邻二氮菲分光光度法测定铁

实验十九 分光光度法测定微量铁

一.实验目的

1.了解分光光度计的构造和使用方法。

2.了解邻二氮菲光度法测定铁的实验条件，掌握和了解实验条件的一般研究方法

3.学习邻二氮菲分光光度法测铁的方法。

二.实验原理

吸光光度法是根据溶液中物质对光选择性的吸收而进行分析的方法。它具有较高的灵敏度和一定的准确度，特别适宜于微量组分的测定。吸光光度法可以分为比色法和分光光度法两大类。本实验采用分光光度法。

分光光度法测定物质含量时应注意的主要是显色反应的条件和测量吸光度的条件。显色反应的条件有显色剂用量、介质的酸度、显色时间、显色时溶液的温度、干扰物质的消除方法等。测量吸光度的条件包括应选择的入射光波长，吸光度范围和参比溶液等。

光度法测定微量铁的显色剂有邻二氮菲(phen)、磺基水杨酸、硫氰酸盐等。目前大都采用邻二氮菲为显色剂测定微量铁。在pH=2～9的条件下，Fe2+离子与邻二氮菲生成稳定的橘红色络合物，反应如下：

Fe2??phen?Fe(phen)32?(橘红色)

4此络合物lgK稳=21.3，摩尔吸光系数?510?1.1?10。

显色前，要用盐酸羟胺把Fe3+离子还原为Fe2+离子，反应如下：

2Fe3??2NH2OH?HCl?2Fe2??N2??2H2O?4H??2Cl?

测定时应控制溶液酸度在pH=5左右为宜，酸度太高，反应进行较慢，酸度太低，Fe2+离子水解，影响显色。

三.仪器及试剂

仪器 752型分光光度计（1cm比色皿）、50ml容量瓶若干 试剂 1. 100?g?ml 2. 10?g?ml?1铁标准溶液

?1?1铁标准溶液由100?g?ml稀释制得

3.盐酸羟胺10%溶液 4.邻二氮菲溶液0.15% 5.NaAc溶液1mol/L

四.实验步骤

1.测量波长的选择

在50ml容量瓶中按次序准确加入以下溶液，10?g?ml?1铁标准溶液5ml，

10%盐酸羟胺1ml，摇匀，再加入1mol/LNaAc溶液5ml，0.15%邻二氮菲3ml。用水稀释至刻度。在分光光度计上，用1cm比色皿以水为参比溶液，测定其在

440～580nm之间的吸光度。并绘制A??图，从曲线上找出最大吸收的波长。 2.显色剂用量的选择

取7个50ml容量瓶，各加入1ml10?g?ml?1铁标准溶液，1ml盐酸羟胺，

摇匀。再分别加入0.10、0.30、0.50、0.80、1.0、2.0、4.0ml邻二氮菲和5mlNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀，放置10min。以水为参比溶液，在选择的波长下测定各溶液的吸光度。并绘制A?V,从曲线上找出显色及的适宜用量V。 3.显色时间的选择

在1个50ml容量瓶中，加入1ml10?g?ml?1铁标准溶液，1ml盐酸羟胺，再加入由上述选择的适宜邻二氮菲Vml，5mlNaAc，以水稀释至刻度，摇匀。立刻用比色皿以水为参比在选择的波长下测量吸光度。然后依次测定放置5、10、30、60min后的吸光度。绘制A?t图，选出与邻二氮菲显色反应完全所需的适宜时间。

4.标准曲线的绘制

在6个50ml容量瓶中，分别加入0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ml 10?g?ml?1铁标准溶液，再分别加入1ml盐酸羟胺，2ml邻二氮菲，5mlNaAc溶液，用水稀释至刻度，摇匀。以水为参比溶液在选择的波长 、选择的适宜显色剂用量、适宜显色时间下测定各溶液的吸光度。绘制A?c标准曲线图。

五.数据记录与处理

1.测量波长的选择 波长/nm 吸光度/A 波长/nm 吸光度/A 440 0.139 515 0.189 460 0.156 520 0.180 480 0.175 530 0.143 490 0.178 540 0.094 500 0.185 560 0.033 505 0.190 580 0.01 510 0.192 对上表中数据作A??图，如下

吸光度-波长图0.2500.200吸光度/A0.150吸光度/A0.1000.0500.000400.000450.000500.000波长/nm550.000600.000

由上图知，最适宜波长为?max=510nm 2.显色剂用量的选择 显色剂体积V/mL 0.1 吸光度/A 0.3 0.5 0.8 1.0 2.0 4.0 0.044 0.048 0.048 0.043 0.055 0.048 0.054 对上表中数据作A?V图，如下

吸光度-显色剂用量图0.060.05吸光度/A0.040.030.020.0100.0吸光度/A1.02.03.04.05.0

显色剂体积V/mL由上图知，最适宜指示剂用量为V=1.0ml 3.显色时间的选择

显色时间t/min 2 吸光度/A 0.055 5 0.056 10 0.056 30 0.058 对上表中数据作A?t图，如下

吸光度-显色时间图0.070.060.05吸光度/A0.040.030.020.010010y = 1E-04x + 0.0551R2 = 0.9446吸光度/A线性 (吸光度/A)20显色时间t/min3040

由上述图知，直线斜率K=1.0×10-4≈0，故可认为显色时间对吸光度几乎无影响。 4.标准曲线的绘制

铁标准溶液体积v/mL 2.0 4.0 0.8 6.0 1.2 8.0 1.6 10.0 2.0 待测 待测 ?1铁标准溶液浓度b/?g?mL 0.4 吸光度/A 0.096 0.175 0.239 0.313 0.383 0.281 v?10?g?mL?1 b?

50mL对上表中数据作A?v图，如下

吸光度-铁含量图0.450.40.350.30.250.20.150.10.0500.0y = 0.178x + 0.0276R2 = 0.9992吸光度/A线性 (吸光度/A)吸光度/A0.51.01.52.02.5铁含量b (ug/mL)

?1未知样：吸光度A=0.281时，代入上图所得方程计算得b=1.42?g?mL

六.思考题

1.制作标准曲线和进行其他条件试验时，加入试剂的顺序能否任意改变？为什么？

答：不能颠倒各种试剂的加入次序，盐酸羟胺是用来将Fe3+还原为Fe2+，邻二氮

菲是显色剂，乙酸钠是用来调节酸度。

2.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？

答：放置已久的盐酸羟胺会分解，不能将Fe3+全部还原为Fe2+，会使实验测定全

铁结果偏低。

3.怎样用吸光光度法测定水样中的全铁（总铁）和亚铁的含量？试拟出一简单实验步骤？

答：第一步，先用盐酸羟胺还原三价铁为二价铁，显色后，控制pH测定。 第二步，不加入盐酸羟胺，直接显色控制pH测定。

由第一步测得全铁，第二步测得二价铁。

4.实验中哪些试剂需要准确配制和准确加入，哪些不需要准确配制但要准确加入？

答： 铁标准溶液需要准确配制和准确加入，因为实验是以铁的不同浓度的吸光度不同来绘制标准曲线；在同样条件下，显色剂邻二氮菲的量不同则吸光度不同，故须准确配制准确加入。

盐酸羟胺是用来还原铁盐，是过量加入的，故不需精确配制；醋酸钠用来调节溶液酸度，也不需很准确配制；但都应该准确加入，否则会影响铁盐浓度改变，不能保证平行实验的准确，造成不必要实验误差。

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