实验二 邻二氮菲分光光度法测定铁的含量

一、实验目的

1．掌握邻二氮菲分光光度法测定铁的方法;

2．了解分光光度计的构造、性能及使用方法。

二、实验原理

邻二氮菲（又称邻菲罗啉）是测定微量铁的较好试剂，在pH=2～9的条件下，二价铁离子与试剂生成极稳定的橙红色配合物。配合物的lgK稳＝21.3，摩尔吸光系数?510＝11000 L·mol-1·cm-1。

在显色前，用盐酸羟胺把三价铁离子还原为二价铁离子。

＋4Fe3+＋2NH2OH→4Fe2+ ＋ N2O ＋ 4H＋ H2O

测定时，控制溶液pH＝3较为适宜，酸度高时，反应进行较慢，酸度太低，则二价铁离子水解，影响显色。

用邻二氮菲测定时，有很多元素干扰测定，须预先进行掩蔽或分离，如钴、镍、铜、铅与试剂形成有色配合物；钨、铂、镉、汞与试剂生成沉淀，还有些金属离子如锡、铅、铋则在邻二氮菲铁配合物形成的pH范围内发生水解；因此当这些离子共存时，应注意消除它们的干扰作用。

三、仪器与试剂

1．醋酸 钠：l mol·L-1；

2．氢氧化钠：0.4 mol·L-1；

3．盐 酸：2 mol·L-1；、

4．盐酸羟胺：10％（临时配制）；

5．邻二氮菲（0.1%）：0.lg邻二氮菲溶解在100mL1:1乙醇溶液中。

6．铁标准溶液

(1)10-4mol·L-1铁标准溶液：准确称取0.1961g（NH4）2 Fe（SO4）2·6H20于烧杯中，用2 mol·L-1盐酸15 mL溶解，移至500 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀；再准确稀释10倍成为含铁10 - 4mol·L-l标准溶液。

(2)10 μg·mL-1（即0.01 mg·mL-1）铁标准溶液：准确称取0.3511g（NH4）（SO4）6H202 Fe2·于烧杯中，用2 mol·L-l盐酸15 mL溶解，移入500 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。再准确稀释10倍成为含铁10 ug·mL-1标准溶液。

如以硫酸铁铵NH4Fe(S04)2·12H20配制铁标准浴液，则需标定。

7．仪器 分光光度计及l cm比色皿。

四、实验步骤

1.吸收曲线的绘制 用吸量管准确吸取10-4 mo1·L-l铁标准溶液10 mL，置于50 mL容量瓶中，加人10%盐酸羟胺溶液1 mL，摇匀后加人1mol·L-l醋酸钠溶液5 mL和0.1％邻二氮菲溶液3 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上，用l cm比色皿，以水为参比溶液，用不同的波长，从430～570 nm，每隔20 nm测定一次吸光度，在最大吸收波长处附近多测定几点。然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制出吸收曲线，从吸收曲线上确定进行测定铁的适宜波长（即最大吸收波长）。

2.测定条件的选择

（1）邻二氮菲与铁的配合物的稳定性 用上面溶液继续进行测定，在最大吸收波长510 nm处，从加人显色剂后立即测定一次吸光度，经15min，30 min，45 min，60 min后，各测一次吸光度。以时间（t）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标，绘制A－t曲线，从曲线上判断配合物稳定的情况。

（2）显色剂浓度的影响 取25 mL容量瓶7个，用吸量管准确吸取10-4 mo1·L-1铁标准溶液5 mL于各容量瓶中，加人10％盐酸羟胺溶液1mL摇匀，再加入l mol·L-1醋酸钠5 mL，然后分别加入0.1％邻二氮菲溶液0.3，0.6，1.0，l.5，2.0，3.0和4.0 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上，用适宜波长（510 nm），1 cm比色皿，以水为参比测定不同用量显色剂溶液的吸光度。然后以邻二氮菲试剂加人毫升数为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制A一V曲线，由曲线上确定显色剂最佳加人量。

（3）溶液酸度对配合物的影响 准确吸取10-4 mol·L-l铁标准溶液10 mL，置于100 mL容量瓶中，加人2 mol·L-1盐酸5 mL和10％盐酸羟胺溶液10 mL，摇匀经2 min后，再加人0.1％邻二氮菲溶液30 mL，以水稀释至刻度，摇匀后备用。

