实验四_邻二氮菲分光光度法测定铁

一、实验目的

1. 学习721型分光光度计的使用方法；

2. 学习测绘吸收曲线的方法；

3. 掌握利用标准曲线进行微量成分分光光度测定的基本方法和有关计算。

二、实验原理

    邻二氮菲(phen)和Fe2+在pH3～9的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合物Fe(phen) 32+，铁含量在0.1-6μg/mL范围内遵守比尔定律。其吸收曲线如图1所示。显色前需用盐酸羟胺（或抗坏血酸）将Fe3+全部还原为Fe2+，然后再加入邻二氮菲，并调节溶液酸度至适宜的显色酸度范围。有关反应如下：

       2Fe3+ + 2NH2OH·HC1＝2Fe2+ + N2↑+ 2H2O + 4H+ + 2C1-

图1   邻二氮菲一铁(Ⅱ)的吸收曲线

    用分光光度法测定物质的含量，一般采用标准曲线法，即配制一系列浓度的标准溶液，在实验条件下依次测量各标准溶液的吸光度(A)，以溶液的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。在同样实验条件下，测定待测溶液的吸光度，根据测得吸光度值从标准曲线上查出相应的浓度值，即可计算试样中被测物质的质量浓度。

三、仪器和试剂

1. 仪器  721或722型分光光度计。

2. 试剂

(1) 标准铁溶液I – 10-3mol/L

准确称取0.4822g的NH4Fe(SO4)2·12H2O置于烧杯中，加入80 mL的1:1HCl及少量去离子水溶解，定量转移到1L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

(2) 标准铁溶液II-含Fe100微克/毫升

准确称取0.8634g的NH4Fe(SO4)2·12H2O置于烧杯中，加入20 mL的1:1HCl及少量去离子水溶解后，定量转移到1L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

(3)盐酸羟胺10%水溶液

称取10g盐酸羟胺容于100mL水中，用时现配。

(4)邻二氮菲0.15%水溶液

称取0.15g的1,10-邻二氮菲于100mL水中，若不溶可稍加热。避光保存，溶液颜色变暗时即不能使用。

    (5)1.0 mol/L乙酸钠溶液。

    (6)0.1 mol/L氢氧化钠溶液。  

四、实验步骤

1. 测绘吸收曲线

在分光光度计上，用1 cm吸收池，以去离子水为空白溶液作为参比溶液，在440、470、490、500、508、520、540 nm，测定待测溶液的吸光度A。以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，从而选择测定铁的最大吸收波长。2. 显色剂用量的确定  

在5个50mL容量瓶中，加入2mL的10-3mol/L标准铁溶液和1mL盐酸羟胺水溶液，摇匀，放置2min后，分别加入0.3、0.5、1.0、2.0、4.0mL的邻二氮菲溶液，和5mL醋酸钠溶液，以去离子水稀释至标线，摇匀。

在721型分光光度计分析，用1cm比色皿，去离子水为空白，绘制吸光度－显色剂用量曲线。以显色剂邻二氮菲的体积为横坐标、相应的吸光度为纵坐标，绘制吸光度－显色剂用量曲线，确定应加入的邻二氮菲试剂毫升数。

3. 溶液pH值的影响

在6只50 mL容量瓶，每个加入2.0mL的10-3 mol/L铁标准溶液，和1.0 mL盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min，加入邻二氮菲溶液，然后再分别加入0、1.00、2.00、5.00、10.00mL的NaOH溶液摇匀，以水稀释至刻度，摇匀。以水为参比，用1 cm吸收池测量各溶液的吸光度。绘制A-pH曲线，确定适宜的pH范围。

4. 标准曲线的测绘

取5个50mL容量瓶，每个分别加入0.50、1.00、1.50、2.00mL标准铁溶液（含铁100微克/毫升），分别加入1mL盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min后，加入邻二氮菲溶液，5.0mL的醋酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。以水为参比，以步骤l中试剂空白溶液为参比，用1 cm吸收池，测定各溶液的吸光度。以铁的浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

5. 样品中铁含量的测定

试样溶液按步骤1显色后，在相同条件下测量吸光度，由标准曲线计算试样中微量铁的质量浓度。

五、数据处理

1、吸收曲线

2、显色剂用量的确定

3、溶液pH值的影响

4. 工作曲线的绘制

工作曲线：

六、思考题

1. 用邻二氮菲测定铁时，为什么要加入盐酸羟胺？其作用是什么?试写出有关反应方程式。

2. 根据有关实验数据，计算邻二氮菲一Fe(Ⅱ)络合物在选定波长下的摩尔吸收系数。

3. 在有关条件实验中，均以水为参比，为什么在测绘标准曲线和测定试液时要以试剂空白溶液为参比？