1、邻二氮菲分光光度法测定铁含量实验实验4747 铁的定量分析方法很多，有分光光度法、原子吸收法、原子发射光谱法、离子色谱法、毛细管电泳法和电位滴定法等。 其中分光光度法由于其具有灵敏度高、选择性好、线性响应范围宽以及分析仪器结构简单等特点，在微量分析领域得到了广泛应用。 适用在金属矿物、化工产品、环境和食品工业中微量铁的分析。 v吸光光度法（吸光光度法（Absorption Photometry）：基于物质对）：基于物质对光的选择性而建立的分析方法。光的选择性而建立的分析方法。v包括比色法、紫外可见分光光度法、红外分光光度法。包括比色法、紫外可见分光光度法、红外分光光度法。v广泛用于无机物和有机
2、物的定性和定量分析。广泛用于无机物和有机物的定性和定量分析。Analytical chemistry2一、吸收光谱概述1 1、定义、定义2 2、光谱分区、光谱分区能能 量量 小小200nm400nm750nm 大大波波 长长光谱区域光谱区域紫外光区紫外光区可见光区可见光区红外红外分析方法分析方法 紫外分光光度法紫外分光光度法可见分光光度法可见分光光度法50um红外分光光度法红外分光光度法紫、蓝、青、绿、黄、橙、红紫、蓝、青、绿、黄、橙、红2022-5-31Analytical chemistry33 3、物质对光的吸收、物质对光的吸收v1 1、物质对光选择性吸收的实质、物质对光选择性吸收的实质
3、v一束光通过某物质时该物质的分子、原子或离子与一束光通过某物质时该物质的分子、原子或离子与光子发生光子发生碰撞碰撞，光子的，光子的能量转移能量转移至分子、原子或离至分子、原子或离子上，使这些粒子发生子上，使这些粒子发生能级能级变化，由基态变化，由基态跃迁跃迁至较至较高能态，这个过程即为高能态，这个过程即为吸收。吸收。v光是否被物质吸收，取决于光是否被物质吸收，取决于v光子的能量光子的能量v物质的结构物质的结构v只有当能级差只有当能级差E E 与光子能量与光子能量h h 相当时物质吸收光。相当时物质吸收光。2022-5-31Analytical chemistry44 4、吸收曲线（吸收光谱）、
4、吸收曲线（吸收光谱）吸收曲线：吸光度随波长变化的曲线。吸收曲线：吸光度随波长变化的曲线。吸收曲线的特点：吸收曲线的特点：不同的物质因其分析结构不同而具有不同的吸收曲不同的物质因其分析结构不同而具有不同的吸收曲线；线；同一物质，浓度不同，其吸收曲线的形状和同一物质，浓度不同，其吸收曲线的形状和max的位置不变，但在同一波长下吸光度随浓度的增大的位置不变，但在同一波长下吸光度随浓度的增大而增大。而增大。吸收曲线是吸光度法选择测量波长的依据。吸收曲线是吸光度法选择测量波长的依据。2022-5-31Analytical chemistry5吸吸 收收 曲曲 线线 图图4005006000.1000.2
5、000.3000.4002022-5-31Analytical chemistry65 5、朗伯、朗伯比耳定律比耳定律 布格布格(Bouguer)(Bouguer)和朗伯和朗伯(Lambert)(Lambert)先后于先后于17291729年年和和17601760年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关年阐明了光的吸收程度和吸收层厚度的关系。系。A Ab b 18521852年比耳年比耳(Beer)(Beer)又提出了光的吸收程度和吸又提出了光的吸收程度和吸收物浓度之间也具有类似的关系。收物浓度之间也具有类似的关系。A A c c 二者的结合称为朗伯二者的结合称为朗伯比耳定律。比耳定律。2022-
6、5-31Analytical chemistry7朗伯朗伯比耳定律比耳定律 吸光度吸光度A：表征物质对光吸收程度的量。表征物质对光吸收程度的量。 A= lgIi/It = -lgT = bcA-吸光度吸光度 -摩尔吸光系数摩尔吸光系数C-被测物浓度被测物浓度Ii-入射光强入射光强 T-透过率透过率 b-液层厚度（光程长度）液层厚度（光程长度） It-透射光强透射光强2022-5-31Analytical chemistry8标准（工作）曲线标准（工作）曲线v根据 A = k c，在一定实验条件下，先测定已知浓度的标准溶液的A值，从而求得k；再测定待测样品的A值，从而求得cv标准曲线法： 测定一
