邻二氮菲分光光度法测定水中微量铁

邻二氮菲分光光度法测定微量铁

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721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，可选用显色剂邻二氮菲(又称邻菲罗啉)，邻二氮菲分光光度法是化工产品中测定微量铁的通用方法，在pH值为2-9的溶液中，邻二氮菲和二价铁离子结合生成红色配合物：

=21.3，摩尔吸光系数ε510 = 1.1×104L·mol-1·cm-1，而Fe3+此配合物的lgK

稳

=14.1。所以在加入显色剂之前，能与邻二氮菲生成3∶1配合物，呈淡蓝色，lgK

稳

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-测定时酸度高，反应进行较慢；酸度太低，则离子易水解。本实验采用HAc-NaAc缓冲溶液控制溶液pH≈5.0，使显色反应进行完全。

为判断待测溶液中铁元素含量，需首先绘制标准曲线，根据标准曲线中不同浓度铁离子引起的吸光度的变化，对应实测样品引起的吸光度，计算样品中铁离子浓度。

本方法的选择性很高，相当于含铁量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-；20倍的Cr3+、Mn2+、VO3-、PO43-；5倍的Co2+、Ni2+、Cu2+-等离子不干扰测定。但Bi3+、Cd2+、Hg2+、Zn2+、Ag+等离子与邻二氮菲作用生成沉淀干扰测定。

三、实验仪器与试剂：

721型分光光度计、酸度计、50ml比色管、吸量管（1mL、2mL、5mL、10 mL）、比色皿、洗耳球。

1.1×10-3mol·L-1铁标准溶液、100ug·ml-1铁标准溶液、盐酸、盐酸羟胺、醋酸钠、0.15%邻二氮菲水溶液。

四、实验步骤

（一）准备工作

打开仪器电源开关，预热，调解仪器。

（二）测量工作（以通过空白溶液的透射光强度为I0，通过待测液的透射光

强度为I,由仪器给出透射比T,再由T值算出吸光度A值）

1、吸收曲线的绘制和测量波长的选择

用吸量管吸取2.00 mL1.0×10-3mol.L-1标准溶液，注入50 mL比色管中，加入1.00 mL 10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2.00 mL0.15%邻二氮菲溶液，5.0 mL NaAc溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用1 cm比色皿，采用试剂溶液为参比溶液，在440-560 nm间，每隔10 nm测量一次吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，选择测量的适宜波长。一般选用最大吸收波长λmax 为测定波长。

2、显色剂条件的选择（显色剂用量）

在6支比色管中，各加入2.00mL 1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液和1.00mL 10%盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0.10，0.50，1.00，2.00 ，3.00及4.00mL 0.15% 邻二氮菲溶液，5.0 mL NaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在光度计上用1cm 比色皿，采用试剂溶液为参比溶液，测吸光度。以邻二氮菲体积为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸光度-试剂用量曲线，从而确定最佳显色剂用量。

3、溶液pH的确定

取8支50 mL比色管，各加入2mL 1.00×10-3mol/L-1的标准铁溶液和1 mL

10%的盐酸羟胺溶液，摇匀。放置2 min,再加入特定体积(2中探究出的最适量）

0.15% L邻二氮菲，摇匀，分别加入0.0、0.20、0.50、1.00、1.50、2.00、3.0 0 mL

0.15%的NaAc溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

在光度计上，用1cm的比色皿，选择适宜（由“1”所决定的）波长，以蒸

馏水为参比，分别测其吸光度。在坐标纸上以加入的NaAc溶液体积数为横坐标，

相应的吸光度为纵坐标，绘制A—pH曲线，确定测定过程中pH范围。

4、显色时间及有色溶液的稳定性

用吸量管吸取2mL 1.00×10-3mol/L-1的标准铁溶液于50 mL比色管中，加

入1 mL 10%的盐酸羟胺溶液，摇匀（原则上每加入一种试剂后都要摇匀）。再

加入2 mL邻二氮菲溶液，加入特定体积的（3中探究出的）NaAc溶液，以水稀

释至刻度，摇匀。在光度计上，用1 mL的比色皿，以蒸馏水为参比溶液，放置，

每两分钟测一次，在510nm之间测定吸光度。以时间为横坐标，吸光度为纵坐

标，绘制A-t吸收曲线，选择测量的最适时间。

5、标准曲线的制作

在6个50 mL的容量瓶中，用10 mL吸量管分别加入0.00、0.20、0.40、0.60、

0.80、1.00 mL 100μg·mL-1铁标准溶液，各加入1 mL 10%盐酸羟胺，摇匀（原

则上每加入一种试剂都要摇匀）。再加入2 mL 0.15%的邻二氮菲溶液和特定体积

1mol·L-1NaAc溶液，以蒸馏水稀释至刻度，摇匀。放置一段时间（4中探究出

的时间）。以试剂空白为参比，在510nm或所波长下，用1cm的比色皿，测定各

溶液的吸光度。绘制标准曲线。

6、试液含铁量的测定

准确吸取适量试液（如水样或工业盐酸、石灰石样品制备液等）代替标准溶

液，其他步骤同上，平行三次测定其吸光度。记录计算机显示的含铁量，计算试

液中铁的含量（以mg·L-1表示）。

五、数据处理

1、邻二氮菲-Fe2+吸收曲线的绘制

（1）数据纪录

不同波长吸光度

波长

440 445 450 455 460 465 470 475 480 λ/nm