取25 mL容量瓶7个，用吸量管分别准确吸取上述溶液10 mL于各容量瓶中，然后在各个容量瓶中，依次用吸量管准确吸取加人0.4 mol·L-1氢氧化钠溶液l.0，2.0，3.0，4.0，6.0，8.0及10.0 mL，以水稀释至刻度，摇匀，使各溶液的pH从小于等于2开始逐步增加至l2以上，测定各溶液的pH值。先用pH为l～14的广泛试纸确定其粗略pH值，然后进一步用精密pH试纸确定其较准确的pH值（采用pH计测量溶液的pH值，误差较小）。同时在分光光度计上，用适当的波长（510 nm）l cm比色皿，以水为参比测定各溶液的吸光度。最后以pH值为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制A－pH曲线，由曲线上确定最适宜的pH范围。

（4）根据上面条件实验的结果，找出邻二氮菲分光光度法测定铁的测定条件并讨论之。

3．铁含量的测定

（1） 标准曲线的绘制 取25 mL容量瓶6个，分别准确吸取的10μg·mL-l铁标准溶液0.0，1.0，2.0，3.0，4.0和5.0 mL于各容量瓶中，各加10％盐酸羟胺溶l mL，摇匀，经2 min后再各加1mol·L-l醋酸钠溶液5 mL和0.1％邻二氮菲溶液3 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上用l cm比色皿，在最大吸收波长（510 nm）处以水为参比测定各溶液的吸光度，以含铁总量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

（2）吸取未知液5 mL，按上述标准曲线相同条件和步骤测定其吸光度。根据未知液吸光度，在标准曲线上查出未知液相对应铁的量，然后计算试样中微量铁的含量，以每升未知液中含铁多少克表示（g·L-1）。

五、数据记录与处理

1． 记录分光光度计型号，比色皿厚度，绘制吸收曲线和标准曲线；

2．计算未知液中铁的含量，以每升未知液中含铁多少克表示（g·L-1）。

六、问题与讨论

1.三价铁离子溶液在显色前加盐酸羟胺的目的是什么？

2.根据自己的实验结果数据，计算在最适宜波长下邻二氮菲与铁配合物的摩尔吸光系数，计算时注意单位换算（实验中所配制溶液的浓度单位为mg·mL-1）。

3.所绘制曲线图均应有结论（即找出最佳值或最佳区间）。

4.注意工作曲线法定量的方式，未知物的定量应用虚线表示。

第二篇：邻二氮菲分光光度法测定铁的含量

实验二 邻二氮菲分光光度法测定铁的含量

一、实验目的

1．掌握邻二氮菲分光光度法测定铁的方法;

2．了解分光光度计的构造、性能及使用方法。

二、实验原理

邻二氮菲（又称邻菲罗啉）是测定微量铁的较好试剂，在pH=2～9的条件下，二价铁离子与试剂生成极稳定的橙红色配合物。配合物的lgK稳＝21.3，摩

尔吸光系数?510＝11000 L·mol-1·cm-1。

在显色前，用盐酸羟胺把三价铁离子还原为二价铁离子。

4Fe3+＋2NH2OH→4Fe2+ ＋ N2O ＋ 4H＋＋ H2O

测定时，控制溶液pH＝3较为适宜，酸度高时，反应进行较慢，酸度太低，则二价铁离子水解，影响显色。

用邻二氮菲测定时，有很多元素干扰测定，须预先进行掩蔽或分离，如钴、镍、铜、铅与试剂形成有色配合物；钨、铂、镉、汞与试剂生成沉淀，还有些金属离子如锡、铅、铋则在邻二氮菲铁配合物形成的pH范围内发生水解；因此当这些离子共存时，应注意消除它们的干扰作用。

三、仪器与试剂

1．醋酸 钠：l mol·L-1；

2．氢氧化钠：0.4 mol·L-1；

3．盐 酸：2 mol·L-1；、

4．盐酸羟胺：10％（临时配制）；

5．邻二氮菲（0.1%）：0.lg邻二氮菲溶解在100mL1:1乙醇溶液中。

6．铁标准溶液

(1)10-4mol·L-1铁标准溶液：准确称取0.1961g（NH4）2 Fe（SO4）2·6H20于烧杯中，用2 mol·L-1盐酸15 mL溶解，移至500 mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀；再准确稀释10倍成为含铁10 - 4mol·L-l标准溶液。

