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1、实验七 邻二氮菲分光光度法测定铁的含量一、实验目的1.学会吸收曲线及标准曲线的绘制，了解分光光度法的基本原理。2.掌握用邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理。3.学会722S型分光光度计的正确使用，了解其工作原理。4.学会数据处理的基本方法。5.掌握比色皿的正确使用。二、实验原理根据朗伯比耳定律：A=bc，当入射光波长及光程b一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。只要绘出以吸光度A为纵坐标，浓度c为横坐标的标准曲线，测出试液的吸光度，就可以由标准曲线查得对应的浓度值，即未知样的含量。同时，还可应用相关的回归分析软件，将数据输入计算机，得到相应的分析结果。用分光光
2、度法测定试样中的微量铁，可选用的显色剂有邻二氮菲(又称邻菲罗啉)及其衍生物、磺基水杨酸、硫氰酸盐等。而目前一般采用邻二氮菲法，该法具有高灵敏度、高选择性，且稳定性好，干扰易消除等优点。在pH=29的溶液中，Fe2+与邻二氮菲(phen)生成稳定的桔红色配合物Fe(phen)32+，此配合物的lgK稳=21.3，摩尔吸光系数510 = 1.1104 Lmol-1cm-1，而Fe3+能与邻二氮菲生成31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(NH2OHHCl)将Fe3+还原为Fe2+，其反应式如下：2Fe3+ + 2NH2OHHCl 2Fe2+ + N2 + H2
3、O + 4H+ + 2Cl-测定时控制溶液的酸度为pH5较为适宜。三、仪器与试剂722S型或721型分光光度计、容量瓶(100mL,50mL)、吸量管、铁标准溶液：含铁0.1mg/ml。 准确称取0.8634g的NH4Fe(SO4)212H2O，置于烧杯中，加入20ml1:1HCl和少量水,溶解后,定量地转移至升容量瓶中，以水稀释之刻度，摇匀。 、邻二氮菲：0.15(10-3mol/L)新配制的水溶液。 、盐酸羟胺： 10水溶液（临用时配制） 、醋酸钠溶液 1mol/L四、实验步骤1.标准溶液配制1) 10gmL-1铁标准溶液配制 准确称取0.8634g硫酸铁铵NH4Fe(SO4)212H2O
4、于100mL烧杯中，加60mL 3molL-1 H2SO4溶液，溶解后定容至1L，摇匀，得100gmL-1储备液(可由实验室提供)。用时吸取10.00mL稀释至100mL，得10gmL-1工作液。2) 系列标准溶液配制 取6个50mL容量瓶，分别加入铁标准溶液0.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL，然后加入1mL盐酸羟胺，2.00mL邻二氮菲，5mLNaAc溶液(为什么?)，每加入一种试剂都应初步混匀。用去离子水定容至刻度，充分摇匀，放置10min。2.吸收曲线的绘制选用1cm比色皿，以试剂空白为参比溶液(为什么?)，取4号容量瓶试液，选择440560nm波长，每隔1
5、0nm测一次吸光度，其中500520nm之间，每隔5nm测定一次吸光度。以所得吸光度A为纵坐标，以相应波长为横坐标，在坐标纸上绘制A与的吸收曲线。从吸收曲线上选择测定Fe的适宜波长，一般选用最大吸收波长max为测定波长。3.标准曲线(工作曲线)的绘制用1cm比色皿，以试剂空白为参比溶液，在选定波长下，测定各溶液的吸光度。在坐标纸上，以铁含量为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。4.试样中铁含量的测定从实验教师处领取含铁未知液一份，放入50mL容量瓶中，按以上方法显色，并测其吸光度。此步操作应与系列标准溶液显色、测定同时进行。依据试液的A值，从标准曲线上即可查得其浓度，最后计算出原试液中含铁
6、量(以gmL-1表示)。并选择相应的回归分析软件，将所得的各次测定结果输入计算机，得出相应的分析结果。五.数据处理1.数据分光光度计型号 ，比色皿厚 ，光源电压 （1）吸收曲线的绘制波长/nm430450470490500510520530550570590吸光度A（2）标准曲线的绘制与铁含量的测定容量瓶号标 准 溶 液未知液1234567吸取毫升数0.01.02.03.04.05.05.0含铁总量/g(25mL)-1吸光度A2.绘制以下曲线（1）吸收曲线 （2）标准曲线3.计算未知液中铁的含量 C铁=Cx/510-3（g/L） 式中：Cx未知液吸光度在标准曲线上对应的含铁总量g/25mL六.
