邻二氮菲测铁.doc

实验二 邻二氮菲分光光度法测定铁的含量

一、实验目的
1．掌握邻二氮菲分光光度法测定铁的方法;
2．了解分光光度计的构造、性能及使用方法。
二、实验原理
邻二氮菲（又称邻菲罗啉）是测定微量铁的较好试剂，在pH=2～9的条件下，二价铁离子与试剂生成极稳定的橙红色配合物。配合物的＝21.3，摩尔吸光系数＝11000 L·mol-1·cm-1。
在显色前，用盐酸羟胺把三价铁离子还原为二价铁离子。
4Fe3+＋2NH2OH→4Fe2+ ＋ N2O ＋ 4H＋＋ H2O
测定时，控制溶液pH＝3较为适宜，酸度高时，反应进行较慢，酸度太低，则二价铁离子水解，影响显色。
用邻二氮菲测定时，有很多元素干扰测定，须预先进行掩蔽或分离，如钴、镍、铜、铅与试剂形成有色配合物；钨、铂、镉、汞与试剂生成沉淀，还有些金属离子如锡、铅、铋则在邻二氮菲铁配合物形成的pH范围内发生水解；因此当这些离子共存时，应注意消除它们的干扰作用。
三、仪器与试剂
1．醋酸 钠：l mol·L-1；
2．氢氧化钠：0.4 mol·L-1；
3．盐 酸：2 mol·L-1；、
4．盐酸羟胺：10％（临时配制）；
5．邻二氮菲（0.1%）：0.lg邻二氮菲溶解在100mL1:1乙醇溶液中。
6．铁标准溶液
(1)10-4mol·L-1铁标准溶液：准确称取0.1961g（NH4）2 Fe（SO4）2·6H20于烧杯中，用2 mol·L-1盐酸15 mL溶解，移至500 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀；再准确稀释10倍成为含铁10 - 4mol·L-l标准溶液。
(2)10 μg·mL-1（即0.01 mg·mL-1）铁标准溶液：准确称取0.3511g（NH4）2 Fe（SO4）2·6H20于烧杯中，用2 mol·L-l盐酸15 mL溶解，移入500 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。再准确稀释10倍成为含铁10 ug·mL-1标准溶液。
如以硫酸铁铵NH4Fe(S04)2·12H20配制铁标准浴液，则需标定。
7．仪器 分光光度计及l cm比色皿。
四、实验步骤
1.吸收曲线的绘制 用吸量管准确吸取10-4 mo1·L-l铁标准溶液10 mL，置于50 mL容量瓶中，加人10%盐酸羟胺溶液1 mL，摇匀后加人1mol·L-l醋酸钠溶液5 mL和0.1％邻二氮菲溶液3 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上，用l cm比色皿，以水为参比溶液，用不同的波长，从430～570 nm，每隔20 nm测定一次吸光度，在最大吸收波长处附近多测定几点。然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制出吸收曲线，从吸收曲线上确定进行测定铁的适宜波长（即最大吸收波长）。
2.测定条件的选择
（1）邻二氮菲与铁的配合物的稳定性 用上面溶液继续进行测定，在最大吸收波长510 nm处，从加人显色剂后立即测定一次吸光度，经15min，30 min，45 min，60 min后，各测一次吸光度。以时间（t）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标，绘制A－t曲线，从曲线上判断配合物稳定的情况。
（2）显色剂浓度的影响 取25 mL容量瓶7个，用吸量管准确吸取10-4 mo1·L-1铁标准溶液5 mL于各容量瓶中，加人10％盐酸羟胺溶液1mL摇匀，再加入l mol·L-1醋酸钠5 mL，然后分别加入0.1％邻二氮菲溶液0.3，0.6，1.0，l.5，2.0，3.0和4.0 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上，用适宜波长（510 nm），1 cm比色皿，以水为参比测定不同用量显色剂溶液的吸光度。然后以邻二氮菲试剂加人毫升数为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制A一V曲线，由曲线上确定显色剂最佳加人量。
（3）溶液酸度对配合物的影响 准确吸取10-4 mol·L-l铁标准溶液10 mL，置于100 mL容量瓶中，加人2 mol·L-1盐酸5 mL和10％盐酸羟胺溶液10 mL，摇匀经2 min后，再加人0.1％邻二氮菲溶液30 mL，以水稀释至刻度，摇匀后备用。
取25 mL容量瓶7个，用吸量管分别准确吸取上述溶液10 mL于各容量瓶中，然后在各个容量瓶中，依次用吸量管准确吸取加人0.4 mol·L-1氢氧化钠溶液l.0，2.0，3.0，4.0，6.0，8.0及10.0 mL，以水稀释至刻度，摇匀，使各溶液的pH从小于等于2开始逐步增加至l2以上，测定各溶液的pH值。先用pH为l～14的广泛试纸确定其粗略pH值，然后进一步用精密pH试纸确定其较准确的pH值（采用pH计测量溶液的pH值，误差较小）。同时在分光光度计上，用适当的波长（510 nm）l cm比色皿，以水为参比测定各溶液的吸光度。最后以pH值为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制A－pH曲线，由曲线上确定最适宜的pH范围。
（4）根据上面条件实验的结果，找出邻二氮菲分光光度法测定铁的测定条件并讨论之。
3．铁含量的测定
（1） 标准曲线的绘制 取25 mL容量瓶6个，分别准确吸取的10μg·mL-l铁标准溶液0.0，1.0，2.0，3.0，4.0和5.0 mL于各容量瓶中，各加10％盐酸羟胺溶l mL，摇匀，经2 min后再各加1mol·L-l醋酸钠溶液5 mL和0.1％邻二氮菲溶液3 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上用l cm比色皿，在最大吸收波长（510 nm）处以水为参比测定各溶液的吸光度，以含铁总量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。
（2）吸取未知液5 mL，按上述标准曲线相同条件和步骤测定其吸光度。根据未知液吸光度，在标准曲线上查出未知液相对应铁的量，然后计算试样中微量铁的含量，以每升未知液中含铁多少克表示（g·L-1）。
五、数据记录与处理
1． 记录分光光度计型号，比色皿厚度，绘制吸收曲线和标准曲线；
2．计算未知液中铁的含量，以每升未知液中含铁多少克表示（g·L-1）。
六、问题与讨论
1.三价铁离子溶液在显色前加盐酸羟胺的目的是什么？
2.根据自己的实验结果数据，计算在最适宜波长下邻二氮菲与铁配合物的摩尔吸光系数，计算时注意单位换算（实验中所配制溶液的浓度单位为mg·mL-1）。
3.所绘制曲线图均应有结论（即找出最佳值或最佳区间）。
4.注意工作曲线法定量的方式，未知物的定量应用虚线表示。