(2)10 μg·mL-1（即0.01 mg·mL-1）铁标准溶液：准确称取0.3511g（NH4）2 Fe（SO4）2·6H20于烧杯中，用2 mol·L-l盐酸15 mL溶解，移入500 mL容量瓶中，

以水稀释至刻度，摇匀。再准确稀释10倍成为含铁10 ug·mL-1标准溶液。

如以硫酸铁铵NH4Fe(S04)2·12H20配制铁标准浴液，则需标定。

7．仪器 分光光度计及l cm比色皿。

四、实验步骤

1.吸收曲线的绘制 用吸量管准确吸取10-4 mo1·L-l铁标准溶液10 mL，置于50 mL容量瓶中，加人10%盐酸羟胺溶液1 mL，摇匀后加人1mol·L-l醋酸钠溶液5 mL和0.1％邻二氮菲溶液3 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上，用l cm比色皿，以水为参比溶液，用不同的波长，从430～570 nm，每隔20 nm测定一次吸光度，在最大吸收波长处附近多测定几点。然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制出吸收曲线，从吸收曲线上确定进行测定铁的适宜波长（即最大吸收波长）。

2.测定条件的选择

（1）邻二氮菲与铁的配合物的稳定性 用上面溶液继续进行测定，在最大吸收波长510 nm处，从加人显色剂后立即测定一次吸光度，经15min，30 min，45 min，60 min后，各测一次吸光度。以时间（t）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标，绘制A－t曲线，从曲线上判断配合物稳定的情况。

（2）显色剂浓度的影响 取25 mL容量瓶7个，用吸量管准确吸取10-4 mo1·L-1铁标准溶液5 mL于各容量瓶中，加人10％盐酸羟胺溶液1mL摇匀，再加入l mol·L-1醋酸钠5 mL，然后分别加入0.1％邻二氮菲溶液0.3，0.6，1.0，l.5，2.0，3.0和4.0 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上，用适宜波长（510 nm），1 cm比色皿，以水为参比测定不同用量显色剂溶液的吸光度。然后以邻二氮菲试剂加人毫升数为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制A一V曲线，由曲线上确定显色剂最佳加人量。

（3）溶液酸度对配合物的影响 准确吸取10-4 mol·L-l铁标准溶液10 mL，置于100 mL容量瓶中，加人2 mol·L-1盐酸5 mL和10％盐酸羟胺溶液10 mL，摇匀经2 min后，再加人0.1％邻二氮菲溶液30 mL，以水稀释至刻度，摇匀后备用。

取25 mL容量瓶7个，用吸量管分别准确吸取上述溶液10 mL于各容量瓶中，然后在各个容量瓶中，依次用吸量管准确吸取加人0.4 mol·L-1氢氧化钠溶液

l.0，2.0，3.0，4.0，6.0，8.0及10.0 mL，以水稀释至刻度，摇匀，使各溶液的pH从小于等于2开始逐步增加至l2以上，测定各溶液的pH值。先用pH为l～14的广泛试纸确定其粗略pH值，然后进一步用精密pH试纸确定其较准确的pH值（采用pH计测量溶液的pH值，误差较小）。同时在分光光度计上，用适当的波长（510 nm）l cm比色皿，以水为参比测定各溶液的吸光度。最后以pH值为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制A－pH曲线，由曲线上确定最适宜的pH范围。

（4）根据上面条件实验的结果，找出邻二氮菲分光光度法测定铁的测定条件并讨论之。

3．铁含量的测定

（1） 标准曲线的绘制 取25 mL容量瓶6个，分别准确吸取的10μg·mL-l铁标准溶液0.0，1.0，2.0，3.0，4.0和5.0 mL于各容量瓶中，各加10％盐酸羟胺溶l mL，摇匀，经2 min后再各加1mol·L-l醋酸钠溶液5 mL和0.1％邻二氮菲溶液3 mL，以水稀释至刻度，摇匀。在分光光度计上用l cm比色皿，在最大吸收波长（510 nm）处以水为参比测定各溶液的吸光度，以含铁总量为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。

（2）吸取未知液5 mL，按上述标准曲线相同条件和步骤测定其吸光度。根据未知液吸光度，在标准曲线上查出未知液相对应铁的量，然后计算试样中微量铁的含量，以每升未知液中含铁多少克表示（g·L-1）。

五、数据记录与处理

1．记录分光光度计型号，比色皿厚度，绘制吸收曲线和标准曲线；

2．计算未知液中铁的含量，以每升未知液中含铁多少克表示（g·L-1）。