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1、仪器分析实验实验1 邻二氮菲分光光度法测定铁 一、实验原理 邻二氮菲(phen)和Fe2+在pH39的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合物Fe(phen) 32+，其lgK=21.3，508=1.1 104Lmol-1cm-1，铁含量在0.16gmL-1范围内遵守比尔定律。其吸收曲线如图1-1所示。显色前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将Fe3+全部还原为Fe2+，然后再加入邻二氮菲，并调节溶液酸度至适宜的显色酸度范围。有关反应如下： 2Fe3+2NH2OHHC12Fe2+N2+2H2O+4H+2C1图1-1 邻二氮菲一铁()的吸收曲线 用分光光度法测定物质的含量，一般采用标准曲线法，即配制一系列浓度的标
2、准溶液，在实验条件下依次测量各标准溶液的吸光度(A)，以溶液的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。在同样实验条件下，测定待测溶液的吸光度，根据测得吸光度值从标准曲线上查出相应的浓度值，即可计算试样中被测物质的质量浓度。 二、仪器和试剂 1仪器 721或722型分光光度计。 2试剂 (1)0.1 mgL-1铁标准储备液准确称取0.702 0 g NH4Fe(S04)26H20置于烧杯中，加少量水和20 mL 1:1H2S04溶液，溶解后，定量转移到1L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。(2)10-3 moL-1铁标准溶液 可用铁储备液稀释配制。 (3)100 gL-1盐酸羟胺水溶液
3、用时现配。 (4)1.5 gL-1邻二氮菲水溶液 避光保存，溶液颜色变暗时即不能使用。 (5)1.0 molL-1叫乙酸钠溶液。 (6)0.1 molL-1氢氧化钠溶液。 三、实验步骤 1显色标准溶液的配制 在序号为16的6只50 mL容量瓶中，用吸量管分别加入0，0.20，0.40，0.60，0.80，1.0 mL铁标准溶液(含铁0.1 gL-1)，分别加入1 mL 100 gL-1盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min，再各加入2 mL 1.5 gL-1邻二氮菲溶液、5 mL 1.0 molL-1乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。 2吸收曲线的绘制 在分光光度计上，用1 cm吸收池，以试剂空白
4、溶液(1号)为参比，在440560 nm之间，每隔10 nm测定一次待测溶液(5号)的吸光度A，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，从而选择测定铁的最大吸收波长。 3显色剂用量的确定 在7只50 mL容量瓶中，各加2.0 mL 10-3 molL-1铁标准溶液和1.0 mL 100 gL-1盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min。分别加入0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，2.0，4.0 mL 1.5 gL-1邻二氮菲溶液，再各加5.0 mL1.0 molL-1 乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。以水为参比，在选定波长下测量各溶液的吸光度。以显色剂邻二氮菲的体积为横坐标、相应的吸光度
5、为纵坐标，绘制吸光度显色剂用量曲线，确定显色剂的用量。 4溶液适宜酸度范围的确定 在9只50 mL容量瓶中各加入2.0 mL10-3 molL-1。铁标准溶液和1.0 mL 100 molL-1盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min。各加2 mL 1.5 gL-1邻二氮菲溶液，然后从滴定管中分别加入0，2.00，5.00，8.00，10.00，20.00，25.00，30.00，40.00 mL 01 molL-1NaOH溶液摇匀，以水稀释至刻度，摇匀。用精密pH试纸或酸度计测量各溶液的pH。 以水为参比，在选定波长下，用1 cm吸收池测量各溶液的吸光度。绘制ApH曲线，确定适宜的pH范围。 5络
6、合物稳定性的研究 移取2.0 mL 10-3 molL-1铁标准溶液于50 mL容量瓶中，加入1.0 mL 100 gL-1盐酸羟胺溶液混匀后放置2 min。2.0 mL 1.5 gL-1邻二氮菲溶液和5.0 mL 1.0 molL-1。乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。以水为参比，在选定波长下，用1 cm吸收池，每放置一段时间测量一次溶液的吸光度。 放置时间：5 min，10 min，30 min，1 h，2 h，3 h。 以放置时间为横坐标、吸光度为纵坐标绘制At曲线，对络合物的稳定性作出判断。 6标准曲线的测绘 以步骤l中试剂空白溶液(1号)为参比，用1 cm吸收池，在选定波长下测定26
