实验十四 邻二氮菲吸光度法测定铁

一、实验目的

二、实验原理

三、主要仪器及试剂

四、实验内容

五、实验步骤

六、思考题

一、实验目的

1 、熟练吸光光度分析法测铁的基本原理及方法

2 、学习如何选择吸光光度分析法的实验条件

3 、了解分光光度计的结构和工作原理

4 、学会光度计的使用方法及吸量管的操作

二、实验原理1 、邻二氮菲 (o-ph) 是测定微量铁的较好试剂。在pH ＝ 2 ～ 9 的溶液中，试剂与 Fe2+ 生成稳定的红色配合物，其 lgK 形＝ 21.3 ， 摩尔吸光系数 ε = 1.

1×104 ，其反应式如下： Fe2+ + 3(o-ph) Fe(o-ph)⇌ 3

2+

红色配合物的最大吸收峰在 510nm 波长处。当铁为 +3 价时，可用盐酸羟胺还原， 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。

2 、朗伯 - 比耳定律：

A=lgIt/I0=εb c

（ A ：吸光度， ε ：摩尔吸光系数， b ：液层厚度， c ：

溶液的摩尔浓度。）

ItI0

三、主要仪器及试剂1 ． 7200- 可见分光光度计， pH 计， 50ml 容量瓶 8个 ,2 ．铁标准溶液：含铁 100µg/mL 。 准确称取 0.8634g AR 级的 NH4Fe(SO4)2·12H2O ，置于 200mL 烧杯中，加入 20mL1:1HCl 和少量水 , 溶解后 , 定量地转移至１升容量瓶中，以水稀释之刻度，摇匀。3 ．邻二氮菲： 1.5g/L 新配制的水溶液。4 ．盐酸羟胺： 100g/L 水溶液（用时配制）5 ．醋酸钠溶液 1mol/L6 ． NaOH 1mol/L7 ． HCl 6 mol/L

四、实验内容1 ．条件试验

1 ）吸收曲线的制作和测量波长的选择

2 ）溶液酸度的选择

3 ）显色剂用量的选择

4 ）显色时间

2 ．铁含量的测定

1) 标准曲线的制作

2 ）试样中铁含量的测定

五、实验步骤1 ．条件试验1 ）吸收曲线的制作和测量波长的选择

用吸量管吸取 0.00 ， 1.00mL 铁标准溶液，分别注入两个

50mL 容量瓶中，各加入 1mL 盐酸羟胺溶液， 2mL 邻二氮菲，

5mL NaAc ，用水稀释至刻度，摇匀。放置 10min 后，用 1c

m 比色皿，以试剂空白（即 0.0mL 铁标准溶液）为参比溶液，

在 440 ～ 600nm 波长范围下，设定扫描间隔为 1nm ，用 72

00- 可见分光光度计扫描吸收光谱图，从光谱图上选择测定 F

e 的适宜波长，一般选用最大吸收波长 λmax 。

2 ）溶液酸度的选择 取 8 个 50mL 容量瓶，用吸量管分别加入 1.00mL 铁标准溶液， 1mL 盐酸羟胺溶液， 2mL 邻二氮菲，摇匀。用 5

mL 吸量管分别加入 0.00mL ， 0.20mL ， 0.50mL ， 1.00m

L ， 1.50mL ， 2.00mL ， 2.50mL ，和 3.00mL 1mol/L Na

OH 溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置 10 分钟。用 1cm

比色皿，以蒸馏水为参比，在选择的波长下测定各溶液的吸光度 A 。同时用 pH 计测量各溶液的 pH 值。以 pH 为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制 A 与 pH 关系的酸度影响曲线，得出测定铁的适宜酸度范围。

3 ）显色剂用量的选择

取 7 个 50mL 容量瓶，用吸量管分别加入 1.00mL 铁标准

溶液， 1mL 盐酸羟胺溶液，摇匀。再分别加入 0.10mL ， 0.30

mL ， 0.50mL ， 0.80mL ， 1.00mL ， 2.00mL ， 4.00mL Phe

n ，和 5mLNaAc 溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置 10 分钟。

用 1cm 比色皿，以蒸馏水为参比，在选择的波长下测定各溶液

的吸光度 A 值。以所取 Phen 的体积 V 为横坐标，吸光度为纵

坐标，绘制 A 与 V 关系的显色剂用量影响曲线。得出测定铁时

的显色剂的适宜用量。

4 ）显色时间

在一个 50mL 的容量瓶中，用吸量管加入 1.00mL 铁标

准溶液， 1mL 盐酸羟胺溶液，摇匀。再加入 2mLPhen ， 5

mLNaAc ，以水稀释至刻度，摇匀。立刻用 1cm 的比色皿，

以蒸馏水为参比溶液，在选定的波长下测量吸光度 A 。然后

依次测量放置 5min ， 10min ， 30min ， 60min ， 120min ，

…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 关系的显色时间影响曲线。得出铁与邻二氮菲显色

反应所需要的适宜时间。

2 ．铁含量的测定

1) 标准曲线的制作

用移液管吸取 10.00mL100μg/L 铁标准溶液于 100mL 容量

瓶中，加入 2mL6mol/LHCl 溶液，用水稀释至刻度，摇匀。此

溶液 Fe3+ 的浓度为 10μg/mL 。

在 6 个 50mL 容量瓶中，用吸量管分别加入 0.00 、 2.00 、

4.00 、 6.00 、 8.00 、 10.00mL 铁标准溶液，均加入 1mL 盐酸

羟胺，摇匀。再加入 2mLPhen ， 5mLNaAc ，摇匀。以水稀

释至刻度，摇匀后放置 10min 。用 1cm 的比色皿，以试剂空

白为参比，在选定的波长

下测量各溶液的吸光度 A 。以铁含量为横坐标，吸光度为纵

坐标，绘制标准曲线。

由绘制的标准曲线，重新查出某一铁浓度相应的吸光度，

计算 Fe2+-Phen 络合物的摩尔吸光系数 ε 。

2 ）试样中铁含量的测定

准确吸取适量试液于 50 容量瓶中，按标准曲线制作的步骤，

加入各种试剂，测量吸光度。从标准曲线上查出和计算试液

中铁的含量。

六、思考题

1 ．本实验量取各种试剂时应分别采用何种量器较为合适？为仕么？2 ．试对所做的条件试验进行讨论并选择适宜的测量条件。3 ．怎样用吸光光度法测定水样中的全铁和亚铁的含量？试拟出一简单步骤。4 ．制作标准曲线和其它条件试验时，加入试剂的顺序能否任意改变？为仕么？

七、参考文献

1. 《分析化学实验》分析化学 ( 第三版 ). 武汉大学编 .高等教育出版社 .

2. 《分析化学实验》 ( 第四版 ). 武汉大学编 . 高等教育出版　社 .1999

3. 《基础分析化学实验》 ( 第二版 ). 北京大学出版社 ,1998

4. 《无机及分析化学实验》 ( 第四版 ). 南京大学编 .高等教育出版社 .2006