6 铁的比色测定.docx

6 铁的比色测定铁的比色测定 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722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(又称邻菲啰啉)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lg K稳摩尔吸光系数510 = 1.1×104 L·mol1·cm1，而Fe3+能与邻二氮菲 = 21.3，生成31配合物，呈淡蓝色，lgK稳所以在加入显色剂之前，应用盐酸羟胺(NH2OH·HCl) = 14.1。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pH5较为适宜。 3NNNN2+Fe2+NNFeNN三仪器与试剂 仪器：722型分光光度计、容量瓶(100 mL，50 mL)、吸量管 试剂：硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2·12H2O(s)(A.R.)、硫酸(3 mol·L1)、盐酸羟胺(10%)、NaAc(1 mol·L1)、邻二氮菲(0.15%)。 四实验步骤 1. 吸收曲线的制作 用吸量管移取1.000 × 103 mol·L1铁的标准溶液10.00 mL于50 mL容量瓶中，用吸量管依次加入10%的盐酸羟胺溶液1 mL，摇匀，加0.15%邻二氮菲溶液2 mL，1 mol·L1 NaAc溶液5 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上用 l cm 比色皿，以试剂空白为参比溶液，在440560 nm 间，每隔10 nm测定一次吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，找出最大吸收波长max 。 2. 显色剂浓度的影响 取7只50 mL容量瓶，用吸量管依次加入1.000 × 103 mol·L1的铁标准溶液2.00 mL和10%盐酸羟胺溶液1 mL，摇匀，分别加入0.15%的邻二氮菲溶液0.10 mL，0.30 mL，0.50 mL，0.80 mL，1.00 mL，2.00 mL，4.00 mL，然后加入1 mol·L1 NaAc溶液5 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上，用 l cm 比色皿，在最大吸收波长下，以试剂空白为参比溶液，测定以上七个溶液的吸光度。以邻二氮菲的体积 (mL) 为横座标，相应的吸光度为纵座标，绘制吸光度显色剂用量曲线，找出在测定中应加人的显色剂的体积(mL)。 3. 有色溶液的稳定性 在50 mL容量瓶中，用吸量管依次加入1.000 × 103 mol·L1铁的标准溶液2.00 mL，10% 的盐酸羟胺溶液1 mL，0.15%的邻二氮菲溶液2 mL，l mol·L1的NaAc溶液5 mL，以水稀释至刻度，摇匀。立即在所用波长下，用 l cm 比色皿，以相应的试剂空白为参比，测定吸光度，然后放置5 min，l0 min，30 min，1 h，2 h，3 h，测定其吸光度，以时间为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸光度时间曲线，找出络合物稳定的时间范围。 4. 溶液酸度的影响 在9只50 mL容量瓶中，用吸量管依次加入1.000 × 103 mol·L1的铁标准溶液2.00 mL，10%的盐酸羟胺溶液1 mL，0.15%的邻二氮菲溶液2 mL，再分别加入l mol·L1的NaOH 溶液 0.00 mL，0.20 mL，0.50 mL，0.80 mL，1.00 mL，1.50 mL，2.00 mL，2.50 mL，3.00 mL，以水稀释至刻度, 摇匀。用精密pH 试纸或pH 计测定各溶液的pH值。在所用波长下，用l cm 比色皿，以各自相应的试剂空白为参比，测定九个溶液的吸光度，以 pH 值为横座标，吸光度为纵座标，绘制吸光度pH曲线，找出测定的适宜pH范围。 5. 工作曲线的绘制 在6只50 mL容量瓶中，用吸量管分别依次加入1.000 × 103 mol·L1的铁标准溶液0.00 mL，2.0 mL，4.0 mL，6.0 mL，8.0 mL，10.0 mL，再分别加入10%的盐酸羟胺溶液1 mL，0.15%的邻二氮菲溶液2 mL，1 mol·L1 NaAc溶液5 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在所用波长下，用l cm比色皿，以试剂空白为参比，测定各溶液吸光度，绘制工作曲线，并计算摩尔吸光系数。 6. 络合物组成的测定 取9只50 mL 容量瓶，用吸量管依次加入1.000 × 103 mol·L1的铁标准溶液1.00 mL， 10%盐酸羟胺溶液1 mL，依次加入1.000 × 103 mol·L1的邻二氮菲溶液1.00 mL，1.50 mL，2.00 mL，2.50 mL，3.00 mL，3.50 mL，4.00 mL，4.50 mL，5.00 mL，然后各加入1 mol·L1 NaAc 溶液5 mL，用水稀释至刻度，摇匀。在所用波长下用l cm比色皿，以各自试剂空白为参比，测定各溶液的吸光度，以吸光度为纵座标，以CR/CM为横座标，绘制曲线。根据曲线上前后两部份延长线的交点位置，确定反应的络合比。 7. 铁含量的测定 准确移取10.0mL未知液，按工作曲线的测定步骤，测定其吸光度，从工作曲线上求出未知液中Fe的含量。 注：由于本实验所使用的邻二氮菲、盐酸羟胺、醋酸钠、NaOH 等溶液，均为无色透明的水溶液，所以实验中所有参比溶液，均可使用蒸馏水。 五思考题 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)2·12H2O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?