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1、实验一 配合物组成和稳定常数的测定一、目的学习连续变化光度法测定络合物组成和稳定常数的基本原理和实验方法。二、原理连续变化法是测定络合物组成及其稳定常数常用的方法之一。如果金属离子M与络合剂L形成络合物ML，我们可制备一系列溶液，其中络合剂的浓度CL和金属离子的浓度CM之和，即总浓度C为一个常数。CL+CM=C（常数）或（CL/C）+（CM/C）=1实验时，选择ML最大吸收波长，在该波长处L和M都不吸收。改变CL和CM的相对比例，测量这一系列溶液的吸光度，并对络合剂浓度与总浓度之CL/C作图即得三角形的曲线，如图。把三角形两边延长相交，从交点处的浓度比，即可求出络合物的组成。若络合物的组成为M
2、Ln，则配位数n可以从以下式求得：n=CL/CM=(CL/C)/1-(CL/C)如图中求得CL/C=0.5，则n=1，该络合物组成为ML。连续变化法从图中可以看出，在实验测得的最大吸光度A处，络合剂与金属离子的浓度比与络合物中的络合比完全相同。此时络合物有一定程度的离解，络合剂与金属离子在溶液中均不过量。延长线交点的吸光度Am为络合物完全不离解时应具有的吸光度值。Am与A之间有一定偏差，偏差愈小，说明络合物离解愈小，即络合物愈稳定。据此可以计算出络合物的稳定常数。络合物在溶液中存在着下列平衡该络合物的稳定常数为 （1）根据比尔定律，溶液的吸光度与络合物的浓度成正比，则有 （2）式中C=CL=C
3、M，又M=L=C-ML=C1-(A/Am) （3）将（2）（3）代入（1）得 （4）本实验是测定磺基水杨酸-铁络合物的组成及稳定常数，实验在0.1 molL-1 HClO4 溶液中进行，络合物为紫红色。三、仪器与试剂SP2000型分光光度计高氯酸：0.1 molL-1，取70% HClO4 4.4 mL溶于50mL水中，再稀释至500 mL。磺基水杨酸（在0.1 molL-1 HClO4中）：1.0010-2 molL-1。称取0.2192 g磺基水杨酸用0.1 molL-1 HClO4溶解并用0.1 molL-1 HClO4定容至100 mL容量瓶中。高铁溶液（在0.1 molL-1 HCl
4、O4中）：1.0010-2 molL。称取0.4822 g未风化的硫酸高铁铵用0.1 molL-1 HClO4溶解并用0.1 molL-1 HClO4定容至100 mL容量瓶中。四、实验步骤1. 系列溶液的配制取15个25 mL容量瓶，按下列次序配制容量瓶序号1.0010-2 molL-1高铁溶液(mL)1.0010-2 molL-1磺基水杨酸(mL)10.005.0020.504.5031.004.0041.503.5052.003.0062.502.5073.002.0083.501.5094.001.00104.500.50115.000.00用0.1 molL-1 HClO4 溶液稀释
5、至刻度，摇匀，放置半小时。待发色稳定后，再开始测定其吸光度。2. 吸光度的测量在530 nm波长处，用1 cm比色皿，以蒸馏水作参比溶液。在SP2000型分光光度计上测量溶液的吸光度。五、数据及处理记录实验条件及吸光度值，以络合剂浓度与总浓度之比为横坐标，吸光度为纵坐标作图，求出络合物的组成及稳定常数。六、思考题1. 如果选用其他波长进行吸光度测量，对本实验结果有何影响？2. 如果选用总浓度增加一倍或稀释一倍，实验得到的曲线将会什么变化？对计算络合物的组成及稳定常数有何影响？3. 若实验得到的图，其直线部分都不通过零点，则结果应如何计算？实验二 多组分混合物的同时测定一、目的学习利用系数倍率双
