实验五 邻二氮菲分光光废法测定微量铁的条件试验
一、目的要求
1. 通过本实验学习确定实验条件的方法。
2. 学习721型和722型或其他型号分光光度计的使用方法。
二、基本原理
在可见光分光光度测定中，通常是将被测物质与显色剂反应，使之生成有色
物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质含量。因此，显色反应的完全程度和吸光度的物理测量条件都影响到测定结果的准确性。
显色反应的完全程度取决于介质的酸度、显色剂的用量、反应的温度和时间等因素。在建立分析方法时，需要通过实验确定最佳反应条件。为此，可改变其中一个因素(例如介质的pH值)，暂时固定其它因素，显色后测定相应溶液的吸光度，通过吸光度—pH曲线确定显色反应的适宜酸度范围。其它几个影响因素的适宜值，也可按这一方式分别确定。
本实验以邻二氮菲为显色剂，找出测定微量铁的适宜显色条件，反应式如下：
2+NFe2++3NNFeN3橙红色
三、仪器
1．722型和72l型分光光度计 2．容量瓶 50mL
3．吸量管 1mL，2mL，5mL，10mL
四、试剂
1．铁盐标准溶液 10μg?mL-1（配制方法见实验教材） 2．0.15％邻二氮菲(又称邻菲啰琳)水溶液 3．10％盐酸羟胺水溶液
4．1mol?L-1 NaAc溶液(pH=4～6) 5．0.2mol?L-1 NaOH溶液 6．1mol?L-1 HCl溶液
7．广泛pH试纸和不同范围的精密pH试纸
13
五、实验步骤
1．显色反应时间的影响及有色溶液的稳定性
取2只50mL容量瓶，分别加入0，5.00mL铁标液，分别加入10％盐酸羟胺1mL，摇匀，稍停，再加入NaAc溶液5mL，邻二氮菲溶液2mL，记下稀释至刻度后的时刻(0min)，立即以不含Fe2+离子，但其余试剂用量完全相同的试剂空白作参比，在波长508nm处测定溶液吸光度。然后依次测量放置0、1、3、5、10、30、60、90、120和150min时溶液的吸光度，每次都取原容量瓶中的溶液测定。测量结果填入下表。
放置时间/min 吸光度A 0 1 3 5 10 30 60 90 120 150 2．酸度影响
于8只50mL容量瓶中，然后按下表分别配制溶液再分别用蒸馏水稀释到刻度，摇匀，用1cm比色皿，并以蒸馏水作参比，在波长508nm处测定各溶液的吸光度。并先用广泛pH试纸粗略测定所配制各溶液的pH值，再用精密pH试纸准确测定各溶液的pH值。
容量瓶编号No 铁标准溶液10μg?mL-1 10％盐酸羟胺 1mol?L-1 HCl 0.2mol?L-1 NaOH 0.15％邻二氮菲 pH A 1 5.00 1 1.0 0 2 2 5.00 1 1.0 4.0 2 3 5.00 1 1.0 6.0 2 4 5.00 1 1.0 8.0 2 5 5.00 1 1.0 10.0 2 6 5.00 1 1.0 12.0 2 7 5.00 1 1.0 14.0 2 8 5.00 1 1.0 16.0 2 3．显色剂用量的影响
同理，按下表配制不同显色剂用量的溶液，用蒸馏水分别稀释至刻度，摇匀，放置10min，以蒸馏水为参比溶液，在波长508nm处测量各溶液的吸光度。
容量瓶编号No 铁标准溶液 10％盐酸羟胺 1mol?L-1 NaAc 0.15％邻二氮菲 A 1 5.00 1 5 0 2 5.00 1 5 0.1 3 5.00 1 5 0.2 4 5.00 1 5 0.5 5 5.00 1 5 1.0 6 5.00 1 5 2.0 7 5.00 1 5 3.0 8 5.00 1 5 4.0
六、数据及处理
14
1．根据上列三组数据分别绘制： (1) A—pH曲线(吸光度为纵坐标)； (2) A—VR用量曲线(吸光度为纵坐标)； (3) A—t曲线(吸光度为纵坐标)。
2．从上列三条曲线上确定显色反应适宜的pH值范围、显色剂用量范围和适宜的显色时间范围。
思 考 题
1．根据什么原则从吸光度pH曲线确定显色的适宜pH值范围？如果选择不当，其后果怎样？
2. 在从吸光度-反应时间曲线选定适宜的显色时间范围时，主要应考虑什么问题？如果时间选择过短或过长对测定有何影响?
