分光光度法测定水中总铁

分光光度法测定水中总铁

指导老师：严吉林

实验人：王壮

同组实验：余晓波

实验时间：2016.4.25

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

水合铁离子具有一定的颜色，在浓度不高时，颜色不深，如果直接以该吸收作为定量依据，检测灵敏度低。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：

其lg =21.3K 稳，在510 nm 下摩尔吸光系数41.110/()e L 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。 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

为了使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。当在最大吸收波长处有干扰物质吸收存在时，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。

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，作吸光度一显色剂用量曲线，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。

(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：723型-光栅可见分光光度计；250-mL容量瓶1个，100-mL容量瓶1个，50-mL 容量：7个；25-mL、10-mL、5-mL吸管各1支；10-mL吸量管1支；烧杯；量筒。

试剂：100.0 μg/mL Fe3+标准溶液：吸取1.000 mg/mL Fe3+储备液10.00 mL于50mL 容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀；10.00 μg/mL Fe3+标准溶液：吸取100.0 μg /mL Fe3+标准溶液25.00 mL于250-mL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）；1 mol/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10.00 μg/mL铁标准溶液10 mL于50-mL容量瓶牛，加入1 mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀。加入2 mL 0.15%1,10-二氮菲溶液和5 mL乙酸钠溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。用1-cm比色皿，以试剂空白为参比，在450～550nm，每隔10 nm测量样品的吸光度，在具有最大吸收波长前后各5 nm再进行测量。在所测数据中，挑出具有最高吸光度的波长，定为最大吸收波长λmax。

2. 标准曲线的绘制

取5个50 rnL容量瓶，用吸量管分别加入10.00tig/rnL铁标准溶液2.00 mL、4.00 mL、6.00 mL、8.00 mL、10.00 mL，1 mL 10%盐酸羟胺溶液，2 mL 0.15%1,10-二氮菲溶液，5 mL乙酸钠溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。在选定最大吸收波长λmax下，用1 cm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。

3. 铁含量的测定

取未知铁试样10.00mL于50 mL容量瓶中，加入1 mL 10%盐酸羟胺溶液、2 mL

0.15%1,10-二氮菲溶液和5 mL乙酸钠溶液，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。

五．结果处理

1.根据条件实验的数据分别绘制吸光度随波长变化的曲线，得出最大吸收波长。

2.绘制标准曲线。

3.由未知试样测定结果求出试样中铁含量。

400450500550600

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

A (A b s )nm

图1.吸光度随波长变化的曲线

=512nm

表1.标准溶液浓度和相应的吸光度

图2.标准溶液工作曲线

0.7 1.4 2.10.1

0.2

0.3

0.4

/g ml

μA (A b s )

回归方程：0.20358c+0.00457A =，相关系数20.99982R =，并测得未知铁溶液的吸光度0.1336A =，计算出未知溶液的浓度为0.6338/g ml μ

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，不能久置。

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？光电管的作用是什么？使用该仪器时要注意哪些问题？

答：组成：

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； 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。

2.实验中为什么要进行各种条件试验？

答：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？ 答：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。