和有機顯色劑兩大類。(1)無機顯色劑：許多無機試劑能與金屬離子發(fā)生顯色反映，但由于敏捷度和選擇性都不高，含有實際應用價值的品種很有限。(2)有機顯色劑：有機顯色劑與金屬離子形成的配合物其穩(wěn)定性、敏捷度和選擇性都比較高，并且有機顯色劑的種類較多，實際應用廣。(3)三元配合物顯色體系：前面所介紹的多是一種金屬離子（中心離子）與一種配位體配位的顯色反映，這種反映生成的配合物是二元配合物。近年來以形成三元配合物為基礎的分光光度法已被廣泛應用。有些成熟的辦法，也已被納入新修訂的國標中，因素是運用三元配合物顯色體系能夠提高測定的敏捷度，改善分析特性。顯色過程的目的是要獲得吸光能力強的有色物質，因此三元配合物中應用多的是顏色有明顯變化的三元混配化合物，三元離子締合物和三元膠束配合物。2、多組分定量測定多組分是指在被測溶液中含有兩個或兩個以上的吸光組分。進行多組分混合物定量分析的根據(jù)是吸光度的加和性。假設溶液中同時存在兩種組分，設試樣中有兩組份X和Y，將其顯色后，分別繪制吸取曲線，會出現(xiàn)如圖所示的三種狀況：圖3-20多組分測定吸取曲線圖3-20（a)：X,Y組份最大吸取波長不重迭，互相不干擾，能夠按兩個單一組份解決。圖3-20（b)和（c)：X,Y互相干擾，此時可通過解聯(lián)立方程組求得X和Y的濃度：其中，X,Y組份在波長l1和l2處的摩爾吸光系數(shù)e可由已知濃度的X,Y純溶液測得。解上述方程組可求得cx及cy。3、運用Excel做工作曲線（1）將數(shù)據(jù)整頓好輸入Excel，并選用完畢的數(shù)據(jù)區(qū)，并點擊圖表向導，如圖3-21所示。圖3-21圖3-22（2）點擊圖表向導后會運行圖表向導如圖3-22（或者用插入-圖表也可）圖3-21圖3-22（3）點擊“下一步”，出現(xiàn)如圖3-33界面。如果是輸入如本例橫向列表的就不用更改，如果是縱向列表就改選“列”。圖3-33圖3-34（4）如果發(fā)現(xiàn)圖不抱負，就要認真察看與否數(shù)據(jù)區(qū)選擇有問題，如果有誤，能夠點擊“系列”來更改，如圖圖3-33圖3-34（5）如果是X值錯了就點擊它文本框右邊的小圖標，成果如圖3-35。圖3-35圖3-36（6）然后，如圖3-36在表上選用對的的數(shù)據(jù)區(qū)域。然后點擊“下一步”出現(xiàn)圖表選項界面圖3-35圖3-36圖3-37圖3-38（7