7、号各显色标准溶液的吸光度。在坐标纸上，以铁的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。 7铁含量的测定试样溶液按步骤1显色后，在相同条件下测量吸光度，由标准曲线计算试样中微量铁的质量浓度。 四、思考题 1用邻二氮菲测定铁时，为什么要加入盐酸羟胺?其作用是什么?试写出有关反应方程式。 2根据有关实验数据，计算邻二氮菲一Fe()络合物在选定波长下的摩尔吸收系数。 3在有关条件实验中，均以水为参比，为什么在测绘标准曲线和测定试液时。要以试剂空白溶液为参比?实验2 分光光度法测定邻二氮菲一铁()络合物的组成 一、实验原理络合物组成的确定是研究络合反应平衡的基本问题之一。金属离子M和络合剂L形成
8、络合物的反应为M + nL=MLn式中，n为络合物的配位数，可用摩尔比法(或称饱和法)进行测定，即配制一系列溶液，各溶液的金属离子浓度、酸度、温度等条件恒定，只改变配位体的浓度，在络合物的最大吸收波长处测定各溶液的吸光度，以吸光度对摩尔比cL/cM作图，如图2-1所示。图2-1 摩尔比法测定络合物组成将曲线的线性部分延长相交于一点，该点对应的cL/cM值即为配位数n。摩尔比法适用于稳定性较高的络合物组成的测定。 二、仪器与试剂 1仪器 721或722型分光光度计。 2试剂 10-3 molL-1铁标准溶液；100 gL-1盐酸羟胺溶液；10-3 molL-1邻二氮菲水溶液；1.0 molL-1
9、乙酸钠溶液。 三、实验步骤 取9只50 mL容量瓶，各加入1.0 mL10-3 molL铁标准溶液，1 mL100 gL-1。盐酸羟胺溶液，摇匀，放置2 min。依次加入1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，5.0 ml。10-3 molL-1邻二氮菲溶液，然后各加5 mL 1.0 molL-1叫乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在510 nm处，用1 cm吸收池，以水为参比，测定各溶液的吸光度A。以A对cL/cM作图，将曲线直线部分延长并相交，根据交点位置确定络合物的配位数n。 四、思考题 1在什么条件下，才可以使用摩尔比法测定络合物的组成? 2在此实验中为什么可以
10、用水为参比，而不必用试剂空白溶液为参比?实验3 有机化合物的紫外吸收光谱及溶剂性质对吸收光谱的影响一、实验原理 具有不饱和结构的有机化合物，如芳香族化合物，在紫外区(200400 nm)有特征的吸收，为有机化合物的鉴定提供了有用的信息。 紫外吸收光谱定性的方法是比较未知物与已知纯样在相同条件下绘制的吸收光谱，或将绘制的未知物吸收光谱与标准谱图(如Sadtler紫外光谱图)相比较，若两光谱图的max和max相同，表明它们是同一有机化合物。极性溶剂对有机物的紫外吸收光谱的吸收峰波长、强度及形状有一定的影响。溶剂极性增加，使n*跃迁产生的吸收带蓝移，而*跃迁产生的吸收带红移。 二、仪器与试剂 1仪器
11、 722型紫外一可见分光光度计，带盖石英吸收池2只(1cm)。 2试剂 (1)苯、乙醇、正己烷、氯仿、丁酮。 (2)异亚丙基丙酮分别用水、氯仿、正己烷配成浓度为0.4 gL-1的溶液。 三、实验步骤 1苯的吸收光谱的测绘 在1 cm的石英吸收池中，加人两滴苯，加盖，用手心温热吸收池底部片刻，在紫外分光光度计上，以空白石英吸收池为参比，从220360 nm范围内进行波长扫描，绘制吸收光谱。确定峰值波长。 2乙醇中杂质苯的检查 用l cm石英吸收池，以乙醇为参比溶液，在230280 nm波长范围内测绘乙醇试样的吸收光谱，并确定是否存在苯的B吸收带? 3溶剂性质对紫外吸收光谱的影响 (1)在3支5
12、mL带塞比色管中，各加入0.02 mL，丁酮，分别用去离子水、乙醇、氯仿稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，以各自的溶剂为参比，在220350 nm波长范围内测绘各溶液的吸收光谱。比较它们的max的变化，并加以解释。 (2)在3支10 mL带塞比色管中，分别加入0.20 mL异亚丙基丙酮，并分别用水、氯仿、正己烷稀释至刻度，摇匀。用1 cm石英吸收池，以相应的溶剂为参比，测绘各溶液在200350 nm范围内的吸收光谱，比较各吸收光谱max的变化，并加以解释。 四、注意事项 1石英吸收池每换一种溶液或溶剂必须清洗干净，并用被测溶液或参比液荡洗三次。 2本实验所用试剂均应为光谱纯或经提纯处理。
13、 五、思考题 1分子中哪类电子跃迁会产生紫外吸收光谱? 2为什么极性溶剂有助于n*跃迁向短波方向移动?而*跃迁向长波方向移动?实验4 紫外吸收光谱测定蒽醌试样中蒽醌的含量和摩尔吸收系数 一、实验原理 利用紫外吸收光谱进行定量分析时，必须选择合适的测定波长。在蒽醌试样中含有邻苯二甲酸酐，它们的紫外吸收光谱如图4-4所示。由于在蒽醌分子结构中的双键共轭体系大于邻苯二甲酸酐，因此蒽醌的吸收峰红移比邻苯二甲酸酐大，且两者的吸收峰形状及其最大吸收波长各不相同，蒽醌在波长251 nm处有一强烈吸收峰(=4.6104Lmol-1cm-1)，在波长323 nm处有一中等强度的吸收峰(=4.7103Lmol-1
14、cm-1)，而在251 nm波长附近有一邻苯二甲酸酐的强烈吸收峰max (=3.3104Lmol-1cm-1)，为了避开其干扰，选用323 nm波长作为测定蒽醌的工作波长。由于甲醇在250350nm无吸收干扰，因此可用甲醇为参比溶液。图4-1蒽醌(曲线1)和邻苯二甲酸酐(曲线2)在甲醇中的紫外吸收光谱 摩尔吸收系数k是衡量吸光度定量分析方法灵敏度的重要指标，可利用求标准曲线斜率的方法求得。 二、仪器与试剂 1仪器 型紫外可见分光光度计 。 2试剂 (1)葸醌、甲醇、邻苯二甲酸酐。 (2)蒽醌试样。 (3)4.0 gL-1蒽醌标准贮备液 准确称取0.400 0 g蒽醌置于100 mL烧杯中，用甲醇溶解后，转移到100 mL容量瓶中，以甲醇稀释至刻度，摇匀。 (4)0.
