实验二十四　邻菲罗啉分光光度法测定铁

1 实验目的

1.1 进一步了解朗伯-比尔定律的应用。

1.2 学会邻菲罗啉分光光度法测定铁的方法和正确绘制邻菲罗啉-铁的标准曲线。

1.3 了解分光光度计的构造及使用。

2 实验原理

邻菲罗啉（又称邻二氮杂菲）是测定微量铁的一种较好试剂，其结构如下：

                                                            

在pH=1.5～9.5的条件下，Fe²⁺与邻菲罗啉生成很稳定的橙红色的络合物，反应式如下：

                                      

此络合物的logK_稳=21.3，ε=11000。

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邻菲罗啉分光光度法测定铁

中文名称: 1,10-菲罗啉 [1]

中文别名： 邻菲罗啉 又叫邻二氮菲

英文名称： 1,10-Phenanthroline monohydrate

英文别名： 1,10-Phenanthroline hydrate

CAS号： 5144-89-8

分子式： C12H8N2.H2O

分子量： 180.21

分子结构：

1,10-phenanthroline

危险品标志: T N 说明 风险术语： R25; R50/53; 说明 安全术语： S45; S60; S61

主要用途：邻菲罗啉与亚铁离子在PH2~9的条件下生成桔红色络合物，然后用分光光度法测定铁含量。 物理化学性质：一水合物为白色结晶性粉末。熔点93-94℃，无水物熔点为117℃，溶于300份水，70份苯，溶于醇和丙酮。

能与多种过渡金属形成配合物，由于形成的配合物为螯合物，所以较为稳定。与铜形成的配合物及其衍生物因为对DNA有一定的切割活性，可以用作非氧化性核酸切割酶，进而有一定的抗癌活性。

实验原理

2+2+邻二氮菲(phen)和Fe在pH3～9的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合物Fe(phen) 其lgK=21.3，ε508=1.1 3，

4-1-1-1× 10L·mol·cm，铁含量在0.1～6μg·mL范围内遵守比尔定律。其吸收曲线如图所示。显色前需用盐

3+2+酸羟胺或抗坏血酸将Fe全部还原为Fe，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++2C1

测定时，控制溶液酸度在pH=2～9较适宜，酸度过高，反应速度慢，酸度太低，则Fe水解，影响显色。 Bi、Ca、Hg、Ag、Zn离子与显色剂生成沉淀，Cu、Co、Ni离子则形成有色络合物，因此当这些离子共存时应注意它们的干扰作用。

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邻菲罗啉分光光度法测定铁

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铁的测定（邻菲罗啉分光光度法）

1 量程

亚铁离子含量为5µg/L -200µg/L水样的测定。 

2 仪器

上海欣茂723C可见分光光度计，波长510nm，配有100mm比色皿。

3 概要 

先将高铁用盐酸羟胺还原成亚铁。在pH为4~5的条件下，亚铁与邻菲罗啉生成浅红色络合物。  

4 试剂 

4.1 10%盐酸羟胺溶液（重/容）：称取10g盐酸羟胺，加入少量高纯水，待溶解后用高纯水稀释至100ml，摇匀并贮于棕色瓶中，塞紧瓶塞。

 4.2 0.1%邻菲罗啉溶液（重/容）：称取1g邻菲罗啉（C12H8N2·H2O）溶于100ml无水乙醇中，用高纯水稀释至1L，摇匀，贮于棕色瓶中，并在暗处保存。

 4.3 乙酸-乙酸铵缓冲液：称取100g乙酸铵溶于100ml高纯水中，加200ml冰乙酸，用高纯水稀释至1L，摇匀后贮存。 

4.4 铁工作溶液（1ml含1μgFe）：取铁标准溶液（1ml含100μg）10.00ml，注入1L容量瓶中，用高纯水稀释至刻度（使用时配制）。

 4.5 浓盐酸（优级纯）。

 4.6 浓氨水。 

4.7氨水（1+1）。

4.8 刚果红试纸：试纸切成约4mm×4mm的小方块。

 5分析步骤 

5.1 工作曲线的绘制： 

5.1.1 按表1量取一定量亚铁标准溶液（1mL含1µg Fe2+），分别注入一组50mL容量瓶中，加水稀释至30mL左右。

表1  铁工作液配制

5.1.2将配制好的标准溶液分别移入一组编号相对应的100或150ml锥形瓶或同样容积的烧杯中，各加入1ml浓盐酸，加热浓缩至体积略小于25ml。冷却至30℃左右，加入1ml盐酸羟胺溶液，摇匀，静置5min，加入5ml0.1%邻菲罗啉溶液，摇匀后每个锥形瓶中各加入一小块刚果红试纸，慢慢滴加氨水调节PH至3.8～4.1，使刚果红试纸恰由蓝色转变为紫色，然后依次加入5ml乙酸-乙酸铵缓冲液。摇匀后移入原50ml容量瓶中，用高纯水稀释至刻度。在723C型分光光度计上，用波长510nm，100mm长比色皿，以高纯水为参比测定吸光度。 

