实验十一-邻二氮菲吸收光谱法测定水中铁

实验一、邻二氮菲吸收光谱法测定水中铁一、实验目的1. 进一步熟悉分光光度计的使用方法；2. 学会吸收光谱法中测定条件的选择方法。二、原理邻二氯菲-Fe (II)吸收光谱中的Xmax确定后，还需掌握在Xmax处显色剂用 量、溶液的pH、显色时间、温度、显色化合物的稳定性以及溶液中共存离子的 影响等，此外还要了解测定方法的适用范围、准确度、灵敏度等。本实验以水中 微量铁(Fe2+)与邻二氮菲反应的几个条件试验为例，使学生学会如何确定测定 条件和如何研究一个分光光度方法。Fe2+与邻二氮菲在一定条件下生成邻二氮菲-Fe (II)橙红色络合物(X max = 508nm，=1.1x104L/ (mol.cm)，该络合物在暗处可稳定半年。在508nm处 测定吸光度值，用标准曲线法可求得水样中Fe2 +的含量。若用盐酸羟胺NH2OH-HC1等还原剂将水中Fe3+还原为Fe2+，则本法可测定水中总铁、Fe3+和 Fe2+的各自含量。三、仪器及试剂仪器：754型紫外一可见分光光度计，pH计，容量瓶100mL2支，具塞磨 口比色管50mL10支，吸量管1、2、10mL各1支，坐标纸，精密pH试纸。试剂：1. 铁标准溶液(I) (Fe2+ = 100pg/mL)。2. 铁标准溶液(II) (Fe2+ = 10pg/mL)：用吸量管准确吸取10.0mL铁标准 溶液(I)至100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。此溶液铁含量为10g/mL。3. 0.15% (m/v)邻二氮菲水溶液、10% (m/v)盐酸羟胺水溶液和缓冲溶液。4. 0.1mo1/ L NaOH 溶液。5. 含铁水样(总铁含量在0.301.40mg/L)。四、实验内容(根据实际情况，可穿插进行)1. 显色络合物的稳定性试验(1) 取1.0mL铁标准溶液(I) (Fe=100曜/mL)，同时吸取1.0mL去离子 水作空白。分别放入50mL比色管中，加入1.0mL10%NH2OHHC1溶液，混匀； 放置2min后，加入2.0mL0.15%邻二氮菲溶液和5.0mL缓冲溶液，用去离子水 稀释至刻度，混匀。(2) 在选定的波长下(Xmax=508mm)，用1cm比色皿，以空白试剂调吸光 度值为零，立即测定吸光度值。(3) 然后放置30min，1.5h和4h，再分别测定吸光度值，记录。2. 显色剂用量的确定(1 )依次吸取1.0mL铁标准溶液(I ) ( Fe2 + = 100四g/mL )和 1mL10%NH2OHHCl溶液各7份，放入7个50mL比色管中，混匀。放置2min。 分别加入 0.0 (空白)，0.10, 0.30, 0.50, 1.00, 2.00 及 4.00mL0.15%邻二氮菲溶 液和5.0mL缓冲溶液，以去离子水稀释至刻度，混匀。(2)在745型紫外一可见分光光度计上，用1cm比色皿，以不含显色剂溶 液为空白，在508nm处测定吸光度值，记录。3. 显色溶液pH的确定(1) 吸取 1.0ml .铁标准溶液(I )(Fe2+ = 100 四 g/mL )和 1mL10%NH2OHHCl 溶液各8份，依次放入8个50mL比色管中，混匀。置静2min。再加2.0mL0.15% 邻二氮菲溶液，混匀。分别加入0，2, 5, 10，20，25, 30和40mL0.1mol/L NaOH 溶液，用去离子水稀释至刻度，混匀。在508m处，用1cm比色皿，以去离子水 为空白，测定吸光度值，记录。(2) 然后用pH计或精密pH试纸分别测定pH,记录。4. 标准曲线绘制(1) 用吸量管准确吸取0.00 (空白试验)，0.50, 1.00, 2.50, 3.50, 5.00 和7.00mL铁标准溶液(II)(含铁10四g/mL),分别放入50mL比色管中。各加 入1mL 10%NH2OHHCl溶液，混匀。静置2min后，再各加入2.0mL0.15%邻二 氮菲溶液和5.0mL缓冲溶液，用水稀释至刻度，混匀，放置10min。(2) 在745型紫外-可见分光光度计上，在508nm处，用1cm比色皿，以“空 白试验”调零，测定各溶液的吸光度值，做记录。(3) 以铁含量为横坐标，对应的吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。5. 水样中铁的测定(总铁含量在0.301.40mg/L)(1) 总铁的测定用移液管吸取25mL水样，放入50mL比色管中，接着按绘制标准曲线程序 测定吸光度值。在标准曲线上查出水样中总铁含量(共做3份平行样)。(2) Fe2+的测定用移液管吸取25mL水样，放入50mL比色管中，不加NH2OH-HCl溶液， 以下按绘制标准曲线步骤进行，测定吸光度值，在标准曲线上查出水样中Fe2+ 的含量。(3) 计算铁（mg/L）=V 或铁（mg/L）=式中m标准曲线上查出总铁或Fe2+的量(嗯)；C标f标准曲线上查出总铁或Fe2+的含量)mg/L)；V水样的体积（mL）；50水样稀释最终体积（mL）。6. 实验结果记录与处理（1）显色络合物的稳定性表1显色络合物稳定性的实验数据放置时间（h）立即0.501.54.0吸光度A在坐标纸上，以放置时间为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，绘制放置时间 （t）一吸光度（A）关系曲线。（2）显色剂用量的确定表2显色剂用量实验数据0.15%邻二氮菲溶液（mL）0.100.300.501.02.04.0吸光度A适宜的显色剂用量在坐标纸上，以邻二氮菲的加入量（mL）为横坐标，对应的吸光度值为纵 坐标，绘制显色剂用量一吸光度关系曲线。从中找出适宜的显色剂用量。（3）显色溶液pH的确定表3显色溶液pH实验数据0.1mol/L NaOH 溶液用量（mL）0251020253040溶液pH吸光度A适宜的pH区间在坐标纸上，以pH为横坐标，对应的吸光度值为纵坐标，作pH吸光度 关系曲线。从中找出适宜的pH区间。（4）标准曲线绘制（终体积50mL）表4标准曲线数据铁标准溶液（10gg/mL）1234567加入量（mL）0.00.501.002.503.505.007.00Fe含量（gg）0.05.010.025.035.050.070.0Fe 浓度(mg/L)0.00.100.200.500.701.001.40吸光度A0.0绘制标准曲线。5）水样的测定表5水样中总Fe测定数据总铁水样编号123吸光度AFe含量（gg）(mg/L)平均含量（mg/L）表6水样中Fe2+则定数据总铁水样编号123吸光度AFe含量（gg）(mg/L)平均含量（mg/L）7. 写出实验报告五、注意事项1. 为提高标准曲线的精确程度，可用线性回归法（最小二乘法）确定该曲 线的回归方程：C=aA+b式中C水中被测定物质（Fe2+ ）的浓度或含量（mol/L或mg/L）；A该物质（Fe2+）对应的吸光度值；a一回归系数（回归直线的斜率）；b回归直线的截距。六、思考题1. 本实验中配制铁标准溶液的硫酸亚铁铵是分析纯试剂，显色时为什么还 要加盐酸羟胺？2. 本实验吸取各溶液时，哪些应用移液管或吸量管？哪些可用量筒？为什 么？3. 试根据绘制标准曲线的实验数据，计算回归方程C = aA+b中的a和b。