3. 显色剂用量的选择原则是什么？
实验六 邻二氮菲分光光度法测定微量铁（选作）
一、试验目的
1. 学习722型和721型或其他型号分光光度计的使用方法， 2. 学习绘制吸收光谱曲线的方法。
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、基本原理
邻二氮菲 (简写作Phen)，在pH值为2～9的溶液中，Fe2+离子与邻二氮菲
发生下列显色反应：
Fe2+十3Phen = Fe(Phen)3]2+
生成的橙红色络合物非常稳定，1gK稳=21.3(20℃)，其溶液在508nm处有最大吸收峰，摩尔吸光系数K510＝1.1×104L?cm-1?mol-1，利用上述反应可以测定微量铁。 显色反应的适宜pH值范围很宽(2～9)，酸度过高(pH＜2)反应进行较慢；若酸度过低，Fe2+离子将水解，通常在pH值约为5的NaAc缓冲介质中测定。邻二氮菲与F2+离子反应的选择性很高，相当于含铁量5倍的Co2+、Cu2+离子，20倍量的Cr3+，Mn2+，PO43-，V(Ⅴ)离子，甚至40倍量的A13+，Ca2+，Mg2+，SiO32-，Sn2+和Zn2+离子都不干扰测定。
本实验以盐酸羟胺为还原剂，也可使用抗坏血酸将Fe3+还原为Fe2+。
4Fe3+ +2NH2OH ―→4Fe2+ + 4H+ +H2O
15
利用分光光度法进行定量测定时，一般是选择与被测物质 (或经显色反应后产生的新物质)最大吸收峰相应单色光的波长为测量吸光度的波长。显然，该波长下的摩尔吸光系数ε最大，测定的灵敏度也最高。为了找出物质的最大吸收蜂所在的波长，需测绘有关物质在不同波长单色光照射下的吸光度曲线，即吸收曲线(或称吸收光谱)。
通常采用标准曲线法进行定量测定，即先配制一系列不同浓度的标准溶液，在选定的反应条件下使被测物质显色，测得相应的吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线(或称工作曲线)。另取试液经适当处理后，在与上述相同的条件下显色，由测得的吸光度从标准曲线上求得被测物质的含量。 由于邻二氮菲与Fe2+离子的反应选择性高，显色反应所生成的有色络合物的稳定性好，重现性也好，因此在我国的国家标准 (GB)中，测定钢铁、锡、铅焊料、铅锭等冶金产品和工业硫酸、工业碳酸钠、氧化铝等化工产品中的铁含量，都采用邻二氮菲显色的分光光度法。
三、仪器
1．722型、72l型分光光度计 2．容量瓶 50mL
3．吸量管 1mL，2mL，5mL，10mL
四、试剂
1．铁标准溶液10μg?mL-1 2．0.15％邻二氮菲水溶液 3．10％盐酸羧胺水溶液
4．1mol?L-1 NaAc溶液
五、实验步骤
1．测量Fe2+-Phen吸收曲线
用吸量管吸取10μg?mL-1的铁标准液5.00mL于一只50mL容量瓶中，另一只不加铁标准液，然后分别加入1mL盐酸羟胺溶液，摇匀，再加入5mL NaAc缓冲溶液和2mL邻二氮菲溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀．以1cm比色皿，试剂空白溶液(即上述不加标准铁的溶液)为参比溶液，在分光光度计上，在450～550nm波长区间测定溶液的吸光度随波长的变化。在510nm附近须每隔2nm测量一次。
2．绘制标准曲线
16