鄰二氮菲吸光光度法測(cè)鐵的條件實(shí)驗(yàn)

1、鄰二氮菲吸光光度法測(cè)鐵的條件實(shí)驗(yàn) 第1頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三一、目的要求1、掌握鄰二氮菲吸光光度法測(cè)定鐵的條件實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)如何選擇分光光度計(jì)分析的條件。2、學(xué)會(huì)鄰二氮雜菲分光光度計(jì)測(cè)定鐵的原理和方法。3、進(jìn)一步了解分光光度計(jì)的構(gòu)造、性能及使用方法。第2頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三二、實(shí)驗(yàn)原理鄰二氮菲（簡(jiǎn)寫為phen),是測(cè)定鐵的一種較好的顯色劑.它是測(cè)定二價(jià)鐵的一種高靈敏度的高選擇性試劑在pH 2-9的范圍內(nèi)，F(xiàn)e2+離子和鄰二氮菲反應(yīng)，生成一種極穩(wěn)定的橘紅色配合物Fe(phen)32+,其lgK穩(wěn)=21.3（20)，其在510n

2、m波長(zhǎng)下有最大吸收峰，摩爾吸光系數(shù) 1.1104。反應(yīng)式如下：第3頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三可見(jiàn)分光光度法測(cè)定無(wú)機(jī)離子,要經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程:一是顯色過(guò)程;二是測(cè)量過(guò)程;為了使測(cè)定結(jié)果有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度,必須選擇合適的顯色條件和測(cè)量條件.顯色反應(yīng)條件:顯色劑用量、酸度、溫度、時(shí)間及干擾的消除測(cè)量吸光度的條件：波長(zhǎng)吸光度范圍和參比溶液的選擇，確定顯色反應(yīng)的最佳實(shí)驗(yàn)條件，也就可以在一定程度上保證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度和精密度。我們的條件實(shí)驗(yàn)通常采用單因素實(shí)驗(yàn)法。其原理是在幾個(gè)實(shí)驗(yàn)條件中，改變其中一個(gè)條件的值，固定其它的條件，然后測(cè)定相應(yīng)的吸光度值，再?gòu)闹姓页龇蠈?shí)驗(yàn)要求的條件

3、。第4頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三 Fe3+離子與鄰二氮雜菲也能生成3：1的淡藍(lán)色配合物，其lgK穩(wěn)=14.1。因此，在顯色之前應(yīng)預(yù)先用鹽酸羥胺(NH2OHHCl)將Fe3+離子還原Fe2+離子，其反應(yīng)式為： 2Fe3+2NH2OHHCl 2Fe2+N2+2H2O+4H+2Cl- 測(cè)定時(shí)，控制溶液的酸度在pH5左右較為適宜。酸度高則反應(yīng)進(jìn)行的慢，酸度太低，則Fe2+離子水解，影響顯色 這種測(cè)定方法不僅靈敏度高，穩(wěn)定性好，而且選擇性高。相當(dāng)于鐵量40倍的Sn()Al()Ca()Mg()Zn()Si()，20倍的Cr()V()P(),5倍的Co()Ni()Cu()不干

4、擾實(shí)驗(yàn)。第5頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三三、儀器和試劑1醋酸鈉：1molL-1；2氫氧化鈉：1 molL-1；3鹽酸羥胺：100 gL-1；(用時(shí)配置)4鄰二氮菲溶液(1.5 gL-1)： 5100gml-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液 準(zhǔn)確稱取0.864g分析純NH4FE(SO4)212H2O,置于一燒杯中，以30ml2moll-1HCl溶液溶解后轉(zhuǎn)入1000ml容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。10gml-1的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液 由100gml-1的鐵溶液稀釋10倍即可第6頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三四、實(shí)驗(yàn)步驟1.吸收曲線的繪制：用吸量管準(zhǔn)確吸取10 ug

5、mL-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液5 mL，置于50mL容量瓶中。加入100 gL-1鹽酸羥胺溶液1mL，搖勻后加入1.5 gL-1鄰二氮菲溶液2mL和1molL-1醋酸鈉溶液5mL ，以水稀釋至刻度，搖勻。放置十分鐘后。在分光光度計(jì)上，用1cm比色皿，以水為參比溶液，波長(zhǎng)從570nm-430nm為止，每隔10或20nm測(cè)定一次吸光度（其中從530至490nm，每隔10nm測(cè)一次）然后以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制出吸收曲線，從吸收曲線上確定該測(cè)定的波適宜波長(zhǎng)，既是最大吸收波長(zhǎng)。A、條件實(shí)驗(yàn)：第7頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三 2鄰二氮菲與鐵的配合物的穩(wěn)定性：用吸量管準(zhǔn)確吸取1

