鄰二氮菲分光光度法測定鐵
發布時間：2017-09-01
1、實驗目的
(1)掌握研究顯色反應的一般方法。
(2)測定未知試樣中的鐵含量。
2、實驗原理
用分光光度法測定無機離子時，通常需用顯色劑生成有色絡合物，然后進行分光光度測定。在這過程中，必須考慮下列因素。
(1)顯色劑和有色絡合物的吸收光譜能否滿足分光光度測定的要求?一般二者的吸收光譜λmax應相距60nm以上。
(2)為使顯色反應進行完全，必須確定合適的顯色劑用量。不同的顯色反應，有色絡合物達到穩定的時間和維持穩定的時間各不相同。因此，需研究顯色劑用量、顯色時間、有色絡合物穩定時間的影響。
(3)研究溶液的pH值對顯色反應的影響。顯色劑一般為有機弱酸，溶液酸度大小影響顯色劑的離解和金屬離子的狀態，進而影響有色絡合物的生成和穩定性，顯色反應一般在室溫下就能進行完全，但有時則需加熱，這時就需要研究溫度的影響。
(4)溶液中存在多種金屬離子時，需要研究干擾離子的影響和消除方法。
用于鐵的顯色劑很多，其中鄰二氮菲是測定微量鐵的一種較好的顯色劑。鄰二氮菲又稱鄰菲羅啉，它是測定Fe2+的一種高靈敏和高選擇性試劑，與Fe2+生成穩定的橙色絡合物，絡合物的摩爾吸收系數為1.1×104L／(mol?cm)，pH值為2～9，顏色深度與酸度無關。在還原劑存在下，顏色可保持幾個月不變。F3+與鄰二氮菲生成淡藍色絡合物，在進行分光光度測定之前，需用鹽酸羥胺將Fe3+還原成Fe2+。方法的選擇性很好，應用很廣。
3、儀器和試劑
儀器：島津UV-2100紫外-可見分光光度計；
pH計；
容量瓶：25mL 10個；
移液管：lmL 2支，其中一支用于移取鐵標準溶液，另一支用于移取鹽酸羥胺溶液；
移液管：2mL 1支，用于移取鄰二氮菲溶液；
移液管：5mL 1支，用于移取醋酸鈉溶液；
堿式滴定管(25mL)1支，用于氫氧化鈉溶液。
試劑：鐵標準溶液(100.Oμg／mL)：準確稱取0.8634g NH4Fe(SO4)2?12H2O，置于燒杯中，加入20mL HCI(1∶1)和少量水，溶解后轉移至1L容量瓶中用水稀至刻度，搖勻。
鹽酸羥胺溶液10％(兩周內有效)。
鄰二氮菲溶液0.15％：先用少量乙醇溶解，再用水稀釋至所需濃摩(避光保存，兩周內有效)。
醋酸鈉溶液1.0 mol／L。
氫氧化鈉溶液0.1 mol／L。
未知濃度的鐵溶液。
4、實驗內容與步驟
(1)繪制吸收曲線
取2個25mL容量瓶，其中一個加入0.3mL鐵標準溶液，然后在2個容量瓶中各加入0.5mL鹽酸羥胺溶液，搖勻，放置約2min。各加入1.OmL鄰二氮菲溶液和2.5mL醋酸鈉溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。用水作參比溶液，分別繪制上述兩種溶液的吸收曲線。再用不含鐵的試劑溶液作參比溶液，繪制有色絡合物的吸收光譜。比較上述3種吸收光譜，選取合適的測定波長。
(2)穩定性試驗
在25mL容量瓶中，用上述方法配制含鐵有機絡合物溶液和試劑溶液，迅速搖勻，放置約2min，用1cm吸收池，以不含鐵的試劑溶液作參比溶液，在選定的λmax下測定吸光度，記下吸光度和時間。間隔2，5，10，30，60，120min測定一次，記下相應的吸光度數值。
(3)顯色劑用量試驗
在8個25mL容量瓶中，加入O.30mL鐵標準溶液，O.5mL鹽酸羥胺溶液，然后分別加入鄰二氮菲溶液0，O.1，0.3，0.5，0.7，1.0，1.5和2.OmL。最后在各瓶中加入2.5mL醋酸鈉溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。用1cm吸收池，以不含顯色劑的溶液作參比溶液，在選定的λmax下測定吸光度，記下各吸光度值。
(4)pH值的影響
在7個25mL容量瓶中，加入0.3mL鐵標準溶液，0.5mL鹽酸羥胺溶液，1.OmL鄰二氮菲溶液，然后用滴定管依次加入0，2.5，5.0，7.5，10.O，12.5，15.OmL氫氧化鈉溶液，用水稀釋至刻度，搖勻。用pH計測定以上溶液的pH值，記下其數值。再用1cm吸收池，以水作參比溶液，在選定的波長下測定吸光度，記下吸光度值。
(5)測定不同濃度鐵的吸光度
在6個容量瓶中，分別加入O.5mL鹽酸羥胺溶液，1.OmL鄰二氮菲溶液，2.5mL醋酸鈉溶液，然后依次加入鐵標準溶液O，O.2，O.4，O.6，O.8，1.OmL，用水稀釋至刻度，搖勻。用1cm吸收池，以不含鐵的試劑溶液作參比溶液，在選定波長下測定各瓶的吸光度，記下各吸光度值。
(6)未知試樣溶液的測定
在3個25mL容量瓶中，分別加入2.5mL未知濃度的含鐵溶液，按實驗內容5的方法配制溶液，測定吸光度，記下其數值。
5、注意事項
(1)為使鹽酸羥胺將Fe3+→Fe2+的反應進行完全，放置時間應不小于2min。
(2)在考察同一因素對顯色反應的影響時，應保持儀器的測定條件(例如光譜帶通、掃描速度等)不變。
6、數據處理
(1)從實驗內容1的吸收曲線中，選取測定有色絡合物的λmax。
(2)繪制有色絡合物的顯色劑用量曲線、穩定曲線和pH值影響的曲線，并討論。
(3)繪制鐵的工作曲線，計算回歸方程并做相關性檢驗。
(4)計算未知樣的原始濃度及置信范圍。
(5)計算鐵一鄰二氮菲絡合物的表觀摩爾吸收系數。
參考資料：現代儀器分析實驗與技術
