實驗47鄰二氮菲分光光度法測定鐵含量

1、鄰二氮菲分光光度法測定鐵含量實驗實驗4747 鐵的定量分析方法很多，有分光光度法、原子吸收法、原子發(fā)射光譜法、離子色譜法、毛細(xì)管電泳法和電位滴定法等。 其中分光光度法由于其具有靈敏度高、選擇性好、線性響應(yīng)范圍寬以及分析儀器結(jié)構(gòu)簡單等特點，在微量分析領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 適用在金屬礦物、化工產(chǎn)品、環(huán)境和食品工業(yè)中微量鐵的分析。 v吸光光度法（吸光光度法（Absorption Photometry）：基于物質(zhì)對）：基于物質(zhì)對光的選擇性而建立的分析方法。光的選擇性而建立的分析方法。v包括比色法、紫外可見分光光度法、紅外分光光度法。包括比色法、紫外可見分光光度法、紅外分光光度法。v廣泛用于無機物和有機

2、物的定性和定量分析。廣泛用于無機物和有機物的定性和定量分析。Analytical chemistry2一、吸收光譜概述1 1、定義、定義2 2、光譜分區(qū)、光譜分區(qū)能能 量量 小小200nm400nm750nm 大大波波 長長光譜區(qū)域光譜區(qū)域紫外光區(qū)紫外光區(qū)可見光區(qū)可見光區(qū)紅外紅外分析方法分析方法 紫外分光光度法紫外分光光度法可見分光光度法可見分光光度法50um紅外分光光度法紅外分光光度法紫、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅紫、藍(lán)、青、綠、黃、橙、紅2022-5-12Analytical chemistry33 3、物質(zhì)對光的吸收、物質(zhì)對光的吸收v1 1、物質(zhì)對光選擇性吸收的實質(zhì)、物質(zhì)對光選擇性吸收的實質(zhì)

3、v一束光通過某物質(zhì)時該物質(zhì)的分子、原子或離子與一束光通過某物質(zhì)時該物質(zhì)的分子、原子或離子與光子發(fā)生光子發(fā)生碰撞碰撞，光子的，光子的能量轉(zhuǎn)移能量轉(zhuǎn)移至分子、原子或離至分子、原子或離子上，使這些粒子發(fā)生子上，使這些粒子發(fā)生能級能級變化，由基態(tài)變化，由基態(tài)躍遷躍遷至較至較高能態(tài)，這個過程即為高能態(tài)，這個過程即為吸收。吸收。v光是否被物質(zhì)吸收，取決于光是否被物質(zhì)吸收，取決于v光子的能量光子的能量v物質(zhì)的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)v只有當(dāng)能級差只有當(dāng)能級差E E 與光子能量與光子能量h h 相當(dāng)時物質(zhì)吸收光。相當(dāng)時物質(zhì)吸收光。2022-5-12Analytical chemistry44 4、吸收曲線（吸收光譜）、

4、吸收曲線（吸收光譜）吸收曲線：吸光度隨波長變化的曲線。吸收曲線：吸光度隨波長變化的曲線。吸收曲線的特點：吸收曲線的特點：不同的物質(zhì)因其分析結(jié)構(gòu)不同而具有不同的吸收曲不同的物質(zhì)因其分析結(jié)構(gòu)不同而具有不同的吸收曲線；線；同一物質(zhì)，濃度不同，其吸收曲線的形狀和同一物質(zhì)，濃度不同，其吸收曲線的形狀和max的位置不變，但在同一波長下吸光度隨濃度的增大的位置不變，但在同一波長下吸光度隨濃度的增大而增大。而增大。吸收曲線是吸光度法選擇測量波長的依據(jù)。吸收曲線是吸光度法選擇測量波長的依據(jù)。2022-5-12Analytical chemistry5吸吸 收收 曲曲 線線 圖圖4005006000.1000.2

5、000.3000.4002022-5-12Analytical chemistry65 5、朗伯、朗伯比耳定律比耳定律 布格布格(Bouguer)(Bouguer)和朗伯和朗伯(Lambert)(Lambert)先后于先后于17291729年年和和17601760年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)年闡明了光的吸收程度和吸收層厚度的關(guān)系。系。A Ab b 18521852年比耳年比耳(Beer)(Beer)又提出了光的吸收程度和吸又提出了光的吸收程度和吸收物濃度之間也具有類似的關(guān)系。收物濃度之間也具有類似的關(guān)系。A A c c 二者的結(jié)合稱為朗伯二者的結(jié)合稱為朗伯比耳定律。比耳定律。2022-

