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邻菲罗啉分光光度法测定铁

实验目的

掌握邻菲罗啉分光光度法测定铁的原理和方法；

2、学习分光光度法实验条件的选择方法，应用确定的条件测出待测试样中铁的含量；

3、熟悉分光光度计的结构原理和使用方法（参阅附录1、2）

实验原理

分光光度法测定铁的理论依据是朗伯－比耳定律：当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。如果固定比色皿厚度测定有色溶液的吸光度，则溶液的吸光度与浓度之间有简单的线性关系，可根据相对测量的原理，用标准曲线法进行定量分析。

分光光度法的显色反应条件（酸度、显色剂用量、显色时间、显色温度等）和测量条件（测定波长、参比液的选择等）都是通过实验确定的。

用分光光度法测定铁的显色剂，常用的有邻菲罗啉（邻二氮菲）、磺基水杨酸、硫氰酸盐等。其中邻菲罗啉法灵敏度高，选择性好，络合物十分稳定，故应用甚为广泛。

在pH＝3～9的溶液中，邻菲罗啉与Fe2+生成稳定的橙红色络合物：

该络合物lgβ3＝21.3（20?C），在510nm附近有最大吸收，摩尔吸光系数ε510＝1.1×104L·mol-1·cm-1。邻菲罗啉与Fe3+也生成3:1的淡蓝色络合物，lgβ3＝14.1。因此，在显色前需用盐酸羟胺将Fe3+还原为Fe2+：

2Fe3++2NH2OH=2Fe2++N2↑+2H2O+2H+

测定时，控制溶液酸度在pH＝3～9较适宜，酸度高时，反应速度慢；酸度太低，则Fe2+部分水解，影响测定。通常在微酸性（pH＝5）溶液中显色。

本法选择性很高，相当于含铁量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32－，20倍的Cr3+、Mn2+、V(v)、PO43－，5倍的Co2+、Cu2+等均不干扰测定。

试剂与仪器

1、铁标准溶液（100μg/mL）：称取0.8634gNH4Fe(SO4)2?12H2O（或0.7022g(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O）于洁净的烧杯中，加入100ml2mol/L的盐酸，溶解后定量转移至1L容量瓶中，加水至刻线，摇匀；

2、盐酸羟胺溶液：10％水溶液，两周内有效；

3、邻菲罗啉溶液：0.1％水溶液。（为了加快溶解，在加水前可先加少量乙醇溶解之）；

4、醋酸钠溶液：1mol/L；

5、盐酸溶液：2.0mol/L；

6、氢氧化钠溶液：0.20mol/L；

7、容量瓶（100mL）：2只；

8、容量瓶（50mL）：9只；

9、移液管（10mL）：2支，用于铁标准溶液及条件试验中铁溶液的移取；

10、吸量管（5mL）：1支，用于工作曲线中标准铁溶液的移取；

11、酸式滴定管（25mL）：用于加邻菲罗啉溶液；

12、碱式滴定管（50mL）：用于加氢氧化钠溶液；

13、分光光度计：721型或72G型；

14、酸度计：pHS－2型。

实验步骤

1、条件试验

（1）10μg/mL铁标准溶液的配制

准确吸取100μg/mL铁标准溶液10.0mL于100mL容量瓶中，加入10mL盐酸羟胺溶液，混匀。放置2分钟，再加入25mL醋酸钠溶液，用水稀释至刻度，摇匀备用。

（2）吸收曲线的绘制

移取步骤（1）中溶液10.0mL于50mL容量瓶中，加入邻菲罗啉3.0mL，用水稀释至刻线，摇匀。显色稳定后，以水为参比，从波长440～560nm，每隔10nm测定一次吸光度，其中在500～520nm，每隔2－5nm测定一次吸光度。然后在坐标纸上以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制出吸收曲线，从吸收曲线上确定测量的适宜波长。后面的条件试验和测试工作均在选定的波长下进行。

（3）络合物的稳定性

移取步骤（1）中溶液10.0mL于50mL容量瓶中，加入邻菲罗啉3.0mL，用水稀释至刻线，摇匀。显色稳定后，同样用1cm比色皿，以水为参比，在选定的波长下，每隔一段时间测一次吸光度。

放置时间：2min，5min，20min，30min，1h，2h。

以放置时间为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸光度－时间曲线，找出稳定值的时间范围。

（4）显色剂浓度的影响

取50mL容量瓶7只（编号），用移液管准确移取步骤（1）中配制的溶液10.0mL于各容量瓶中，然后分别加入邻菲罗啉溶液0.3，0.6，1.0，1.5，2.0，3.0和4.0mL，用水稀释至刻线，摇匀。显色稳定后，以水为参比，在选定的波长下测定吸光度。然后以加入的邻菲罗啉试剂的体积为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制吸光度－显色剂用量曲线，从曲线上确定出显色剂的最适宜加入量。

（5）溶液pH值的影响

移取100ug/mL的铁标准溶液10.0mL于100mL容量瓶中，加入5mL盐酸溶液，10mL盐酸羟胺溶液，混匀。2min后加入3.0mL邻菲罗啉溶液，以水稀释至刻线，