7、系列标准溶液的A值， 将A对c作图，拟合成一条过 原点的直线，根据直线的斜 率求得kAc光 源吸收池检测器单色器数据处理系统一、仪器结构框图一、仪器结构框图Analytical chemistry10二、可见分光光度计1 1、光源、光源基本要求：基本要求：在仪器工作的波长范围内，提供连续、有足够在仪器工作的波长范围内，提供连续、有足够发射强度和良好稳定性的复合光，而且发射光发射强度和良好稳定性的复合光，而且发射光的强度随波长的变化应尽可能小。的强度随波长的变化应尽可能小。常用光源：钨丝灯和卤钨灯，可使用的波长范常用光源：钨丝灯和卤钨灯，可使用的波长范围在围在360 2500nm。 2022-5
8、-31Analytical chemistry112 2、单色器、单色器单色器作用：单色器作用：从光源发出的复合光中分出所需从光源发出的复合光中分出所需要的单色光。要的单色光。单色器组成：单色器组成：由入射狭缝、准光器（透镜或凹由入射狭缝、准光器（透镜或凹面反射镜使入射光成平行光）、色散元件、聚面反射镜使入射光成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等组成。焦元件和出射狭缝等组成。单色器的核心部分是色散元件（如玻璃棱镜和单色器的核心部分是色散元件（如玻璃棱镜和光栅），起分光的作用。光栅），起分光的作用。2022-5-31Analytical chemistry12 吸收池用于盛放分析试样；吸收
9、池用于盛放分析试样； 可见光区只能用玻璃吸收池；可见光区只能用玻璃吸收池； 吸收池的光学面必须完全垂直于光束方向；吸收池的光学面必须完全垂直于光束方向； 吸收池要配对。因为吸收池材料本身吸光特征吸收池要配对。因为吸收池材料本身吸光特征以及吸收池的光程长度的精度等对分析结果都有以及吸收池的光程长度的精度等对分析结果都有影响。影响。3 3、吸收池、吸收池2022-5-31Analytical chemistry13 检测器的功能：检测器的功能：检测信号、测量单色光透过溶检测信号、测量单色光透过溶液后光强度变化。液后光强度变化。 常用的检测器有光电池、光电管和光电倍增管常用的检测器有光电池、光电管和
10、光电倍增管等。等。 4 4、检测器、检测器2022-5-31Analytical chemistry14分光光度计的使用分光光度计的使用 预热预热20min。 调节调节T = 0。 调节调节T = 100% （A=0）。）。 测定样品的吸光度测定样品的吸光度A。2022-5-31Analytical chemistry15分光光度计的保养与维护分光光度计的保养与维护v安置在干燥、无污染的地方；安置在干燥、无污染的地方；v仪器停止工作时，必须切断电源，应按开关仪器停止工作时，必须切断电源，应按开关机顺序关闭主机和稳流稳压电源开关；机顺序关闭主机和稳流稳压电源开关；v比色皿使用完毕后，立即用蒸馏水
11、或有机溶比色皿使用完毕后，立即用蒸馏水或有机溶剂冲洗干净，把水渍擦净；剂冲洗干净，把水渍擦净；2022-5-31Analytical chemistry16三、显色反应与实验条件3.1 显色反应v对于吸收较弱的物质，可通过一定的反应使其完全生成另一种吸收较强的化合物，从而使测定的灵敏度明显提高。v对显色反应的要求 a. 选择性好 b. 反应完全，产物单一、稳定 c.灵敏度高 (104) d.反应和产物的颜色差别明显(60nm) 3.2 显色反应的条件1、体系酸度2、显色剂用量3、显色时间4、显色温度5、溶剂3.3 测定波长v选择原则：吸收最大，干扰最小3.4 参比溶液作用：v仪器调零v消除吸收
