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实验一 邻二氮菲分光光度法测定微量铁
一、实验目的
1.掌握邻二氮菲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.通过邻二氮菲分光光度法测定微量铁,掌握721型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
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。
邻二氮菲(1,10—二氮杂菲),也称邻菲罗啉是测定微量铁的一个很好的显色剂。在pH2—9范围内(一般控制在5—6间)Fe2+与试剂生成稳定的橙红色配合物Fe(Phen)32+lgK=21.3,在510nm下,其摩尔吸光系数为1.1×104L/moL.cm, )。Fe3+与邻二氮菲作用生成蓝色配合物,lgK稳=14.1,稳定性较差,因此在实际应用中常加入还原剂盐酸羟胺,使Fe3+还原为Fe2+。其反应式如下:
2 Fe3+ + 2 NH2OH·HCl → 2Fe2+ + N2 + H2O + 4H+ + 2Cl-
本方法的选择性很高。相当于含铁量40倍的Sn、AI、Ca、Mg、Zn、Si,20倍的Cr、Mn、V、P和5倍的Co、Ni、Cu不干扰测定。
三、试剂与仪器
(一)仪器:
1.721型分光光度计
2.50mL容量瓶8个(5-6人/组),100mL1个,500mL1个
3.移液管:2 mL1支,10 mL1支
4.刻度吸管:10mL、5mL、1mL各1支
(二)试剂:硫酸铁铵、盐酸、盐酸羟胺、醋酸钠、醋酸、邻二氮菲。
(三)标准溶液配制
1) 100μg·mL-1铁标准溶液配制:准确称取0.4317g铁盐NH4Fe(SO4)2·12H2O,置于烧杯中,加入20mL 6 mol·L-1 HCl溶液和少量水,溶解后,定量转移至500 mL容量瓶中,加水稀释至刻度,充分摇匀,得100μg·mL-1储备液。
2) 10μg·mL-1铁标准溶液配制:用移液管吸取上述100μg·mL-1铁标准溶液10.00mL,置于100mL容量瓶中,加入2.0mL 6mol·L-1HCl溶液,用水稀释至刻度,充分摇匀。
3)HCI 6moL/L:100mL
4)盐酸羟胺10%(新鲜配制):100mL
5)邻二氮菲溶液0.1%(新鲜配制):200mL
6)HAc—NaAc缓冲溶液(pH=5)500 mL:称取136gNaAc,加水使之溶解,再加入120 mL冰醋酸,加水稀释至500 mL
四、实验步骤
1.绘制吸收曲线:用吸量管吸取铁标准溶液(10ug/mL)0.0、2.0、4.0 mL分别放入50 mL容量瓶中,加入1 mL10%盐酸羟胺溶液、2.0 mL0.1%邻二氮菲溶液和5 mL HAc—NaAc缓冲溶液,加水稀释至刻度,充分摇匀,放置5分钟,用3cm比色皿,以试剂溶液为参比液,于721型分光光度计中,在440—560nm波长范围内分别测定其吸光度A值。当临近最大吸收波长附近时应间隔波长5—10nm测A值,其他各处可间隔波长20—40nm测定。然后以波长为横坐标,所测A值为纵坐标,绘制吸收曲线,并找出最大吸收峰的波长。
2.标准曲线的绘制:用吸量管分别移取铁标准溶液(10ug/mL)0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL依次放入7只50mL容量瓶中,分别加入10%盐酸羟胺溶液1 mL,稍摇动,再加入0.1%邻二氮菲溶液2.0 mL及5 mL HAc—NaAc缓冲溶液,加水稀释至刻度,充分摇匀,放置5分钟,用3cm比色皿,以不加铁标准溶液的试液为参比液,选择最大测定波长为测定波长,依次测A值。以铁的质量浓度为横坐标,A值为纵坐标,绘制标准曲线。
3.水样分析:
分别加入5.00mL(或10.00mL,铁含量以在标准曲线范围内为宜)未知试样溶液,按实验步骤2的方法显色后,在最大测定波长处,用3cm比色皿,以不加铁标准溶液的试液为参比液,平行测A值。求其平均值,在标准曲线上查出铁的质量,计算水样中铁的质量浓度。
五、数据记录与处理
1、吸收曲线
1)记录数据
2)绘制吸收曲线,确定最大吸收波长λmax= nm
2、标准曲线
1)记录数据
2)绘制标准曲线(列出标准曲线方程)
3、水样分析
计算未知溶液中CFe2+ = μg·mL-1
六、思考与讨论
1.邻二氮菲分光光度法测定微量铁时为什么要加入盐酸羟胺溶液?
2.吸收曲线与标准曲线有何区别?在实际应用中有何意义
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