实验八 分光光度法测定铁

实验八分光光度法测定铁

内容：P232-234

一、实验目的

1. 掌握邻菲咯啉分光光度法测定微量铁的原理和方法

2. 掌握光吸收曲线的绘制及最适宜波长的确定

3. 掌握分光光度计的基本原理和使用方法

二、实验原理

邻菲咯啉法是测定微量铁最常用和最灵敏的方法。此法准确度高，重现性好，配合物十分稳定。Fe2+离子与邻菲咯啉反应生成极稳定的桔红色配合物，反应式如下：

N N N N

Fe2++Fe

32+

3

该配合物的最大吸收波长为510 nm，摩尔吸收系数κ= 1.1×104 L·mol-1·cm-1。

由于Fe3+也会与邻菲咯啉反应，生成3:1的淡蓝色配合物，故必须先将Fe3+还原为Fe2+，再与邻菲咯啉反应。一般用盐酸羟胺作为还原剂，显色前将Fe3+全部还原为Fe2+。

Fe2+与邻菲咯啉在pH = 2 ~ 9范围内都能显色，但为了尽量减少其它离子的影响，通常在微酸性（pH ≈ 5）溶液中显色。

本法选择性很高，相当于含Fe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。

三、实验仪器与试剂

1. 仪器

UV-9100紫外可见分光光度计容量瓶（50 mL）烧杯（250 mL）

玻璃比色皿（1 cm）吸量管（1 mL，2 mL，5 mL，10 mL）

洗耳球洗瓶

2. 试剂

铁标准溶液（100 mg·L-1）[1] 铁标准溶液（10 mg·L-1）[2]

NaAc（1 mol·L-1）盐酸羟胺（10 %）（新配制）

邻菲咯啉（0.15 %）（新配制）待测试液

四、实验内容

1. 溶液的配置

取7只50 mL容量瓶，编号，分别用吸量管加入0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL 10 mg·L-1铁标准溶液，第7只容量瓶中加入5.00 mL待测试液，然后在各容量瓶中依次加入1.00 mL 10 %盐酸羟胺溶液，2.00 mL 0.15 %邻菲咯啉水溶液和5.00 mL 1 mol·L-1 NaAc溶液，用水定容至刻度，摇匀，显色。

2. 吸收曲线的绘制

以1号溶液为试剂空白作参比，用1 cm比色皿，在分光光度计上，在440 ~ 560 nm间，每隔10 nm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，从吸收曲线上确定邻菲咯啉法测定铁的适宜波长（一般选用最大吸收波长λmax）。

3. 标准曲线的绘制和Fe含量的测定

在最大吸收波长（510 nm）处，用1 cm比色皿，以试剂空白为参比，测定各溶液的吸光度。以铁标准溶液浓度ρ（Fe2+）为横坐标，相应的吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。根据被测试液的吸光度，从标准曲线上查出被测试液的浓度，再换算出原试液含Fe2+量（单位为mg·L-1）。

五、注意事项

1. 容量瓶和移液管的使用：洗涤、润洗、移液等；P31-32

2. 溶液配制：定容、（流水作业）一人添加一种试剂；移液管专管专用。

2. UV–9100型紫外可见分光光度计（包括比色皿）操作规范及注意事项。P104-108

比色皿的使用：用手接触毛玻璃面，使用时，先用待装液润洗2~3遍，装液为2/3左右，用搽镜纸将外表残留的液滴檫干。

UV-9100分光光度计的使用（附后）

六、结果与分析

1. 吸收曲线的绘制

表3.1 铁吸收曲线的测定

波长/nm440 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 吸光度（A）

从吸收曲线上确定邻菲咯啉测定铁的最大吸收波长λmax = _____nm。

2. 标准曲线的绘制和铁含量的测定

（1）数据记录

表3.2 铁标准曲线与含量测定

容量瓶编号 1 2 3 4 5 6 7

铁标准用量/mL 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 0.00 铁待测液用量/ mL / / / / / / 5.00

0.15%邻菲咯啉/ mL 2.00

1 mol.L-1NaAc/ mL 5.00

10%盐酸羟胺/ mL 1.00

稀释定容至50.00 ml ，摇匀，静置25min 铁标准浓度ρx/ mg·L-10.00 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 ρx 吸光度（A）

（2）标准曲线图

（3）从标准曲线上查出，稀释至50 mL容量瓶中试液含铁浓度

ρx = _____ mg·L-1，原试液含铁浓度ρ=ρx×10（倍）=_____ mg·L-1。

附：吸收曲线的绘制 铁标准曲线与含量测定：

0.00

0.100.200.300.400.50

440

460

480

500

520

540

560

A = 0.2005ρx - 0.0047

R 2 = 0.9988

0.00

0.100.200.300.400.50

0.40

0.80 1.20 1.60 2.00

七、思考题

1. 用邻菲咯啉测定铁时，在测定前加入盐酸羟胺的目的是什么？若不加入盐酸羟胺，对测定结果有何影响？

答：在测定前加入盐酸羟胺的目的是将溶液中的Fe 3+还原为Fe 2+。若不加入盐酸羟胺，由于Fe 3+会与邻菲咯啉反应生成淡蓝色配合物，而Fe 2+离子与邻菲咯啉反应生成极稳定的橘红色配合物，两种颜色互相干扰，影响正常显色。

2. 如用久置的盐酸羟胺溶液，对分析结果有何影响？

答：久置的盐酸羟胺溶液因被空气氧化，而还原能力下降，使三价铁离子无法完全被还原成二价铁离子，生成淡蓝色配合物，从而影响显色。

附：

分光光度计

一、 基本原理

物质在光的照射下会产生对光吸收的效应，而且物质对光的吸收是具

有选择性的。各种不同物质都具有其各自的吸收光谱。因此不同波长的单色光通过溶液时其光的能量就会被不同程度的吸收，光能量被吸收的程度A 和物质的浓度c 有一定的比例关系：

T=I/I 0 A = lg I 0/I = lg 1/T = K c l

其中：T — 透射比 I 0 — 入射光强度 I — 透射光强度

A — 吸光度 l — 溶液的光程长度 c — 溶液的浓度 K — 吸收系数

二、

仪器结构

UV –9100型紫外可见分光光度计，使用波长为200 ~ 800

nm 。数字显示读数可以直接测定溶液的透射比、吸光度、浓度及建曲线。其外形如图3-36。

图 3-36 UV –9100型紫外-可见分光光度计外形图

波长 /nm 浓度 /ρ

x

吸光度 /A

吸光度 /A

1.样品室门

2.显示窗

3.波长显示窗

4.波长调节旋钮

5.仪器电源开关

6.仪器操作键盘

7.打印输入出口

8.RS232口

9.换灯手柄 10.样品池拉手 11.电源插座 12.氘灯开关