讲稿9 分光光度法测定水样中铁的含量

实验九 分光光度法测定水样中铁的含量

一、实验目的

1、了解利用可见分光光度法进行定量分析的原理和方法； 2、初步掌握分光光度计的使用方法，学习测绘溶液的吸光度； 3、掌握利用标准曲线法进行定量分析的操作与数据处理方法。 二、实验原理

邻二氮菲(邻菲罗啉，phen)和Fe2+在pH为3-9的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合物Fe(phen) 32+，其lgK=21.3，κ508=1.1 × 104L·mol-1·cm-1。

邻菲罗啉 + Fe2+ → [邻菲罗啉-Fe2+]络合物

（无色） （橙红色）

铁含量在0.1～6μg·mL-1范围内遵守Lambert-Beer定律：

A= εbc=K·c

其吸收曲线如下图所示。

邻菲罗啉---铁(Ⅱ)的吸收曲线

显色前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将Fe3+全部还原为Fe2+，然后再加入邻二氮菲，并调节溶液酸度至适宜的显色酸度范围。有关反应如下：

2Fe3++2NH2OH·HC1＝2Fe2++N2↑+2H2O+4H++2Cl-

用分光光度法测定物质的含量，一般采用标准曲线法，即配制一系列浓度的标准溶液，在实验条件下依次用分光光度计测量各标准溶液的吸光度(A)，以溶

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液的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。在同样实验条件下，测定待测溶液的吸光度，根据测得吸光度值从标准曲线上查出相应的浓度值，即可计算试样中被测物质的质量浓度。 三、实验仪器与试剂

电子天平，容量瓶（25ml×7，或用比色管代替）, 刻度移液管（1ml，2ml，5ml，10ml×2），752 型分光光度计，1 cm玻璃比色皿，滴管；2mmol/L铁标准溶液，待测含铁水样，1.5mol/L盐酸羟胺溶液，8mmol/L邻二氮菲溶液，1.0 mol/L醋酸钠溶液，蒸馏水。 四、实验内容与步骤

1、标准Fe2+溶液系列及待测溶液的配制

按表1所示，在编号为1-7的50 mL容量瓶（或比色管）中分别按照表1的数据加入铁标准溶液或待测水样，然后分别加入1.00 mL 1.5mol/L盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min，再各加入2.00 mL 8mmol/L邻菲罗啉溶液、5.00 mL 1.0 mol/L乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。

表1 标准系列溶液和样品液的配制

实验序号 标准Fe2+溶液/ml 待测水样/ml 盐酸羟胺/ml 邻菲罗啉/ml 醋酸钠/ml V总(稀释) c稀释(Fe2+)/mmol·L-1 1 0 0 1.00 2.00 2.00 25.00 2 0.40 0 1.00 2.00 2.00 25.00 3 0.80 0 1.00 2.00 2.00 25.00 4 1.20 0 1.00 2.00 2.00 25.00 5 1.60 0 1.00 2.00 2.00 25.00 6 2.00 0 1.00 2.00 2.00 25.00 7 0 10.00 1.00 2.00 2.00 25.00 2、吸光度A的测定（分光光度计的使用参照后附说明）

选择最大吸收光波长λmax=510nm为入射光波长，以试剂空白溶液(1号)为参比溶液，用1 cm比色皿作吸收池，在分光光度计上测出所配一系列标准溶液的吸光度。

3、标准曲线的测绘

在坐标纸上，以铁标准溶液的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制

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标准曲线。

4、待测含铁水样中铁含量的测定

按照同标准曲线系列溶液相同的条件，测量待测水样的吸光度，由标准曲线计算试样中铁的含量。 五、实验注意事项

1、分光光度计测量前应预热30min； 2、仪器操作应在教师指导下进行； 3、手拿比色杯的粗糙面；

4、本实验的试剂加入顺序不能随意改变； 5、反应时间应严格控制足够长，保证反应完全； 6、测定顺序是从稀到浓。 六、实验思考讨论

1、根据有关实验数据，计算邻二氮菲-Fe(Ⅱ)络合物在选定波长下的摩尔吸收系数。

2、在有关条件实验中，均以水为参比，为什么在测绘标准曲线和测定试液时，要以试剂空白溶液为参比?

附：722S型可见分光光度计的使用说明

一、仪器的基本操作 1、测定溶液的透射比

①预热 → ②设定波长 → ③置参比样品和待测样品 →④置0%（T）→ ⑤置100% （T）→ ⑥选择透射比操作模式→ ⑦拉动拉杆，使待测样品进入光路 → ⑧记录测试数据

2、测定溶液的吸光度 ①预热 → 30min

②设定波长 → 最大吸收波长λmax（吸光度值一般选在0.2～0.7之间) ③置参比样品和待测样品 →拿粗糙面、润2-3次、 装2/3-3/4 、吸水纸擦干 ④置0%（T）→ T模式、开盖或用黑体 ⑤置100% （T）→T模式、参比 ⑥选择吸光度操作模式→ mode（模式） ⑦拉动拉杆，使待测样品进入光路 → ⑧记录测试数据

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二、吸收池的使用 ①吸收池要配对使用，因为相同规格的吸收池仍有或多或少的差异，致使光通过比色溶液时，吸收情况将有所不同。

②注意保护吸收池的透光面，拿取时，手指应捏住其毛玻璃的两面，以免沾污或磨损透光面。

③在已配对的吸收池上，于毛玻璃面上做好记号，使其中一只专置参比溶液，另一只专置试液。同时还应注意吸收池放入吸收池槽架时应有固定朝向。

④如果试液是易挥发的有机溶剂，则应加盖后，放入比色皿槽架上。 ⑤凡含有腐蚀玻璃的物质的溶液，不得长时间盛放在吸收池中。 ⑥倒入溶液前，应先用该溶液淋洗内壁三次，倒入量不可过多，以吸收池高度的2/3-3/4为宜。

⑦每次使用完毕后，应用蒸馏水仔细淋洗，并以吸水性好的软纸吸干外壁水珠，放回吸收池盒内。

⑧不能用强碱或强氧化剂浸洗比色皿，而应用稀盐酸或有机溶剂，再用水洗涤，最后用蒸馏水淋洗三次。

⑨不得在火焰或电炉上进行加热或烘烤吸收池。 ⑩若发现吸收池被沾污时，可以用洗液清洗，也可用20W的玻璃仪器清洗超声波清洗半小时，一般都能解决问题。

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