实验9 邻二氮菲分光光度法测定微量铁

 

第二篇：实验二十 水中微量铁的测定—邻菲啰啉分光光度法

实验二十 水中微量铁的测定—邻菲啰啉分光光度法

一、实验目的

1. 学习如何选择吸光光度分析的实验条件；

2. 掌握用吸光光度法测定铁的原理及方法；

3. 掌握分光光度计和吸量管的使用方法。

二、实验原理

铁的吸光光度法所用的显色剂较多，有邻二氮菲（又称邻菲啰啉，菲绕林）及其衍生物、磺基水杨酸、硫氰酸盐、5－Br－PADAP等。其中邻二氮菲分光光度法的灵敏度高，稳定性好，干扰容易消除，因而是目前普遍采用的一种方法。

在pH为2～9的溶液中，Fe2＋与邻二氮菲（Phen）生成稳定的橘红色络合物

Fe（Phen）32＋：

其中lgβ3＝21.3，摩尔吸光系数ε508＝1.1×104 L·mol-1·cm-1。当铁为＋3价时，可用盐酸羟胺还原：

Cu2＋、Co2＋、Ni2＋、Cd2＋、Hg2＋、Mn2＋、Zn2+等离子也能与Phen生成稳定络合物，在少量情况下，不影响Fe2＋的测定，量大时可用EDTA

隐蔽或预先分离。

吸光光度法的实验条件，如测量波长，溶液酸度、显色剂用量、显色时间、温度、溶剂以及共存离子干扰及其消除等，都是通过实验来确定的。本实验在测定试样中铁含量之前，先做部分条件试验，以便初学者掌握确定实验条件的方法。

条件试验的简单方法是：变动某实验条件，固定其余条件，测得一系列吸光度值，绘制吸光度－某实验条件的曲线，根据曲线确定某实验条件的适宜值或适宜范围。

三、仪器与药品

1. 分光光度计，pH计，50mL容量瓶8个（或比色管8支）

2. 100 μg·mL-1铁标准溶液：准确称取0.8634 g 分析纯 NH4Fe（SO4）2·12H2O于200mL烧杯中，加入20mL 6mol·L-1 HCl溶液和少量水，溶解后转移至1L容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

3. 邻二氮菲 1.5 g·L-1。（新配制）；

4. 盐酸羟胺 100 g·L-1（用时配制）。

5. NaAc 1mol·L-1。

6. NaOH 1 mol·L-1。

7. HCl 6 mol·L-1。

四、实验步骤

1. 条件试验

⑴ 吸收曲线的制作和测量波长的选择

用吸量管吸取0.0mL和1.0mL铁标准溶液分别注入两个50mL容量瓶（或比色管）中，各加入1mL盐酸羟胺溶液，摇匀。再加入2mL Phen，5mL NaAc，用水稀释至刻度，摇匀。放置10min后，用1cm比色皿，以试剂空白（即0.0mL铁标准溶液）为参比溶液，在440～560nm之间，每隔10nm测一次吸光度，在最大吸收峰附近，每隔5nm测量一次吸光度。在坐标纸上，以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A与λ关系的吸收曲线。从吸收曲线上选择测定Fe的适宜波长，一般选用最大吸收波长λmax。 ⑵ 溶液酸度的选择

取8个50mL容量瓶（或比色管），用吸量管分别加入1mL铁标准溶液，1mL盐酸羟胺，摇匀，再加入2mL Phen，摇匀。用5mL吸量管分别加入0.0mL，0.2 mL，0.5mL，1.0mL，1.5mL，2.0mL，2.5mL和3.0mL 1mol·L-1NaOH溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置10min。用1cm比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在选择的波长下测定各溶液的吸光度。同时，用pH计测量各溶液的pH。以pH为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A与pH关系的酸度影响曲线，得出测定铁的适宜酸度范围。 ⑶ 显色剂用量的选择

取7个50mL容量瓶（或比色管），用吸量管各加入1mL铁标准溶液，1 mL盐酸羟胺，摇匀，再分别加入0.1mL，0.3mL，0.5mL，0.8mL，1.0mL，2.0mL，4.0mL pHen和5mL NaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。放置10min。用1cm比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在选择的波长下测定各溶液的吸光度。以所取pHen溶液体积V为横坐标，吸光度A为纵坐标，

绘制A与V关系的显色剂用量影响曲线。得出测定铁时显色剂的最适宜用量。

⑷ 显色时间

在一个50mL容量瓶（或比色管）中，用吸量管加入1mL铁标准溶液，1mL盐酸羟胺，摇匀。再加入2mL Phen，5mL NaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。立刻用1cm比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在选定的波长下测量吸光度。然后依次测量放置5min，10min，30min，60min，120min，……后的吸光度。以时间t为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A与t关系的显色时间影响曲线。得出铁与邻二氮菲显色反应完全所需要的适宜时间。

1. 铁含量的测定

⑴ 标准曲线的制作

用移液管吸取10mL 100μg·mL-1 铁标准溶液于100mL容量瓶中，加入2mL 6mol·mL-1 HCl溶液，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液Fe3＋的浓度为10μg·mL-1 。

在6个50mL容量瓶（或比色管）中，用吸量管分别加入0.00mL，2.00mL，4.00mL，6.00mL，8.00mL，10.00mL 10μg·mL-1 铁标准溶液，均加入1mL盐酸羟胺，摇匀。再加入2mL Phen，5mLNaAc溶液，摇匀。用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。用1cm比色皿，以试剂空白（即0.00mL铁标准溶液）为参比溶液，在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度。以含铁量为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。

由绘制的标准曲线，重新查出某一适中铁浓度相应的吸光度，计算Fe2＋－pHen络合物的摩尔吸光系数ε。

⑵ 试样中铁含量的测定 准确吸取适量试液于50mL容量瓶（或比色管）中，按标准曲线的制作步骤，加入各种试剂，测量吸光度。从标准曲线上查出和计算试液中铁的含量（单位为μg·mL-1）。

注意：⑴、⑵两项的溶液配制和吸光度测定宜同时进行

五、数据记录与处理

1. 记录：

比色皿 光源电压

2. 绘制曲线：

⑴ 吸收曲线；⑵ A-t曲线；⑶ A-c曲线；⑷ 标准曲线。

3. 对各项测定结果进行分析并作出结论：例如从吸收曲线可得出：邻二氮杂菲亚铁络合物在波长510nm 处吸光度最大，因此测定铁时宜选用的波长为510nm 等等。

⑴ 吸收曲线的测绘：

⑵ 邻二氮杂菲-亚铁铬合物的稳定性：

⑶ 显色剂浓度的试验：

⑷ 标准曲线的测绘与铁含量的测定：

六、实验讨论与思考

1. 邻二氮杂菲分光光度法测定铁的适宜条件是什么？

2. Fe3+离子标准溶液在显色前加盐酸羟胺的目的是什么？如测定一般铁盐的总铁量，是否需要加盐酸羟胺？

3. 如用配制已久的盐酸羟胺溶液，对分析结果将带来什么影响？

4. 怎样选择本实验 中各种测定的参比溶液？

5. 在本实验 的各项测定中，加入某种试剂的体积要比较准确，而某种试剂的加入量则不必准确量度，为什么？

6. 溶液的酸度对邻二氮杂菲铁的吸光度影响如何？为什么？

根据自己的实验数据，计算在最适宜波长下邻二氮杂菲亚铁络合物的摩尔吸光系数。