邻二氮菲分光光度法测定微量铁

邻二氮菲分光光度法测定微量铁摘要：采用邻二氮菲分光光度法对微量铁的测定进行了研究，并对其影响因索和结果进行了分析和探讨，通过正交实验和单因素实验，确定其最佳条件为：测量波长为510nm、显色剂用量0．30mL、有色配合物的稳定时间15min、试液的pH为6.5。该方法简单方便，可广泛用于果蔬中微量铁的测定。关键词：邻二氮菲分光光度法微量铁一、实验目的1.学习确定实验条件的方法，掌握邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理；2.掌握721型分光光度计的使用方法，并了解此仪器的主要构造；3.通过分光光度法测定铁的条件实验，学会如何选择分光光度分析的条件。二、实验原理⒈确定适宜的条件的原因：在可见光分光光度法的测定中，通常是将被测物与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质的含量。因此，显色条件的完全程度和吸光度的测量条件都会影响到测量结果的准确性。为了使测定有较高的灵敏度和准确性，必须选择适宜的显色反应条件和仪器测量条件。通常所研究的显色反应条件有显色温度和时间，显色剂用量，显色液酸度，干扰物质的影响因素及消除等，但主要是测量波长和参比溶液的选择。对显色剂用量和测量波长的选择是该实验的内容。⒉如何确定适宜的条件：条件试验的一般步骤为改变其中一个因素，暂时固定其他因素，显色后测量相应溶液吸光度，通过吸光度与变化因素的曲线来确定适宜的条件。⒊本试验测定工业盐酸中铁含量的原理：根据朗伯－比耳定律：A=εbc。当入射光波长λ及光程b一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。只要绘出以吸光度A为纵坐标，浓度c为横坐标的标准曲线，测出试液的吸光度，就可以由标准曲线查得对应的浓度值，即工业盐酸中铁的含量。⒋邻二氮菲法的优点：用分光光度法测定试样中的微量铁，目前一般采用邻二氮菲法，该法具有高灵敏度、高选择性，且稳定性好，干扰易消除等优点。⒌邻二氮菲法简介：邻二氮菲为显色剂，选择测定微量铁的适宜条件和测量条件，并用于工业盐酸中铁的测定。⒍邻二氮菲可测定试样中铁的总量的条件和依据：邻二氮菲亦称邻菲咯啉(简写phen)，是光度法测定铁的优良试剂。在pH=2～9的范围内，邻二氮菲与二价铁生成稳定的桔红色配合物((Fe(phen)3)2+)。此配合物的lgK稳=21.3，摩尔吸光系数ε510=1.1×104L·mol-1·cm-1，而Fe3+能与邻二氮菲生成3∶1配合物，呈淡蓝色，lgK稳=14.1。所以在加入显色剂之前，应用盐酸羟胺(NH2OH·HCl)将Fe3+还原为Fe2+，其反应式如下：2Fe3++2NH2OH·HCl→2Fe2++N2+H2O+4H++2Cl-测定时控制溶液的酸度为pH≈5较为适宜，用邻二氮菲可测定试样中铁的总量。三、仪器试剂⒈仪器：721型分光光度计；1cm吸收池；10mL吸量管；50mL比色管(7个)。⒉试剂：1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液；100μg·mL-1铁标准溶液；0.15%邻二氮菲水溶液；10%盐酸羟胺溶液(新配)；1mol·L-1乙酸钠溶液；1mol·L-1NaOH溶液；6mol·L-1HCl(工业盐酸试样)。四、实验步骤1.条件实验（1）吸收曲线的测绘：用吸量管吸取2.00mL1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液，注入50mL比色管中，加入1.00mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2.00mL0.15%邻二氮菲溶液，5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用1cm比色皿，采用试剂溶液为参比溶液，在440～560nm间，每隔10nm测量一次吸光度(在最大吸收波长处，每隔2nm)，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，选择测量的适宜波长。（2）邻二氮菲——亚铁配合物的稳定性：在50mL比色管中，加入2.00mL1.0×10-3mol/L铁标准溶液，1.0ml10%盐酸羟氨溶液，2.00mL0.15%邻二氮菲溶液和5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。立刻在所选择的波长下，用1cm比色皿，以不含铁但其余实际用量完全相同的试剂空白为参比，测定吸光度。然后放置5,10,30,60,90,120和180min，测定相应的吸光度，绘制吸光度-时间曲线，从曲线确定显色时间。（3）显色剂浓度是是试验：在6支比色管中，各加入2.00mL1.0×10-3mol·L-1铁标准溶液和1.00mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0.10，0.50，1.00，2.00，3.00及4.00mL0.15%邻二氮菲溶液，5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在光度计上用1cm比色皿，采用试剂溶液为参比溶液，测吸光度。