12、池壁和溶液对入射光的反射 v扣除干扰选择：v试剂空白v试样空白v褪色空白四、实验内容4.1 原理 在pH29的溶液中，Fe2+与邻二氮菲(phen)生成稳定的橘红色配合物Fe(phen)32+pH=5显色，max508nm，1.1104Lmol-1cm-1 2Cl4HO2HN2FeHClOH2NH2Fe22223Fe +3Fe)2+3(NNNN2+4.2 步骤v标准系列溶液的配制：7个25mL容量瓶，分别加入0.00，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL 10 gmL-1铁标准溶液，以及10.00mL未知铁试液，再分别加入1mL盐酸羟胺，2mL phen溶液，5mL NaAc
13、溶液，每加入一种试剂后都要摇匀。然后用水稀释至刻度，摇匀，放置10min 。v吸收曲线的制作和测量波长的选择：取标准系列中6号瓶溶液（即10.00mL铁标液），用1cm比色皿，以试剂空白（即0.00mL铁标液）为参比溶液，在380570nm之间，每隔一定波长测一次吸光度。以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制吸收曲线。选择最大吸收波长作为测定Fe的波长。v标准曲线的制作：用1cm比色皿，以试剂空白为参比，在所选择的波长下，依次测量各标准系列溶液的吸光度。以含铁量为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。v未知样中铁含量的测定：在同样条件下测量未知液的吸光度。从标准曲线上查出并换算原试液中铁的含
14、量 。 （1）按）按“方式键方式键”（Mode）将测试方式设置为吸光度方）将测试方式设置为吸光度方式。式。 （2）按）按“波长设置波长设置”键设置想要的分析波长，如键设置想要的分析波长，如340nm。 （3）将参比溶液和被测溶液分别倒入比色皿中。注意比色）将参比溶液和被测溶液分别倒入比色皿中。注意比色皿内的溶液面高度不应低于皿内的溶液面高度不应低于25毫米，大约毫米，大约2.5毫升；被测试的毫升；被测试的样品中不能有气泡和漂浮物。样品中不能有气泡和漂浮物。 （4）打开样品室盖，将盛有溶液的比色皿分别插入比色皿）打开样品室盖，将盛有溶液的比色皿分别插入比色皿槽中，盖上样品室盖。注意：一般情况下，
15、参比样品放在样品槽中，盖上样品室盖。注意：一般情况下，参比样品放在样品架的第一个槽位中；仪器所附的比色皿，其透视率是经过测试架的第一个槽位中；仪器所附的比色皿，其透视率是经过测试匹配的，未经匹配处理的比色皿将影响样品的测试精度；比色匹配的，未经匹配处理的比色皿将影响样品的测试精度；比色皿的透光部分表面不能有指印和溶液痕迹。皿的透光部分表面不能有指印和溶液痕迹。 （5）将参比溶液推入光路中，按）将参比溶液推入光路中，按“100%T”键调整零吸光键调整零吸光度。度。 （6）将被测溶液推或拉入光路中，此时，显示器上所显示）将被测溶液推或拉入光路中，此时，显示器上所显示的是被测样品的吸光度数值。的是被
16、测样品的吸光度数值。 5.3 仪器操作六、数据处理v绘制吸收光谱图v选择测量波长v标准系列及未知液的测定v标准曲线的绘制及试液中铁含量的测定/ / nmnm380380400400420420440440450450460460470470480480490490500500510510520520530530540540550550570570A A标标1 1标标2 2标标3 3标标4 4标标5 5未知未知A A七、注意v只做1、2、6、7步v移液管专管专用，切勿混用v铁标浓度为10mg/L，取用量分别为0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00 mL，未知液取10.00 mL。v定容后要放置10min使显色反应完全v仪器开盖预热v每次改变波长后，光度计应重新调100%v保护好比色皿v数据记录格式规范/ / nmnm350350380380400400420420440440450450460460470470480480490490500500510510520520530530540540550550570570600600A A标标1 1标标2 2标标3 3标标4 4标标5 5未知未知A A
