分光光度法实验
实验二十五 邻菲啰啉分光光度法测定铁
实验目的
(1)进一步了解朗伯-比尔定律的应用。
(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。 (3)了解分光光度计的构造及使用。 实验原理
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。
在显色前,首先用盐酸羟胺把Fe3+还原为Fe2+:
4 Fe3++2NH2OH═4 Fe2++N2O+H2O+4H+
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Fe2+
水解,影响显色。
Bi3+、Ca2+、Hg2+、Ag+、Zn2+离子与显色剂生成沉淀,Cu2+、Co2+、Ni2+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。 3 仪器和试剂
可见分光光度计,比色管,10mL移液管(有刻度)1支,5mL移液管(有刻度)4支,5mL量筒1个,500mL烧杯1个,洗瓶1个,洗耳球1个,小滤纸,镜头纸。 A液(母液0.1g·L-1):准确称取1.4060g分析纯硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]于200mL烧杯中,加入50.0mL 1mol·L-1HCl,完全溶解后,移入250mL容量瓶中,加去离子水稀释至刻度,摇匀。 B液(0.01g·L-1):准确移取A液25.00mL,置于250mL的容量瓶中,加去离子水稀释至刻度,摇匀,备用。
乙酸-乙酸钠(HAc-NaAc)缓冲溶液(pH=4.6):称取135g分析纯乙酸钠,加入120mL冰乙酸,加水溶解后,稀释至500mL。 10g·L-1的盐酸羟胺水溶液,因不稳定,需临用时配制。 1g·L-1的邻菲罗啉水溶液:先用少许乙醇溶解后,用水稀释,新近配制。 实验步骤 1.条件实验
(1)吸收曲线的绘制和测量波长的选择
用移液管吸取B液5.00mL于25mL比色管中,依次加入①5.0mL HAc~NaAc缓冲溶液、②2.5mL盐酸羟胺、③5.0mL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450~550nm范围内,每隔10nm测量1次吸光度。在峰值附近每间隔5nm测量1次。以波长为横坐标、吸光度为纵坐标绘制吸收曲线,确定最大吸收波长。 (2)显色时间。
移取B液5.00mL于25mL比色管中,依次加入①5.0mL HAc~NaAc缓冲溶液、②2.5mL盐酸羟胺、③5.0mL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,在选择的波长下测量吸光度。然后依次测量放置5min、10min、30min后的吸光度。以时间t为横坐标、吸光度A为纵坐标,绘制A与t的显色时间影响曲线,得出铁与邻菲啰啉显色反应完全所需要的适宜时间。 2. 标准曲线绘制
分别B液0.00、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL于6个25mL比色管中,依次分别加入①5.0mL HAc~NaAc缓冲液、②2.5mL盐酸羟胺、③5.0mL邻菲罗啉溶液,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,放置10min。
按仪器说明书要求,将分光光度计各部分线路接好,光源接10V电压。
按仪器使用说明“操作步骤”的要求,在其最大吸收波长(510nm)下,用1cm的比色皿测得各标准溶液的吸光度,以不含铁的试剂溶液作参比溶液 3. 试样中铁的含量测定
吸取试液10.00mL于25mL比色管,加入①5.0mL HAc~NaAc缓冲液、②2.5mL盐酸羟胺、③5.0mL邻菲罗啉溶液,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,放置10min,仍以不含铁的试剂溶液作参比溶液,于分光光度计上测定吸光度。
实验完毕后,用去离子水将比色皿洗干净,用滤纸、镜头纸吸干水分,放回原处。 实验数据记录与结果:
(1)绘制标准曲线
(2)从标准曲线查出未知液的铁的含量 (3)计算试样中铁的含量
思考题
发色前加入盐酸羟胺的目的是什么?如测定一般铁盐的总铁量,是否需要加入盐酸羟胺?
本实验中哪些试剂加入量的体积要比较准确?哪些试剂则可以不必?为什么?
根据自己的实验数据,计算在最合适波长下邻菲罗啉铁络合物的摩尔吸光系数