以邻二氮菲体积为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸光度-试剂用量曲线，从而确定最佳显色剂用量。（4）溶液酸度对配合物的影响：取8支50mL比色管，每只加入2.00ml1.0×10-3mol/L铁标准溶液，1.00ml10%盐酸羟胺溶液，摇匀，放置2min，再加入2.00mL0.15%邻二氮菲溶液，摇匀，用吸量管分别加入0.0、0.2、0.5、1.0、2.0、2.5、3.0mL1mol/LNaAc溶液，以水稀释至刻毒，摇匀。记下所用NaAc溶液的体积，然后在选用的波长下，用1cm比色皿，以各自相应的试剂空白为参比，测定吸光度，绘出A-pH值曲线，选择测定铁的适宜pH范围所需要的NaAc溶液的体积。2.铁含量的测定：①标准曲线的制作在6支50mL比色管中，分别加入0.00、0.60、0.80、1.00、1.20、1.40mL100μg/mL铁标准溶液，再加入1.00mL10%盐酸羟胺溶液，2.00mL0.15%邻二氮菲溶液和5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在508nm处，用1cm比色皿，以试剂空白为参比，测吸光度A。②试样测定准确吸取适量工业盐酸三份，按标准曲线的操作步骤，测定其吸光度。五．数据处理：吸收曲线的测绘00.20.40.60.811.2380430480530580吸光度（A）波长（λ）2.5mLNaAc4.5mLNaAc6.5mLNaAc波长/nmV醋酸钠/mL4304504704905005105205305505702.50.2850.3240.370.3920.4280.390.370.3010.1260.0544.50.4870.5680.6630.7040.7280.7520.710.5780.2420.0986.50.6360.7490.8840.9450.9781.0120.9550.7660.3050.114邻二氮菲——亚铁配合物稳定性(510nm)时间/min2030405060吸光度/A0.3900.4250.3950.3770.379溶液酸度对配合物的影响0.370.380.390.40.410.420.43020406080吸光度（A）时间/min时间-吸…00.050.10.150.20.250.30.350.40.01.02.03.04.05.06.0吸光度(A)V(NaOH)溶液酸度——吸光度V（NaOH）/mL0.01.01.52.03.04.05.0A0.0820.2420.2260.2540.2240.3450.168显色剂浓度试验V（邻二氮菲）0.150.300.500.801.001.502.00吸光度0.1120.2610.4270.4250.4400.4300.462标准曲线的测定V(铁标液)12345吸光度10.1710.311.04740.6340.787吸光度20.1680.3200.4810.6360.7920.0000.0500.1000.1500.2000.2500.3000.3500.4000.4500.5000.000.501.001.502.002.50吸光度（A）V（邻二氮菲）显色剂—吸光度y=0.0078x+0.0102R²=0.999900.10.20.30.40.50.60.70.80.9020406080100120吸光度铁质量/μg待测未知铁溶液吸光度（A）铁含量/（mg/L）10.80520.37920.79120.021平均铁含量：20.2mg/L平均偏差：d_r=𝓭̅𝔁̅×100%=0.179÷20.2=0.00886六．注意事项⒈不能颠倒各种试剂的加入顺序。2.据时要注意A和T所对应的数据。透射比与吸光度的关系为:A=log(I0/I)=log(1/T)；测定条件指：测定波长和参比溶液的选择。3.波长选择好后不要再改变。4.参比溶液的作用是扣除背景干扰，不能用蒸馏水作参比，因为蒸馏水成分与试液成分相差太远，只有参比和试液成分尽可能相近，测量的误差才会越小。5.邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有：酸度一般(PH=5~6)、温度、邻二氮菲的用量，显色时间等。【参考文献】[1]四川大学化工学院.分析化学实验（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2015[2]武汉大学主编.分析化学实验.第五版.北京:高等教育出版社，2014[3]张起凯,孔令照,王丽.硫氰酸根-邻二氮菲-乳化剂OP分光光度法测定油品中的铁[J].分析试验室2005.doi:10.3969/j.issn.1000-0720.2005.01.024[4]于大勇,王人华,YuDayong,WangRenhua.分光光度法测聚烯烃树脂中微量铁[J].现代科学仪器2008.致谢