6、0 ugmL-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液5 mL，置于50mL容量瓶中。加入100 gL-1鹽酸羥胺溶液1mL，搖勻后加入1.5 gL-1鄰二氮菲溶液2mL和1molL-1醋酸鈉溶液5mL ，以水稀釋至刻度，搖勻。放置十分鐘后。在分光光度計(jì)上，用1cm比色皿，以水為參比溶液，在最大吸收波長(zhǎng)510 nm處，從加入顯色劑后立即測(cè)定一次吸光度，經(jīng)15min，30 min，45min，60min后，各測(cè)一次吸光度。以時(shí)間(t)為橫坐標(biāo)，吸光度(A)為縱坐標(biāo)，繪制At曲線，從曲線上判斷配合物穩(wěn)定的情況。第8頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三3顯色劑用量的影響： 取50mL容量瓶6個(gè)，各加入10

7、 ugmL-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液5ml，1ml 100 gL-1鹽酸羥胺溶液，搖勻.再分別加入鄰二氮菲溶液0，0.5，1.0，2.0，3.0和4.0mL ,再各加入醋酸鈉5mL. 以水稀釋至刻度，搖勻。在分光光度計(jì)上，用適宜波長(zhǎng)(510nm)，1cm比色皿，以水為參比測(cè)定不同用量顯色劑溶液的吸光度。然后以鄰二氮菲試劑加人毫升數(shù)為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)、繪制Av曲線，由曲線上確定顯色劑最佳加入量。第9頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三4.溶液酸度對(duì)配合物的影響：準(zhǔn)確吸取100gml-1鐵標(biāo)準(zhǔn)液5ml于100ml容量瓶中，加入5ml 2mol/LHCl溶液和10ml100g/L鹽酸

8、羥胺溶液，經(jīng)2min后加入1g/L鄰二氮雜菲30ml，以水稀釋至刻度，搖勻，備用。取25ml容量瓶7只，編號(hào)，用吸量管分別準(zhǔn)確吸取上述溶液5ml于各容量瓶里。在滴定管中裝0.4mol/L NaOH溶液，然后分別在7只容量瓶中加入0.4mol/LNaOH溶液0.0ml，1.0ml,1.5ml,2.0ml,3.0ml,4.0ml及5.0ml,以水稀釋至刻度，搖勻，使各溶液的pH從2開始逐步增加至12以上。放置10min，在分光光度計(jì)上用最大吸收波長(zhǎng)（510nm） 2cm比色皿，以水參比測(cè)定吸光度A。用精密pH試紙測(cè)定各比色皿中溶液的pH。最后以pH為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制A-pH曲線。從曲線

9、上找出適宜的pH范圍。第10頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三B、鐵含量的測(cè)定1.標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)繪：取25ml容量瓶6只，編號(hào)。分別取10gml-1的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶1.0ml,2.0ml,3.0ml,4.0ml和5.0ml于五只容量瓶中，另一容量瓶中不加鐵標(biāo)準(zhǔn)液。然后各加0.5ml 100gml-1鹽酸羥胺溶液，搖勻，經(jīng)2min后，再各加2.5ml 1mol/LNaOAc溶液及1.5ml 1g/L鄰二氮雜菲溶液，以水稀釋至刻度，搖勻。放置10min，在分光光度計(jì)上，用2cm比色皿在最大吸收波處，測(cè)定各溶液的吸光度。以鐵含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。第11頁(yè)，共21

10、頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三2.未知溶液鐵含量的測(cè)定：吸取5ml未知液代替標(biāo)準(zhǔn)液，其他步驟與上同，測(cè)定吸光度。由未知液的吸光度在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出5ml未知液中的鐵的含量，以mg/L表示結(jié)果。第12頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三五、數(shù)據(jù)處理1.根據(jù)上面條件實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，擬出鄰二氮菲分光光度法測(cè)定鐵的測(cè)定條件并討論。2. 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算回歸方程和相關(guān)系數(shù).第13頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三六、注意事項(xiàng)1干擾：用鄰二氮菲測(cè)定時(shí)，有很多元素干擾測(cè)定，須預(yù)先進(jìn)行掩蔽或分離，如鈷、鎳、銅、鉻與試劑形成有色配合物；鎢、相、銅、汞與

11、試劑生成沉淀，還有些金屬離子如錫、鉛、鉍則在鄰二氮菲鐵配合物形成的pH范圍內(nèi)發(fā)生水解；因此當(dāng)這些離子共存時(shí)，應(yīng)注意消除它們的干擾作用。第14頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三2試劑本次實(shí)驗(yàn)中，所用的試劑有鐵標(biāo)液、鹽酸羥胺、鹽酸、氫氧化鈉、鄰二氮菲。鹽酸羥胺的作用：Fe3+與鄰二氮雜菲也能生成淡藍(lán)色的配合物，影響對(duì)Fe2+的測(cè)定。鹽酸羥胺是還原劑，用來(lái)還原Fe3+離子；鹽酸和氫氧化鈉的作用：鹽酸和氫氧化鈉是用來(lái)調(diào)節(jié)溶液的pH值；測(cè)定時(shí)溶液的pH要控制在5左右。酸度太高反應(yīng)進(jìn)行較慢；酸度太低，F(xiàn)e2+水解，影響顯色。鄰二氮菲的作用：鄰二氮菲是顯色劑，可以與Fe2+生成極其穩(wěn)

