实验10-分光光度法测定铁

实验十四邻二氮菲分光光度法测定铁的含量
一、实验目的
1．学习吸光光度法测量波长的选择方法;
2．掌握邻二氮菲分光光度法测定铁的原理及方法;
3. 掌握分光光度计的使用方法。

二、实验原理
分光光度法是根据物质对光选择性吸收而进行分析的方法，分光光度法用于定量分析的理论基础是朗伯比尔定律，其数学表达式为：A=εb C
邻二氮菲（又称邻菲罗啉）是测定微量铁的较好试剂，在pH=2～9的条件下，二价铁离子与试剂生成极稳定的橙红色配合物。

摩尔吸光系数ε＝11000 L·mol-1·cm-1。

在显色前，用盐酸羟胺把Fe3+还原为Fe2+。

2Fe3+＋2NH2OHHCl→2Fe2+＋N2＋4H＋＋2H2O＋2Cl-
Fe2+ + Phen = Fe2+ - Phen (橘红色)
用邻二氮菲测定时，有很多元素干扰测定，须预先进行掩蔽或分离，如钴、镍、铜、铅与试剂形成有色配合物；钨、铂、镉、汞与试剂生成沉淀，还有些金属离子如锡、铅、铋则在邻二氮菲铁配合物形成的pH范围内发生水解；因此当这些离子共存时，应注意消除它们的干扰作用。

三、仪器与试剂
1．醋酸钠：l mol·L-1；
2．盐酸：6 mol·L-1；
3．盐酸羟胺：10％（用时配制）；
4．邻二氮菲（0.15%）：0.l5g邻二氮菲溶解在100mL1:1乙醇溶液中；
5．铁标准溶液。

(1)100µg·mL-1铁标准溶液：准确称取0.8634g（NH4）2 Fe（SO4）2·12H20于烧杯中，加入20 mL 6 mol·L-1盐酸及少量水，移至1L容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀.
6．仪器:7200型分光光度计及l cm比色皿。

四、实验步骤
1.系列标准溶液配制
(1)用移液管吸取10mL100µg·mL-1铁标准溶液于100mL容量瓶中，加入2mL 6 mol·L-1盐酸溶液, 以水稀释至刻度，摇匀. 此溶液Fe3+浓度为10µg·mL-1.
(2) 标准曲线的绘制: 取50 mL比色管6个，用吸量管分别加入0 mL，2 mL，4 mL, 6 mL, 8 mL和10 mL10μg·mL-l铁标准溶液，各加l mL盐酸羟胺，摇匀; 经再加2mL 邻二氮菲溶液, 5 mL醋酸钠溶液，摇匀, 以水稀释至刻度，摇匀后放置10min。

2.吸收曲线的绘制
取上述标准溶液中的一个, 在分光光度计上，用l cm比色皿，以水为参比溶液，用不同的波长，从440～560 nm，每隔10 nm测定一次吸光度，在最大吸收波长处每隔5nm测定一次吸光度。

然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制吸收曲线，从吸收曲线上确定进行测定铁的适宜波长（即最大吸收波长）。

3．铁含量的测定
吸取未知液5 mL至50mL容量瓶中，按标准曲线制作步骤测定其吸光度。

从标准曲线上查出和计算未知液中铁的含量（μg·mL-l）。

五、思考题
1、本实验量取各种试剂时应分别采用何种量器较为合适？为什么？
本实验的所用的溶液量都比较少, 用移液管或吸量管比较合适. 标准及铁试样的量取要特别准确, 而其它试剂都为过量, 相对要求不是很严格.
2、制作标准曲线和进行其它条件试验时，加入试剂的顺序能否任意改变？
不能。

先加盐酸羟胺是将铁还原, 再加络合剂与铁反应, 最后醋酸钠调酸度, 若先加络合剂则只测二价铁, 若醋酸钠先加则铁会形成沉淀, 无法显色.
3、根据本实验结果，计算邻二氮菲-Fe(II)络合物的摩尔吸光系数？
ε= A/(b C)
六、7200型分光光度计的使用
(1)通电, 预热20min;
(2波长选择:用波长调节旋钮设置所需的单色光波长;
(3)打开样品室盖,在1~4号放置比色皿槽中,依次放入校具(黑体),参比液,样品液1;
(4)将%T校具(黑体)置入光路,在T方式下按"%T"键,此时仪器自动校正后显示"0.000"
(5)将参比液拉入光路中,按"0A/100%T"键调0A/100%T,此时仪器显示"BLA",表示仪器正在自动校正,校正完毕后显示"100"%T或"0.000"A ;
(6)将两样品液分别拉入光路中,此时若在"T"方式下则可依次显示样品的透射比(透光度)若在"A"方式下,则显示测得的样品吸光度.
七、注意事项
1、不能颠倒各种试剂的加入顺序
2、每改变一次波长必须重新调零
3、每次测定前要注意调满刻度
1．分光光度法用于定量分析的理论基础。

解：分光光度法是根据物质对光选择性吸收而进行分析的方法，分光光度法用于定量分析的理论基础是朗伯比尔定律，其数学表达式为：
ι
ε⋅
=c
A
⋅
2．邻二氮菲与铁的显色反应。

解：在pH=2～9的溶液，Fe2+与邻二氮菲(Phen)生成一种稳定的橘红色螯合物Fe(Phen)32+，其稳定常数为2.0×1021，εmax=1.1×104mol⋅L-1⋅cm-1。

邻二氮菲与Fe3+也能生成配位比为3:1的淡蓝色螯合物，在显色前要用盐酸羟氨将Fe3+全部还原为Fe2+。

3．分光光度法实验条件的选择。

解：测量波长、溶液的酸度、显色剂用量、显色时间、温度、溶剂以及共存离子的干扰及其消除等，都是通过实验来确定的。

4．吸收曲线和标准曲线。

解：吸收曲线是物质对于光源各种波长的光吸收程度的记录。

它是分光光度法选择波长的依据。

通过吸收曲线来选择适宜的测量波长(λmax)。

标准曲线是在测量波长(λmax)下，测量系列标准溶液的吸光度，以浓度为横坐标，吸光度A为纵坐标，所对应的曲线。

5．本实验量取各种试剂时应分别采用何种量器量取较为合适？为什么？
解：本实验量取各种试剂时只有含铁标液和含铁的试样用吸量管，其它都用适当大小的量筒即可。

因为只有标准溶液才用准确度高的吸量管量取。

6．用邻二氮菲法测定铁时，为什么在测定前要加入盐酸羟氨溶液？盐酸羟氨溶液若不是新配制的，对实验结果有何影响？
解：用邻二氮菲法测定铁时，在测定前要加入盐酸羟氨溶液，目的是将溶液中所有的铁全部转化成二价铁，以防止三价铁干扰测定。

若盐酸羟氨溶液若不是新配制的，则三价铁不能全部转化成二价铁，所测铁的含量偏小。

7．怎样用分光光度法测定试样中的全铁和亚铁的含量？
解：将试样中的铁全部转化成二价铁，再用显色剂显色，则测得的是全铁。

若先加入掩蔽剂将三价铁掩蔽起来，再用显色剂显色，则测得的是亚铁。

8.在实验中盐酸羟胺和醋酸钠的作用是什么？若用氢氧化钠代替醋酸钠，有什么缺点?。