6、波长法和多波长线性数据分光光度法同时测定混合两组份。二、原理利用等吸收双波长法测定两组份时，有时会选不到吸收相等的两个波长，在波长选择上受限制，另外即便能选到合适的波长对，有时也因灵敏度太低而无法应用。如果利用系数倍率法，则可克服上述困难。即令被测组分M的差吸光度为令，可求出，代入A的计算式中，可知即A只与M的浓度有关，从而可以消除共存组分的干扰。波长对的选择，可在一定波长范围内测定两种组分的吸光度，利用计算机选择合适的波长对。在一定波长范围内分别测定两种纯组分和混合物的吸光度，还可利用多波长数据线性回归法测定两种组分的浓度，原理如下：在不同波长测量的A、M、N均应满足方程。考虑到实验测量等的
7、误差，将方程作一元线性回归处理，由回归方程的截距和斜率可求出CM和CN。三、仪器与试剂751G分光光度计Co(NO3)2溶液：0.350 molL-1Cr(NO3)3溶液：0.100 molL-1四、实验步骤1. 溶液的配制取6个25 mL的容量瓶，分别加入0，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00 mL Co(NO3)2溶液和10.00，8.00，6.00，4.00，2.00，0 mL Cr(NO3)3溶液，用水稀释至刻度，摇匀。另取一个25 mL容量瓶，加入5 mL未知液，用水稀释至刻度，摇匀。2. 吸光度的测定在751G分光光度计上，使用1cm比色皿，以蒸馏水为参比，从450
8、650 nm，每隔10 min测一次吸光度，分别测量上述7份溶液的吸光度，做好记录。五、数据处理1. 绘制Co2+、Cr3+的吸收光谱。2. 由Co2+、Cr3+的吸收光谱确定双波长法分别测定Co2+、Cr3+的波长对，并由混合溶液的吸光度分别绘制工作曲线，计算未知液的浓度。3. 利用多波长数据线性回归法求未知液中Co2+、Cr3+的浓度，并与双波长法的结果比较。六、思考题怎样选择双波长测量的最佳波长对？实验三、铬天青S分光光度法测定微量铝（铝的二元、三元络合物的比较）一、实验原理光度法测定铝的显色剂较多，其中以铬天青S为最佳。铬天青S简写为CAS，是一种酸性染料，其结构式为：Al3+和铬天青
9、S在弱酸性溶液中生成红色的二元络合物，最大吸收波长max=545nm，摩尔吸收系数=4104Lmol-1cm-1。Al3+与铬天青S反应时，若加入含有长碳链的有机表面活性剂，如溴化十六烷基三甲基铵（CTAB）。则可形成三元络合物，其最大吸收波长向长波方向移动（红移），摩尔吸收系数增大23倍，测定灵敏度显著提高。本实验通过绘制Al3+CAS二元络合物及Al3+CASCTAB三元络合物的吸收曲线，比较两者的摩尔吸收系数及红移的波长值，并进行微量铝的测定。二、仪器与试剂1 仪器 721或722型分光光度计。2 试剂（1）0.1gL-1铝标准贮备液 准确称取硫酸铝钾KAl(SO4)212H2O1.75
10、8g于小烧杯中，加入2mL6molL-1HCl溶液和少量水溶解后，定量转移至1L容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。（2）铝标准溶液（含铝2gmL-1）取上述铝标准贮备液20.00mL于1L容量瓶中，以水稀释至刻度摇匀。（3）0.5 gL-1铬天青S 用1:1乙醇溶液配制。（4）0.4 gL-1溴化十六烷基三甲基铵水溶液。（5）HAcNH4Ac缓冲溶液（pH=6.3）。（6）1:3HCl溶液。三、实验步骤1 Al3+CAS二元络合物吸收曲线的绘制 在2只50mL容量瓶中分别加入0.0，5.0mL2gmL-1的Al3+标准溶液，2mL铬天青S溶液，6滴1:3HCl溶液，5mL pH=6.3的HAcN
