13 邻二氮菲吸光光度法测定铁

实验十三 邻二氮菲吸光光度法测定铁

一、实验目的

1．掌握光度法测定铁的原理及方法 2．学会722分光光度计的正确使用。 3．学习如何选择吸光光度分析的实验条件。 二、实验原理

邻二氮菲(phen)是测定微量铁的较好试剂。在pH＝2～9 的溶液中，试剂与Fe生成稳定的红色配合物，其lgK形＝21.3， 摩尔吸光系数ε = 1.1×10L mol cm，其反应式如下：

Fe + 3(phen) === Fe(phen)3

红色配合物的最大吸收峰在510nm波长处。当铁为+3价时，可用盐酸羟胺还原， 本方法的选择性很高，相当于含铁量40倍的Sn、Al、Ca、Mg、Zn、SiO3，20倍Cr、Mn、V(V)、PO4，5倍Co、Cu等均不干扰测定。

吸光光度法的实验条件，如测量波长、溶液酸度、显色剂用量等，都是通过实验来确定的。本实验在测定试样中铁 含量之前，先做部分条件试验，以便初学者掌握确定实验条件的方法。

条件试验的简单方法是：变动某实验条件，固定其余条件，测得一系列吸光度值， 绘制吸光度-某实验条件的曲线，根据曲线确定某实验条件的适宜值或适宜范围。

三、仪器与试剂 1．仪器

722型分光光度计、酸度计、容量瓶（50mL）、吸量管（5mL，10mL）等。 2．试剂

（1）铁标准溶液

准确称取0.176纯硫酸亚铁铵（FeSO4 ·(NH4)2 SO4·6H2O）于小烧杯中，加水溶解，加入6mol∕L HCl溶液5mL，定量转移至250mL容量瓶中稀释至刻度，摇匀。所得溶液每毫升含铁0.100 mg（即100ug/mL）。

（2）0.15％邻二氮菲（又称邻菲咯琳）水溶液：

称取1.5g邻二氮菲，先用5～10mL 95％乙醇溶解，再用蒸馏水稀释到1000mL。 （3）10％盐酸羟胺水溶液（新鲜配制）； （4）HAc－NaAc缓冲溶液（pH＝4.6）：

称取136g醋酸钠（CH3COONa·3H2O），加60 mL冰醋酸，加水溶解后，稀释到1000mL。

3-2+

2+

2+

3+

2+

2+

2+

2-3+

2+

2+

4

-1

-1

2+

（5）1mol∕L NaOH溶液 （6）6mol∕L NaOH溶液 四、实验步骤 (一)实验条件的选择

1．吸收曲线的制作和测量波长的选择：

用吸量管吸取0.0，1.0mL铁标准溶液（100μg/ml），分别注入两个50mL比色管中，各加入1mL盐酸羟胺溶液，2mL邻二氮菲，5mL NaAc，用水稀释至刻度，摇匀。放置10min后，用1cm比色皿，以试剂空白（即0.0mL铁标准溶液）为参比溶液，在440～560nm之间，每隔10nm测一次吸光度，在最大吸收峰附近，每隔5nm测定一次吸光度。在坐标纸上，以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A和λ关系的吸收曲线。从吸收曲线上选择测定Fe的适宜波长，一般选用最大吸收波长λmax

2．酸度影响

于8只50 mL容量瓶（或比色皿）中，用刻度移液管各加入1.0 mL 100μg/ml的铁标准溶液，再加入1 mL盐酸羟胺溶液和2mL邻二氮菲溶液，摇匀。然后分别加入NaOH溶液0.0 mL、0.2 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL、3.0 mL。用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。放置10 min后分别测定各溶液的pH值和吸光度。

吸光度测定条件为：1cm比色皿，蒸馏水作参比，测定波长为λmax。 3．显色剂用量的影响

取7个50 mL容量瓶（或比色皿），依次加入1.0 mL 100μg/ml的铁标准溶液，1mL盐酸羟胺溶液摇匀。再分别加入邻二氮菲溶液0.1 mL、0.3 mL、0.5 mL、0.8 mL、1.0 mL、2.0 mL、4.0 mL和5.0ml的NaAc，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。放置10 min后测定各溶液的吸光度。

吸光度测定条件为：1cm比色皿，以蒸馏水作参比，测定波长为λmax。 （二）铁含量的测定 1．标准曲线的制作：

用移液管吸取100μg·mL铁标准溶液10mL于100mL容量瓶中，加入2mL 6mol·L的HCl，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液每毫升含Fe 10μg

3+

-1

-1

在6个50mL容量平（或比色管）中，用吸量管分别加入0.0, 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0mL 10μg·mL铁标准溶液，分别加入1mL盐酸羟胺，2mL Phen，5mL NaAc溶液，每加一种试剂后摇匀。然后，用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。用1cm比色皿，以试剂为空白（即0.0mL铁

-1

标准溶液），在所选择的波长下，测量各溶液的吸光度。以含铁量为横坐标，吸光度A为纵坐标，

用绘制的标准曲线，重新查出相应铁浓度的吸光度，计算Fe－Phen络合物的摩尔吸光系数 2．试样中铁的测定

准确吸取适量试液于50ml比色管中，按标准曲线的制作步骤，加入各种试剂，测量吸光度。从标准曲线上查出和计算试液中铁的含量（μg·mL）。

五、数据记录与处理 1．绘制A-λ，得出λ

max

-1

2+

2．绘制A-pH，得出最佳pH范围

3．绘制A-Vphen，得出phen最佳使用体积

4．绘制工作曲线，从工作曲线上找出未知试样的含量，并计算水样中的铁含量（μg·mL） 六、思考题

1．本实验量取各种试剂时应分别采取何种量器较为合适？为什么？

答：本实验所用的溶液量都比较少，用移液管或吸量管比较合适。标准铁试样的量取要特别准确，而其他的试剂，如phen、NaAc等，都为过量，相对要求不是很严格。

2

答：绘制出工作曲线

（1）用吸光光度法测定水样中的全铁（总铁）含量：取试样适量，加入1mL盐酸羟胺，2mL Phen，5mL NaAc溶液，每加一种试剂后摇匀。然后，用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。用1cm比色皿，以试剂为空白（即0.0mL铁标准溶液），在所选择的波长下，测量该溶液的吸光度。

（2）用吸光光度法测定水样亚铁的含量：加入2mL Phen，5mL NaAc溶液，每加一种试剂后摇匀。然后，用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。用1cm比色皿，以试剂为空白（即0.0mL铁标准溶液），在所选择的波长下，测量该溶液的吸光度。

最后根据工作曲线上得出水样中的全铁（总铁）和亚铁的含量。 七、注意事项

1．不能颠倒各种试剂的加入顺序。 2．每改变一次波长必须重新调零

3．读数据时要注意A和T所对应的数据。 4．最佳波长选择好后不要再改变。

-1

5．每次测定前要注意调满刻度。

6．实验报告中要进行数据记录，并进行处理，最后要得出结论。