实验5 分光光度法测定水中总铁

试剂：100.0μg/mL Fe3+标准溶液：吸取 1.000mg/mL Fe3+储备液 10.00mL 于 100mL 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀；10.00μ g/mL Fe3+标准溶液：吸取 100.0μg/mL Fe3+标准溶液 25.00mL 于 250mL 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀；0.15% 1,10-二氮菲水溶液； 10% 盐酸羟胺水溶液（新鲜配制）；1mol/L 乙酸钠溶液。
四、实验步骤 1.吸收曲线的绘制和测量波长的选择 用吸管吸取 10.00μg/mL 标准溶液 10mL 于 50mL 容量瓶中，加入
1mL 10% 盐酸羟胺溶液，摇匀。加入 2mL 0.15% 1,10-二氮菲溶液和 5mL 乙酸钠溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。用 1cm 比色皿，以试 剂空白为参比，在 400～600nm 测量记录吸收光谱曲线，并确定最大 吸收波长λmax。
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（2）选择合适的入射光波长，避免干扰物引入的吸光度误差。 （3）采取合适的参比溶液来抵消其他组分或试剂在测定波长下 的吸收。
三、仪器与试剂 仪器：光珊分光光度计；250mL 容量瓶 1 个，100mL 容量瓶 1 个，
50mL 容量瓶 7 个；25mL、10mL、5mL 吸管各 1 支；10mL 吸量管 1 支； 烧杯；量筒。
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2.标准曲线的绘制 取 5 个 50mL 容量瓶，用吸量管分别加入 10.00μg/mL 铁标准溶
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液 2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL，1mL 10%盐酸羟胺 溶液，2mL 0.15% 1,10-二氮菲溶液，5mL 乙酸钠溶液，用蒸馏水稀 释至刻度，摇匀。在选定波长下（即最大波长），用 1cm 比色皿，以 试剂空白为参比，测定各溶液吸光度。绘制 A-c 标准曲线。
实验 5 分光光度法测定水中总铁
一、实验目的 （1）掌握选择分光光度分析的条件及分光光度测定铁的方法。 （2）掌握分光光度计的性能、结构及其使用方法。
二、实验原理 1,10-二氮菲是测定铁的一种很好的显色剂，在 PH=2～9（一般
维持 pH=5～6）时，与二价铁生成稳定的红色配合物： Fe2+ + 3phen → Fe(phen)32+ 1,10-二氮菲
光电管的作用是什么？使用该仪器时要注意哪些问题？ ①分光光度计由光源、镜子 、光栅、滤光片、样品池、检测
器（打印机）组成； ②用光栅作色散元件获得光的单色性比较好，便于将光信号转
换成电信号；
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③光电管的作用是将光信号转换为电信号； 取用比色皿时，只能捏住比色皿的毛玻璃面，不能碰比色皿的 光学表面。比色皿不能用强碱或者强氧化性的溶液清洗，若比色皿外 附着溶液或者试剂应当用纸将表面的水吸干。不测定时必须将试样室 的盖子打开，以切断光路，延长光电管的使用寿命；若比色皿中的试 液具有挥发性还应塞上塞子。
其中 lgK 稳=21.3，在 510nm 下摩尔吸光系数ε=1.1x104L/(mol·cm)。 用盐酸羟胺将 Fe（Ⅲ）还原为 Fe（Ⅱ），用 1,10-二氮菲作显色
剂，可测定试样中总铁。 本法选择性高，相当于铁量 40 倍的锡（Ⅱ）、铝（Ⅲ）、钙（Ⅱ）、
镁（Ⅱ）、锌（Ⅱ）、硅（Ⅱ）、20 倍的铬（Ⅵ）、钒（Ⅴ）、磷（Ⅴ）， 5 倍的钴（Ⅱ）、镍（Ⅱ）、铜（Ⅱ）不干扰测定。
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重复测量
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（3）试样中铁含量
