1、实验十九 分光光度法测定微量铁一.实验目的1.了解分光光度计的构造和使用方法。2.了解邻二氮菲光度法测定铁的实验条件，掌握和了解实验条件的一般研究方法3.学习邻二氮菲分光光度法测铁的方法。二.实验原理吸光光度法是根据溶液中物质对光选择性的吸收而进行分析的方法。它具有较高的灵敏度和一定的准确度，特别适宜于微量组分的测定。吸光光度法可以分为比色法和分光光度法两大类。本实验采用分光光度法。分光光度法测定物质含量时应注意的主要是显色反应的条件和测量吸光度的条件。显色反应的条件有显色剂用量、介质的酸度、显色时间、显色时溶液的温度、干扰物质的消除方法等。测量吸光度的条件包括应选择的入射光波长，吸光度范围和
2、参比溶液等。光度法测定微量铁的显色剂有邻二氮菲(phen)、磺基水杨酸、硫氰酸盐等。目前大都采用邻二氮菲为显色剂测定微量铁。在 pH=29 的条件下，Fe 2+离子与邻二氮菲生成稳定的橘红色络合物，反应如下：(橘红色)232(phenFphenF此络合物 lgK 稳 =21.3，摩尔吸光系数 。45100.显色前，要用盐酸羟胺把 Fe3+离子还原为 Fe2+离子，反应如下： ClHONFeHClONFe 22223测定时应控制溶液酸度在 pH=5 左右为宜，酸度太高，反应进行较慢，酸度太低，Fe 2+离子水解，影响显色。三.仪器及试剂仪器 752 型分光光度计（1cm 比色皿） 、50ml 容
3、量瓶若干试剂 1. 100 铁标准溶液1mlg2. 10 铁标准溶液由 100 稀释制得1mlg3.盐酸羟胺 10%溶液 4.邻二氮菲溶液 0.15% 5.NaAc 溶液 1mol/L四.实验步骤1.测量波长的选择在 50ml 容量瓶中按次序准确加入以下溶液，10 铁标准溶液1mlg5ml，10%盐酸羟胺 1ml，摇匀，再加入 1mol/LNaAc 溶液 5ml，0.15%邻二氮菲3ml。用水稀释至刻度。在分光光度计上，用 1cm 比色皿以水为参比溶液，测定其在 440580nm 之间的吸光度。并绘制 图，从曲线上找出最大吸收的A波长。2.显色剂用量的选择取 7 个 50ml 容量瓶，各加入
4、1ml10 铁标准溶液，1ml 盐酸羟胺，1mlg摇匀。再分别加入 0.10、0.30、0.50、0.80、1.0、2.0、4.0ml 邻二氮菲和5mlNaAc 溶液，以水稀释至刻度，摇匀，放置 10min。以水为参比溶液，在选择的波长下测定各溶液的吸光度。并绘制 ,从曲线上找出显色及的适宜用VA量 V。3.显色时间的选择在 1 个 50ml 容量瓶中，加入 1ml10 铁标准溶液，1ml 盐酸羟胺，1mlg再加入由上述选择的适宜邻二氮菲 Vml，5mlNaAc，以水稀释至刻度，摇匀。立刻用比色皿以水为参比在选择的波长下测量吸光度。然后依次测定放置5、10、30、60min 后的吸光度。绘制
5、图，选出与邻二氮菲显色反应完全tA所需的适宜时间。4.标准曲线的绘制在 6 个 50ml 容量瓶中，分别加入 0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ml 10铁标准溶液，再分别加入 1ml 盐酸羟胺，2ml 邻二氮菲，5mlNaAc1mlg溶液，用水稀释至刻度，摇匀。以水为参比溶液在选择的波长 、选择的适宜显色剂用量、适宜显色时间下测定各溶液的吸光度。绘制 标准曲线图。cA五.数据记录与处理1.测量波长的选择波长/nm 440 460 480 490 500 505 510吸光度/A 0.139 0.156 0.175 0.178 0.185 0.190 0.192波长/nm 515
6、 520 530 540 560 580吸光度/A 0.189 0.180 0.143 0.094 0.033 0.01对上表中数据作 图，如下A吸 光 度 -波 长 图0.0000.0500.1000.1500.2000.250400.000 450.000 500.000 550.000 600.000波 长 /nm吸光度/A吸 光 度 /A由上图知，最适宜波长为 =510nmmax2.显色剂用量的选择显色剂体积 V/mL 0.1 0.3 0.5 0.8 1.0 2.0 4.0吸光度/A 0.044 0.048 0.048 0.043 0.055 0.048 0.054对上表中数据作 图，
7、如下VA吸 光 度 -显 色 剂 用 量 图00.010.020.030.040.050.060.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0显 色 剂 体 积 V/mL吸光度/A吸 光 度 /A由上图知，最适宜指示剂用量为 V=1.0ml3.显色时间的选择显色时间 t/min 2 5 10 30吸光度/A 0.055 0.056 0.056 0.058对上表中数据作 图，如下tA吸 光 度 -显 色 时 间 图y = 1E-04x + 0.0551R2 = 0.944600.010.020.030.040.050.060.070 10 20 30 40显 色 时 间 t/min吸光度/A吸 光
8、 度 /A线 性 (吸 光 度 /A)由上述图知，直线斜率 K=1.010-40，故可认为显色时间对吸光度几乎无影响。4.标准曲线的绘制铁标准溶液体积 v/mL 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 待测铁标准溶液浓度 b/ 1mLg0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 待测吸光度/A 0.096 0.175 0.239 0.313 0.383 0.281mLvb5011对上表中数据作 图，如下A吸 光 度 -铁 含 量 图y = 0.178x + 0.0276R2 = 0.999200.050.10.150.20.250.30.350.40.450.0 0.5 1.0 1.5 2.0
9、2.5铁 含 量 b (ug/mL)吸光度/A吸 光 度 /A线 性 (吸 光 度 /A)未知样：吸光度 A=0.281 时，代入上图所得方程计算得 b=1.42 1mLg六.思考题1.制作标准曲线和进行其他条件试验时，加入试剂的顺序能否任意改变？为什么？答：不能颠倒各种试剂的加入次序，盐酸羟胺是用来将 Fe3+还原为 Fe2+，邻二氮菲是显色剂，乙酸钠是用来调节酸度。2.如用配制已久的盐酸羟胺溶液，对分析结果将带来什么影响？答：放置已久的盐酸羟胺会分解，不能将 Fe3+全部还原为 Fe2+，会使实验测定全铁结果偏低。3.怎样用吸光光度法测定水样中的全铁（总铁）和亚铁的含量？试拟出一简单实验步骤？答：第一步，先用盐酸羟胺还原三价铁为二价铁，显色后，控制 pH 测定。第二步，不加入盐酸羟胺，直接显色控制 pH 测定。由第一步测得全铁，第二步测得二价铁。4.实验中哪些试剂需要准确配制和准确加入，哪些不需要准确配制但要准确加入？答： 铁标准溶液需要准确配制和准确加入，因为实验是以铁的不同浓度的吸光度不同来绘制标准曲线；在同样条件下，显色剂邻二氮菲的量不同则吸光度不同，故须准确配制准确加入。盐酸羟胺是用来还原铁盐，是过量加入的，故不需精确配制；醋酸钠用来调节溶液酸度，也不需很准确配制；但都应该准确加入，否则会影响铁盐浓度改变，不能保证平行实验的准确，造成不必要实验误差。
