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邻二氮菲分光光度法测定铁的含量
————10环工2第一组
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=εbc,当入射光波长λ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=2~9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ε510 = 1.1×104 L•mol-1•cm-1,而Fe3+能与邻二氮菲生成3∶1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(NH2OH•HCl)将Fe3+还原为Fe2+,其反应式如下:
2Fe3+ + 2NH2OH•HCl → 2Fe2+ + N2 + H2O + 4H+ + 2Cl-
测定时控制溶液的酸度为pH≈5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
1、铁标准溶液:含铁0.1mg/ml。
准确称取0.8634g的NH4Fe(SO4)2•12H2O,置于烧杯中,加入20ml1:1HCl和少量水,溶解后,定量地转移至1升容量瓶中,以水稀释之刻度,摇匀。
2、邻二氮菲:0.15%(10-3mol/L)新配制的水溶液。
3、盐酸羟胺: 10%水溶液(临用时配制)
4、醋酸钠溶液 1mol/L
四、实验步骤
四、实验步骤
1.标准溶液配制
1) 10μg•mL-1铁标准溶液配制 准确称取0.8634g硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2•12H2O于100mL烧杯中,加60mL 3mol•L-1 H2SO4溶液,溶解后定容至1L,摇匀,得100μg•mL-1储备液(可由实验室提供)。用时吸取10.00mL稀释至100mL,得10μg•mL-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440~560nm波长,每隔10nm测一次吸光度,其中500~520nm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λ为横坐标,在坐标纸上绘制A与λ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λmax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量(以μg•mL-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
2.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/5×10-3(g/L)
式中:Cx—未知液吸光度在标准曲线上对应的含铁总量μg/25mL
附加
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330~800nm,吸光度的显示范围为0~1.999,是在可见光区进行吸光光度分析的常用仪器。
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