序号
编号
类型
未知样 1 未知样品 1
品
浓度[μ g/mL]
波长[510.00 Abs
nm]
0.4200 0.075
0.075
六、注意事项 (1)试样和工作曲线测定的实验条件应保持一致，所以最好两者同时 测定； (2)盐酸羟胺易氧化，不易久置。
七、思考题 （1）分光光度计由哪些部件组成？为什么用光栅作色散元件？
3.铁含量的测定 取未知铁溶液 10.00mL 于 50mL 容量瓶中，加入 1mL 10%盐酸羟 胺溶液（还原剂）、2mL 0.15% 1,10-二氮菲溶液（显色剂）和 5mL 乙 酸钠溶液（缓冲剂），用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。在与标准曲线同 样条件下测量其吸光度。 具体操作： （一）光谱扫描：前后两个池子放参比溶液，点击参数设置（符号为 P），修改参数后，点击基线。完成后将前面池子的参比溶液换成配好 的 2μg/mL 溶液，点击开始，完成后点击峰值检出。 （二）定量测量：按照浓度从高到低分别测量，注意：参数设置中选 择重复测量三次，点击开始。最后加入未知溶液，点击未知样品，点 击开始。 五、结果处理 （1）.根据条件实验的数据分别绘制各种变化的曲线，得出最佳 的实验条件。
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曲线如上： 由图可得最大吸收波长为 510.00nm
（2）在此条件下对样品进行定量测量数据记录及标准曲线如下：
序号 编号
类型
浓度[μ g/mL]
波长[510.00 Abs
nm]
标准样品 标准样
1
1
品
2
0.3874 0.3874
标准样品 标准样
2
1.6
0.3056 0.3056
2
品

标准样品 标准样
3
1.2
0.2322 0.2322
3
品
标准样品 标准样
4
0.8
0.1549 0.1549
4
品
5
标准样品 标准样
5
0.4
0.0710 0.0710
5
品
光度模式 曲线评估 曲线方程 方程次数
公式 校正方法
K0 K1 R
单波长法 无
Abs = f(C) 一次
Abs = K1*(C) + K0 浓度法 -0.0081 0.19775 0.9986
（2）实验中为什么要进行各种条件试验？ 进行各种条件实验是因为邻二氮菲本身也会吸收光。所以要排除 邻二氮菲对实验的影响，以测得物质本身的吸光度。应通过空白实验 扣除背景影响。
（3）如果试样中有某种干扰离子，此离子在测定波长处也有吸 收，应如何处理？
试样与其他物质反应改变其吸收波长；对样品进行提纯；还可以 用三波长法，三个波长在干扰物质的光谱上应为一条直线，在三波长 处分别测定混合物的吸光度，可消除干扰组分的影响。
2.显色剂用量 加入过量显色剂，能保证显色反应进行完全，但过量太多，也会 带来副反应，如增加空白溶液的颜色、改变组成等。显色剂的合适用 量可通过实验来确定。由一系列被测元素浓度相同、不同显色剂用量 的溶液分别测其吸光度，作吸光度-显色剂用量曲线，找出曲线平坦 部分，选择一个合适用量即可。 3.有色配合物的稳定性 有色配合物的颜色应当稳定足够的时间，至少应保证在测定过程 中吸收度基本不变，以保证测定结果的准确度。 4.溶液酸度 许多有色物质的颜色随溶液的 PH 而改变，如酸碱指示剂的颜色 与 PH 有关。某些金属离子在酸度较低时会水解，影响测定；另一些 显色剂阴离子在较高 H+浓度下，会与 H+结合而降低显色剂浓度等。选 择合适的酸度，可以在不同 PH 缓冲溶液中加入等量被测离子和显色 剂，测其吸光度 A，在 A-PH 图中寻找合适的 PH 范围。 5.干扰的排除 当被测组分与其他干扰组分共存时，必须采取适当措施排除干 扰。一般采取以下几种措施： （1）利用被测组分与干扰物化学性质的差异，可通过控制酸度、 加掩蔽剂、氧化剂等办法消除干扰。
为了使测定结果有较高的灵敏度和准确度，必须选择适宜的测量 条件，主要包括入射光波波长、显色剂用量、有色溶液的稳定性、溶 液酸度等。
1.入射光波长 为了测定结果有较高的灵敏度，应选择被测物质的最大吸收波长 的光作为入射光。这样，不仅灵敏度高，准确度也好。当有干扰物质
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存在时，不能选择最大吸收波长，可根据“吸收最大，干扰最小”的 原则来选择测定波长。