12、定的橘紅色配合物。第15頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三3.溶液的配制：用移液管準(zhǔn)確移取試劑溶液；注意溶液的加入順序不能搞錯(cuò)。4.測(cè)定：要合理地設(shè)計(jì)條件實(shí)驗(yàn)的點(diǎn)，做到不漏做條件。5.要注意試劑的準(zhǔn)確加入及加入的順序；6.比色皿的使用：在進(jìn)行條件試驗(yàn)時(shí)，每改變一次條件，比色皿要洗干凈。第16頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三7.比色皿注意事項(xiàng)比色皿一般為長(zhǎng)方體，其底及兩側(cè)為磨毛玻璃,另兩面為光學(xué)玻璃制成的透光面采用熔融一體、玻璃粉高溫?zé)Y(jié)和膠粘合而成。所以使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):a、拿取比色皿時(shí),只能用手指接觸兩側(cè)的毛玻璃,避免接觸光學(xué)面。同時(shí)注意

13、輕拿輕放，防止外力對(duì)比色皿的影響，產(chǎn)生應(yīng)力后破損。b、凡含有腐蝕玻璃的物質(zhì)的溶液,不得長(zhǎng)期盛放在比色皿中。c、不能將比色皿放在火焰或電爐上進(jìn)行加熱或干燥箱內(nèi)烘烤。d、當(dāng)發(fā)現(xiàn)比色皿里面被污染后，應(yīng)用無(wú)水乙醇清洗，及時(shí)擦拭干凈。e、不得將比色皿的透光面與硬物或臟物接觸。盛裝溶液時(shí),高度為比色皿的2/3處即可,光學(xué)面如有殘液可先用濾紙輕輕吸附，然后再用鏡頭紙或絲綢擦拭。第17頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三8. 721型分光光度計(jì)的使用方法 721型分光光度計(jì)其波長(zhǎng)范圍360800nm，色散元件為三角棱形.1.檢查儀器各調(diào)節(jié)鈕的起始位置是否正確，接通電源開關(guān)，打開樣品室暗箱

14、蓋，使電表指針處于“0”位，預(yù)熱20min后，再選擇須用的單色光波長(zhǎng)和相應(yīng)的放大靈敏度檔，用調(diào)“0”電位器調(diào)整電表為T=0。2.蓋上樣品室蓋使光電管受光，推動(dòng)試樣架拉手，使參比溶液池（溶液裝入45高度，置第一格）置于光路上，調(diào)節(jié)100透射比調(diào)節(jié)器，使電表指針指T100。3.重復(fù)進(jìn)行打開樣品室蓋，調(diào)0，蓋上樣品室蓋，調(diào)透射比為100的操作至儀器穩(wěn)定。4.蓋上樣品室蓋，推動(dòng)試樣架拉手，使樣品溶液池置于光路上，讀出吸光度值。讀數(shù)后應(yīng)立即打開樣品室蓋。5.測(cè)量完畢，取出比色皿，洗凈后倒置于濾紙上晾干。各旋鈕置于原來(lái)位置，電源開關(guān)置于“關(guān)”，拔下電源插頭。6.放大器各檔的靈敏度為：“l(fā)” 1倍；“2”1

15、0倍；“3”20倍，靈敏度依次增大。由于單色光波長(zhǎng)不同時(shí)，光能量不同，需選不同的靈敏度檔。選擇原則是在能使參比溶液調(diào)到T 100處時(shí)，盡量使用靈敏度較低的檔，以提高儀器的穩(wěn)定性。改變靈敏度檔后，應(yīng)重新調(diào)“0”和“100”。 第18頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三七、思考與討論1， Fe3+離子標(biāo)準(zhǔn)溶液在顯色前加鹽酸羥胺的目的是什么？如測(cè)定一般鐵鹽的總鐵量，是否加鹽酸羥胺？ 答：鹽酸羥胺是還原劑，把三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵。二價(jià)鐵與鄰菲羅啉形成穩(wěn)定的橘紅的配合物，用分光光度計(jì)測(cè)定其濃度。測(cè)定一般鐵鹽的總鐵量時(shí)，需要加鹽酸羥胺溶液，因?yàn)镕e2+和Fe3+與鄰二氮雜菲生成的絡(luò)合物不同，若溶液中混有Fe3+則會(huì)使吸光度的測(cè)量不準(zhǔn)確。第19頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)21分，星期三2，顯色時(shí)加入還原劑，緩沖溶液，顯色劑的順序是否可以顛倒？為什么？ 答：順序不能顛倒，原因是：如果先加顯色劑，即使顯色也是物質(zhì)未還原前的顏色（氧化態(tài)顏色）；還原劑加入前就加緩沖溶液，解救會(huì)因?yàn)閜H條件的改變而使還原反應(yīng)不能進(jìn)行。3 如用配置已久的鹽酸羥胺溶液，對(duì)測(cè)定結(jié)果