实验十 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
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1.1104L/moL.cm, ）Fe3+与邻二氮菲作用生成兰色配合物，稳定性较差，因此在实际应用中常加入还原剂盐酸羟胺使Fe2+还原为Fe3+：
2 Fe3++2NH2OHHCl=2 Fe2++N2+4H++2H2O+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
仪器：
1．721型分光光度计
2．50mL容量瓶8个（4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
试剂：
1．铁标准储备溶液100ug/mL：500 mL（实际用100mL）。准确称取0.4317g铁盐NH4Fe（SO4）212H2O置于烧杯中，加入6moL/LHCI20mL和少量水，然后加水稀释至刻度，摇匀。
2．铁标准使用液10ug/mL：用移液管移取上述铁标准储备液10.00 mL，置于100 mL容量瓶中，加入6moL/LHCI2.0mL和少量水，然后加水稀释至刻度，摇匀。
3．HCI6moL/L：100mL（实际用30mL）
4．盐酸羟胺10%（新鲜配制）：100mL（实际80mL）
5．邻二氮菲溶液0.1%（新鲜配制）：200mL（实际160mL）
6．HAc—NaAc缓冲溶液（pH=5）500 mL（实际400mL）：称取136gNaAc，加水使之溶解，再加入120 mL冰醋酸，加水稀释至500 mL
7． 水样配制（0.4ug/mL）：取2mL100ug/mL铁标准储备溶液加水稀释至500mL
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、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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