6、5-12Analytical chemistry7朗伯朗伯比耳定律比耳定律 吸光度吸光度A：表征物質(zhì)對光吸收程度的量。表征物質(zhì)對光吸收程度的量。 A= lgIi/It = -lgT = bcA-吸光度吸光度 -摩爾吸光系數(shù)摩爾吸光系數(shù)C-被測物濃度被測物濃度Ii-入射光強入射光強 T-透過率透過率 b-液層厚度（光程長度）液層厚度（光程長度） It-透射光強透射光強2022-5-12Analytical chemistry8標(biāo)準(zhǔn)（工作）曲線標(biāo)準(zhǔn)（工作）曲線v根據(jù) A = k c，在一定實驗條件下，先測定已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液的A值，從而求得k；再測定待測樣品的A值，從而求得cv標(biāo)準(zhǔn)曲線法： 測定一

7、系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的A值， 將A對c作圖，擬合成一條過 原點的直線，根據(jù)直線的斜 率求得kAc光 源吸收池檢測器單色器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一、儀器結(jié)構(gòu)框圖一、儀器結(jié)構(gòu)框圖Analytical chemistry10二、可見分光光度計1 1、光源、光源基本要求：基本要求：在儀器工作的波長范圍內(nèi)，提供連續(xù)、有足夠在儀器工作的波長范圍內(nèi)，提供連續(xù)、有足夠發(fā)射強度和良好穩(wěn)定性的復(fù)合光，而且發(fā)射光發(fā)射強度和良好穩(wěn)定性的復(fù)合光，而且發(fā)射光的強度隨波長的變化應(yīng)盡可能小。的強度隨波長的變化應(yīng)盡可能小。常用光源：鎢絲燈和鹵鎢燈，可使用的波長范常用光源：鎢絲燈和鹵鎢燈，可使用的波長范圍在圍在360 2500nm。 2022-5

8、-12Analytical chemistry112 2、單色器、單色器單色器作用：單色器作用：從光源發(fā)出的復(fù)合光中分出所需從光源發(fā)出的復(fù)合光中分出所需要的單色光。要的單色光。單色器組成：單色器組成：由入射狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹由入射狹縫、準(zhǔn)光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚面反射鏡使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等組成。焦元件和出射狹縫等組成。單色器的核心部分是色散元件（如玻璃棱鏡和單色器的核心部分是色散元件（如玻璃棱鏡和光柵），起分光的作用。光柵），起分光的作用。2022-5-12Analytical chemistry12 吸收池用于盛放分析試樣；吸收

9、池用于盛放分析試樣； 可見光區(qū)只能用玻璃吸收池；可見光區(qū)只能用玻璃吸收池； 吸收池的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向；吸收池的光學(xué)面必須完全垂直于光束方向； 吸收池要配對。因為吸收池材料本身吸光特征吸收池要配對。因為吸收池材料本身吸光特征以及吸收池的光程長度的精度等對分析結(jié)果都有以及吸收池的光程長度的精度等對分析結(jié)果都有影響。影響。3 3、吸收池、吸收池2022-5-12Analytical chemistry13 檢測器的功能：檢測器的功能：檢測信號、測量單色光透過溶檢測信號、測量單色光透過溶液后光強度變化。液后光強度變化。 常用的檢測器有光電池、光電管和光電倍增管常用的檢測器有光電池、光電管和

10、光電倍增管等。等。 4 4、檢測器、檢測器2022-5-12Analytical chemistry14分光光度計的使用分光光度計的使用 預(yù)熱預(yù)熱20min。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)T = 0。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)T = 100% （A=0）。）。 測定樣品的吸光度測定樣品的吸光度A。2022-5-12Analytical chemistry15分光光度計的保養(yǎng)與維護分光光度計的保養(yǎng)與維護v安置在干燥、無污染的地方；安置在干燥、無污染的地方；v儀器停止工作時，必須切斷電源，應(yīng)按開關(guān)儀器停止工作時，必須切斷電源，應(yīng)按開關(guān)機順序關(guān)閉主機和穩(wěn)流穩(wěn)壓電源開關(guān)；機順序關(guān)閉主機和穩(wěn)流穩(wěn)壓電源開關(guān)；v比色皿使用完畢后，立即用蒸餾水

11、或有機溶比色皿使用完畢后，立即用蒸餾水或有機溶劑沖洗干凈，把水漬擦凈；劑沖洗干凈，把水漬擦凈；2022-5-12Analytical chemistry16三、顯色反應(yīng)與實驗條件3.1 顯色反應(yīng)v對于吸收較弱的物質(zhì)，可通過一定的反應(yīng)使其完全生成另一種吸收較強的化合物，從而使測定的靈敏度明顯提高。v對顯色反應(yīng)的要求 a. 選擇性好 b. 反應(yīng)完全，產(chǎn)物單一、穩(wěn)定 c.靈敏度高 (104) d.反應(yīng)和產(chǎn)物的顏色差別明顯(60nm) 3.2 顯色反應(yīng)的條件1、體系酸度2、顯色劑用量3、顯色時間4、顯色溫度5、溶劑3.3 測定波長v選擇原則：吸收最大，干擾最小3.4 參比溶液作用：v儀器調(diào)零v消除吸收

