环境监测与评价实验指导

实验一 邻菲罗啉分光光度法测定试样中的微量铁

一、实验目的

1．掌握邻菲罗啉分光光度法测定微量铁的方法原理

2．熟悉绘制吸收曲线的方法，正确选择测定波长

3．学会制作标准曲线的方法

4．通过邻菲罗啉分光光度法测定微量铁，掌握分光光度计的正确使用方法，并了解此仪器的主要构造。

二、实验原理

邻菲罗啉（phen ）和Fe 2+在pH3~9的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合

物Fe(phen)2+3 ，其lg K =21.3，κ508=1.1×104 L·mol -1·cm -1，铁含量在0.1~6μg·mL -1

范围内遵守比尔定律。显色前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将Fe 3+全部还原为Fe 2+，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：

HCl OH NH 2Fe 223⋅++ ==== 22N Fe 2++↑+ 2H 2O + 4H + + 2Cl - N N Fe 2++ 3

N

N Fe 3

2+

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C 为横坐标，相应的吸光度A 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Ax ，根据测得吸光度值Ax 从标准曲线上查出相应的浓度值Cx ，即可计算试样中被测物质的质量浓度。

三、仪器和试剂

1．仪器 分光光度计，1 cm 比色皿。

2．试剂

（1）100 µg·mL -1铁标准储备溶液，10 µg·mL -1铁标准使用液。

（2）100 g·L -1盐酸羟胺水溶液50mL 。用时现配。

（3）0.1%邻菲罗啉水溶液50mL 。避光保存，溶液颜色变暗时即不能使用。

（4）1.0 mol·L -1乙酸钠溶液100mL 。

四、实验步骤

1．显色标准溶液的配制 在序号为1~6的6只50 mL 容量瓶中，用移液管分别加入0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL 铁标准使用液（含铁10µg·mL -1），分别加入1.00 mL 100 g·L -1盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min ，再各加入5.0 mL 1.0 mol·L -1乙酸钠溶液，3.00 mL 0.1% 邻二氮菲溶液，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，以试剂空白溶液（1号）为参比，在460~560 nm 之间进行扫描，测定待测溶液（5号）的吸光度A ，得到以波长为横坐标，吸光度为纵坐标的吸收曲线，从而选择测定铁的最大吸收波长λmax 。

3．标准曲线的测绘 以步骤1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2~6号各显色标准溶液的吸光度。以铁的浓度(µg.mL -1)为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

4．铁含量的测定 移取试样溶液（7号）5.0mL ，按步骤1显色后，在相同条件下测量其吸光度Ax ，由标准曲线上查出对应的Cx ，再进一步计算试样中微量铁的质量浓度C Fe 。

150.0()5.0Fe Cx mL C g mL mL

μ-⨯=⋅

五、数据记录与处理

1．以吸光度为纵坐标，波长为横坐标绘制吸收曲线，找出最大吸收波长λmax 。

2．以吸光度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线。然后，根据试样吸光度在标准曲线上查出相对应的浓度值，计算出试样中铁的含量

（µg·mL -1 ）。

六、思考题

1．用邻菲罗啉测定铁时，为什么要加入盐酸羟胺？

2．吸收曲线与标准曲线有何区别？在实际应用中有何意义？

3．测绘标准曲线和测定试液时，为什么要以试剂空白溶液为参比？

比色皿使用注意事项：

（1）拿取比色皿时，手指不能接触其透光面；

（2）装溶液时，先用该溶液润洗比色皿内壁2～3次；测定系列溶液时，通常按由稀到浓的顺序测定；

（3）被测溶液以装至比色皿的3/4高度为宜；

（4）装好溶液后，先用滤纸轻轻吸去比色皿外部的液体，再用擦镜纸小心擦拭透光面，直到洁净透明；

（5）一般参比溶液的比色皿放在第一格，待测溶液放在后面三格；

（6）实验中勿将盛有溶液的比色皿放在仪器面板上，以免玷污和腐蚀仪器，实验完毕，及时把比色皿洗净、晾干，放回比色皿盒中。

（7）比色皿每次使用完毕后，要用去离子水洗净并倒置晾干后，存放在比色皿盒内。在日常使用中应注意保护比色皿的透光面，使其不受损坏或产生划痕，以免影响透光率。

实验二水样中六价铬的吸光光度法测定

一、实验目的

1、了解六价铬与二苯碳酰二肼的反应原理。

2、学习水样中六价铬的分光光度法测定的原理和方法。

二、实验试剂

1、铬（VI）标准贮备液(0.100mg.mL-1)：

称取于110℃干燥2h的重铬酸钾（K2Cr2O7优级纯）2.830g于小烧杯中，用水溶解后，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

2、铬（VI）标准溶液(1.0μg.mL-1)：

准确移取5.00mL铬标准贮备液于500mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。

3、二苯碳酰二肼溶液：

称取二苯碳酰二肼（简称DPCI，C13H14N4O）0.5g，溶于丙酮中，加水稀释到50mL，摇匀，贮于棕色瓶内置于冰箱中保存。颜色变深后，不能再用。

4、9％硫酸。

三、实验内容及要求

1、标准曲线的制作

2、试样中铬含量的测定

四、实验原理及步骤

（一）原理

铬能以六价和三价两种形式存在于水中。电镀、制革、制铬酸盐或铬酐等工业废水，均可污染水源，使水中含有铬。医学研究发现，六价铬有致癌的危害。六价铬的毒性比三价铬强100倍。按规定饮用水中Cr(Ⅵ)不得超过0.05mg·L-1(GB5749-85)，地面水中Cr(Ⅵ)含量不得超过0.1mg·L-1(GB3838-88)。

利用在酸性条件下，Cr(Ⅵ)与二苯碳酰二肼（DPCI）反应生成紫红色络合物，用目视比色法测定Cr(Ⅵ)，采用50mL比色管可以测出0.004mg·L-1Cr(Ⅵ)。

Cr(Ⅵ)与DPCI显色酸度为0.1mol·L-1H2SO4介质；显色温度为15︒C为宜，