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一、实验目的：

了解朗伯-比尔定律的应用，掌握邻二氮菲法测定铁的原理；了解分光光度计的构造；掌握分光光度计的正确使用方法；学会吸收曲线的绘制和样品的测定原理。

二、实验原理

 邻菲啰啉是测定微量铁的较好试剂。在pH＝2～9 的条件下，邻菲啰啉与Fe²⁺生成稳定的橙红色配合物，其反应式如下：

                 

Fe³⁺能与领二氮菲生成淡蓝色配合物（不稳定），故显色前加入还原剂：盐酸羟胺使其还原为Fe²⁺。^。

三、仪器及试剂

紫外可见分光光度计、铁标准溶液：含铁0.01mg/mL、0.1%邻菲罗啉水溶液、10%盐酸羟胺水溶液、1mol/lNaAc缓冲溶液（pH4.6）。

四、实验步骤

1．吸收曲线的绘制和测量波长的选择

 吸取0.0mL和6.0mL 铁标准溶液分别注入两个50 mL容量瓶中，依次加入5mlNaAc溶液，2.5ml盐酸羟胺溶液，5ml邻菲罗啉溶液，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440~560nm之间，每隔0.5nm测吸光度。然后以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制吸收曲线，找出最大吸收波长。

2、标准曲线的绘制 

 分别吸取铁的标准溶液0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ml于6只50ml容量瓶中，依次分别加入5ml醋酸－醋酸钠缓冲溶液，2.5ml盐酸羟胺溶液，5ml邻菲罗啉溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置10分钟，在其最大吸收波长下，用1cm比色皿，以试剂溶液为空白，测定各溶液的吸光度，以铁含量(mg/50ml)为横坐标，溶液相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

五、实验记录及数据处理

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Ρ=[c X 25]/Vx

25ml比色管

分光光度计，吸收池，酸度计

具塞玻璃比色管

分光光度计的光学原理：朗伯-比尔定律

即在一定条件下，物质的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比

原理:在酸度为ph3~9的溶液中，fe2+可与邻菲罗啉发生反应生成橘红色配合物。该配合物十分稳定，在一定浓度范围内，吸光度与亚铁离子浓度呈直线关系，符合比尔定律。Fe3+也可与邻菲罗啉反应生成淡蓝色配合物，若样品中含有三价铁离子，可与先用盐酸羟胺将其还原为fe2+，然后进行测定，此时测定的是总铁含量。

由于显色反应通常会受到多种因素的影响,如 显色剂加入量的合适范围,显色时间,溶液的酸度,反应温度等.因此,为了获得最佳的测定方案,必须对影响显色反应的各种因素进行试验.

酸度过高，反应速度慢，酸度太低fe2+水解，影响显色。

波长 由绘制的吸收曲线可知，在波长为510nm处有最大的吸收度，因此后面的实验所采用的波长均为510nm

取样少，分析快，简便，准确和灵敏度高的优点

开盖调0，关盖调百

用手捏比色皿毛玻璃棉

30min 510nm

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一、实验目的：

1．了解朗伯-比尔定律的应用，掌握邻二氮菲法测定铁的原理；

2．了解TU1901分光光度计的构造；

3．掌握TU1901分光光度计的正确使用；

4．学会吸收曲线的绘制和样品的测定原理。

二、实验原理

 邻菲啰啉是测定微量铁的较好试剂。在pH＝2～9 的条件下，邻菲啰啉与Fe²⁺生成稳定的橙红色配合物，其lgK_形＝21.3，摩尔吸光系数ε₅₁₀ = 1.1×10⁴，其反应式如下：

                 

 本方法的选择性很高，相当于含铁量40倍的Sn²⁺、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、SiO₃^2-，20倍Cr³⁺、Mn²⁺、V(V)、PO₄^3-，5倍Co²⁺、Cu²⁺等均不干扰测定。

    显色前首先用盐酸羟胺把Fe³⁺还原为Fe²⁺。

4 Fe³⁺ + 2NH₂OH = 4 Fe²⁺ + N₂O + H₂O + 4H⁺

三、仪器及试剂

1. TU1901紫外可见分光光度计

2、铁标准溶液：含铁0.01mg/mL。

3、0.1%邻菲罗啉水溶液；

   4、1%盐酸羟胺水溶液；

   5、醋酸-醋酸钠缓冲溶液（pH4.6）：

四、实验步骤

1．吸收曲线的绘制和测量波长的选择

 吸取0.0mL和6.0mL 铁标准溶液分别注入两个50 mL容量瓶中，依次加入5ml醋酸-醋酸钠缓冲溶液，2.5ml盐酸羟胺溶液，5ml邻菲罗啉溶液，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440~560nm之间，每隔0.5nm测吸光度。然后以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制吸收曲线，找出最大吸收波长。

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