11、H4Ac缓冲溶液，以水稀释至刻度，摇匀。用1吸收池，以试剂空白溶液微参比，在500620nm范围内，每隔20nm测定一次溶液的吸光度（在吸收峰附近多测几点）。以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，确定最大吸收波长max，并计算摩尔吸收系数。2 Al3+CASCTAB三元络合物吸收曲线的绘制 在2只50mL容量瓶中分别加入0.0，5.0mL2gmL-1的Al3+标准溶液，2mL铬天青S溶液，5.0mL pH=6.3的HAcNH4Ac缓冲溶液和5mL0.4 gL-1溴化十六烷基三甲基铵（CTAB）溶液，以试剂空白溶液为参比，用1吸收池，在500660nm波长范围内，每隔20nm测定一次溶
12、液的吸光度（吸收峰附近可多测几点），以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，确定最大吸收波长max并计算摩尔吸收系数，与二元络合物的max和值比较，求出红移的波长值并加以讨论。3 Al3+CASCTAB三元络合物标准曲线的绘制 在6只50mL容量瓶中，分别加入0.0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0mL2gmL-1的Al3+标准溶液，各加入2mL铬天青S溶液，5mL pH=6.3的HAcNH4Ac缓冲溶液，5mL0.4 gL-1溴化十六烷基三甲基铵（CTAB）溶液，用1吸收池，以试剂空白溶液为参比，在选定波长下，测定各溶液的吸光度并绘制标准曲线。4 试样中微量铝含量的测定 移取5
13、mL待测试样溶液于50mL容量瓶中，以下操作同3。在选定波长下，测定各溶液的吸光度，并利用标准曲线计算试样中Al的质量浓度。四、 思考题1 Al3+CASCTAB三元络合物具有哪些特点？2 为什么应用形成Al3+CASCTAB三元络合物进行铝含量测定灵敏度比较高?如何计算吸光物质的摩尔吸收系数。实验四 罗丹明B的吸收光谱及荧光特性分析一、目的要求1. 进步掌握荧光光度计的操作方法。2. 掌握用荧光法测定罗丹明B的激发光谱和发射光谱。3. 了解荧光光谱的特点以及与吸收光谱之间的关系。二、原理罗丹明B是一种具有鲜桃红色的人工合成的染料，英文名：RhodamineB；分子式C28H31ClN2O3；
14、分子量479.0175，罗丹明B在溶液中有强烈的荧光，用作实验室中细胞荧光染色剂、有色玻璃、特色烟花爆竹等行业，曾经用作食品添加剂，但后来实验证明罗丹明B会致癌，现在已不允许用作食品染色。激发光谱是使激发光的波长连续变化时，表示某一波长荧光强度变化的曲线。测定激发光谱时，把具有荧光物质试液置于荧光光度计光路中，固定荧光发射波长（通常是荧光强度最大波长）和狭缝宽度，扫描，得到荧光激发波长和相应荧光强度的关系曲线，即荧光激发光谱，用ex表示，他与测量仪器构件，如单色器，检测器的性能有关。根据荧光产生的原理，物质吸收具有特定波长能量的光后被激发，荧光激发光谱应该与它的吸收光谱形状一样，由于在测定中所
15、用的仪器及其构件等因素的影响，同一物质的荧光激发光谱与吸收光谱均有不同程度的差别。荧光发射光谱获得的过程，类似于激发光谱：固定激发波长和狭缝宽度，扫描，得到荧光发射波长和相应荧光强度的关系曲线，即荧光发射光谱。荧光强度最强的波长为最大荧光发射波长，用em表示。荧光光谱可用于鉴别某一荧光物质。一般情况下，荧光光谱的波长大于荧光激发波长，即emex，两者之差为斯托克斯（Stokes）位移，这个值越大越有利于选择性。荧光物质的荧光激发光谱和发射光谱形状相似且呈镜像对称。根据荧光产生的原理不难理解这一现象，激发光谱所反映的是电子跃迁到第一激发态的情形，而荧光光谱所反映的是电子从激发态的最低能级回到基态的情形。能量从基态的振动能级上的分布