12、池壁和溶液對入射光的反射 v扣除干擾選擇：v試劑空白v試樣空白v褪色空白四、實驗內(nèi)容4.1 原理 在pH29的溶液中，F(xiàn)e2+與鄰二氮菲(phen)生成穩(wěn)定的橘紅色配合物Fe(phen)32+pH=5顯色，max508nm，1.1104Lmol-1cm-1 2Cl4HO2HN2FeHClOH2NH2Fe22223Fe +3Fe)2+3(NNNN2+4.2 步驟v標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制：7個25mL容量瓶，分別加入0.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL 10 gmL-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，以及10.00mL未知鐵試液，再分別加入1mL鹽酸羥胺，2mL phen溶液，5mL NaAc

13、溶液，每加入一種試劑后都要搖勻。然后用水稀釋至刻度，搖勻，放置10min 。v吸收曲線的制作和測量波長的選擇：取標(biāo)準(zhǔn)系列中6號瓶溶液（即10.00mL鐵標(biāo)液），用1cm比色皿，以試劑空白（即0.00mL鐵標(biāo)液）為參比溶液，在380570nm之間，每隔一定波長測一次吸光度。以波長為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)，繪制吸收曲線。選擇最大吸收波長作為測定Fe的波長。v標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作：用1cm比色皿，以試劑空白為參比，在所選擇的波長下，依次測量各標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度。以含鐵量為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。v未知樣中鐵含量的測定：在同樣條件下測量未知液的吸光度。從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出并換算原試液中鐵的含

14、量 。 （1）按）按“方式鍵方式鍵”（Mode）將測試方式設(shè)置為吸光度方）將測試方式設(shè)置為吸光度方式。式。 （2）按）按“波長設(shè)置波長設(shè)置”鍵設(shè)置想要的分析波長，如鍵設(shè)置想要的分析波長，如340nm。 （3）將參比溶液和被測溶液分別倒入比色皿中。注意比色）將參比溶液和被測溶液分別倒入比色皿中。注意比色皿內(nèi)的溶液面高度不應(yīng)低于皿內(nèi)的溶液面高度不應(yīng)低于25毫米，大約毫米，大約2.5毫升；被測試的毫升；被測試的樣品中不能有氣泡和漂浮物。樣品中不能有氣泡和漂浮物。 （4）打開樣品室蓋，將盛有溶液的比色皿分別插入比色皿）打開樣品室蓋，將盛有溶液的比色皿分別插入比色皿槽中，蓋上樣品室蓋。注意：一般情況下，

15、參比樣品放在樣品槽中，蓋上樣品室蓋。注意：一般情況下，參比樣品放在樣品架的第一個槽位中；儀器所附的比色皿，其透視率是經(jīng)過測試架的第一個槽位中；儀器所附的比色皿，其透視率是經(jīng)過測試匹配的，未經(jīng)匹配處理的比色皿將影響樣品的測試精度；比色匹配的，未經(jīng)匹配處理的比色皿將影響樣品的測試精度；比色皿的透光部分表面不能有指印和溶液痕跡。皿的透光部分表面不能有指印和溶液痕跡。 （5）將參比溶液推入光路中，按）將參比溶液推入光路中，按“100%T”鍵調(diào)整零吸光鍵調(diào)整零吸光度。度。 （6）將被測溶液推或拉入光路中，此時，顯示器上所顯示）將被測溶液推或拉入光路中，此時，顯示器上所顯示的是被測樣品的吸光度數(shù)值。的是被測樣品的吸光度數(shù)值。 5.3 儀器操作六、數(shù)據(jù)處理v繪制吸收光譜圖v選擇測量波長v標(biāo)準(zhǔn)系列及未知液的測定v標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及試液中鐵含量的測定/ / nmnm380380400400420420440440450450460460470470480480490490500500510510520520530530540540550550570570A A標(biāo)標(biāo)1 1標(biāo)標(biāo)2 2標(biāo)標(biāo)3 3標(biāo)標(biāo)4 4標(biāo)標(biāo)5 5未知未知A A七、注意v只做1、2、6、7步v移液管專管專用，切勿混用v鐵標(biāo)濃度為10mg/L，取用量分別為0.00、2.00、