7、思考题1.本实验中哪些试剂应准确加入，哪些不必严格准确加入?为什么?2.加入盐酸羟胺的目的是什么?3.配制NH4Fe(SO4)212H2O溶液时，能否直接用水溶解?为什么?4.如何正确使用比色皿?5.何谓“吸收曲线”、“工作曲线”? 绘制及目的各有什么不同?七.分光光度计(722S型)的使用方法分光光度计是根据物质对光的选择性吸收来测量微量物质浓度的。722S型光栅分光光度计是数字显示的单光束、可见分光光度计。它具有灵敏度和准确度高、操作简便、快速等优点，允许测量的波长范围为330800nm，吸光度的显示范围为01.999，是在可见光区进行吸光光度分析的常用仪器。1.测量原理一束单色光通过有色
8、溶液时，一部分光线通过，一部分被吸收，一部分被器皿的表面反射。设I0为入射光的强度，I为透过光的强度，则I/I0称为透光度，用T表示。透光度越大，光被吸收越少。把lgI0/I定义为吸光度，用A表示。吸光度越大，溶液对光的吸收越多。吸光度A与透光度T之间的关系为A=lgSX()1TSX。吸光度A与待测溶液的浓度c(mol L-1)和液层的厚度b(cm)成正比，即：A=bc。这是光的吸收定律，亦称朗伯-比耳(Lambert-Beer)定律。式中为比例常数，叫摩尔吸收系数，它与入射光的波长、溶液的性质、温度等因素有关。当入射光波长一定，溶液的温度和比色皿(溶液的厚度)均一定时，则吸光度A只与溶液浓度
9、c成正比。将单色光通过待测溶液，并使通过光射在光电管上变为电讯号，在数字显示器上可直接读出吸光度A或浓度c。2.仪器构造722S型分光光度计由光源室、单色器、试样室、光电管暗盒、电子系统及数字显示器等部件组成。其结构如图3-3所示，外形如教材P104页图3-3所示。3.使用方法(1)取下防尘罩，将灵敏度调节旋钮13置于“1”档(信号放大倍率最小)。(2)接通电源，按下仪器上的电源开关7，指示灯即亮。将选择开关3置于“T”档(即透光度)。调节波长手轮8使波长刻度盘9中标线对准的波长为所需波长。仪器预热20min。(3)打开试样室盖(光门自动关闭)，调节0%T旋钮12，使显示“00.0”。(4)把
10、盛参比溶液的比色皿放入试样架的第一格内，盛试样的比色皿放入第二、三、四格内，然后盖上试样室盖(光门打开，光电管受光)。推动试样架拉手10把参比溶液推入光路，调节100%T旋钮11，使之显示为“100.0”，若显示不到“100.0”，应增大灵敏度档，但尽可能倍率置低档使用，这样仪器将有更高的稳定性。改变灵敏度后，应按(3)重新调“0”后再调节100%T旋钮，直至显示为“100.0”。(5)重复(3)和(4)操作，显示稳定后即可进行测定工作。(6)吸光度A的测量：稳定地显示“100.0”透光度后，将选择开关置于“A”档(即吸光度)，此时吸光度显示应为“00.0”，若不是，则调节吸光度调零旋钮2，使
11、显示为“00.0”，然后将试样推入光路，这时的显示值即为试样的吸光度。(7)浓度C的测量：选择开关由“A”旋置“C”，将已标定浓度的样品放入光路，调节浓度旋钮5，使得数字显示为标定值，将被测样品放入光路，即可读出被测样品的浓度值。(8)测定完毕，关闭仪器电源开关(短时间不用，不必关闭电源，可打开试样室盖，即可停止照射光电管)，将比色皿取出，洗干净，擦干，放回原处。拔下电源插头，待仪器冷却10min后盖上防尘罩。4.注意事项(1) 测定过程中，不要将参比溶液拿出试样室，应将其随时推入光路以检查吸光度零点是否变化。如不为“00.0”，则不要先调节旋钮2，而应将选择开关3置于“T”档，用100%旋钮
12、调至“100.0”，再将选择开关置于“A”，这时如不为“00.0”，才可调节旋钮2。(2) 为了避免光电管长时间受光照射引起的疲劳现象，应尽可能减少光电管受光照射的时间，不测定时应打开暗室盖，特别应避免光电管受强光照射。(3)使用前若发现仪器上所附硅胶管已变红应及时更换硅胶。(3) 比色皿盛取溶液时只需装至比色皿的3/4即可，不要过满，避免在测定的拉动过程中溅出，使仪器受湿、被腐蚀。(5)若大幅度调整波长，应稍等一段时间再测定，让光电管有一定的适应时间。(6)每台仪器所配套的比色皿，不能与其它仪器上的比色皿单个调换。(7)仪器上各旋钮应细心操作，不要用劲拧动，以免损坏机件。若发现仪器工作异常，应及时报告指导教师，不得自行处理。
