邻菲罗啉分光光度法测定铁的含量

实验十八　邻菲罗啉分光光度法测定铁的含量

一、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。

二、实验原理

邻菲罗啉（又称邻二氮杂菲）是测定微量铁的一种较好试剂，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。

三、仪器和药品

1．仪器:可见分光光度计、50ml容量瓶7个（编号）、10ml移液管、5ml移液管、5ml量筒、500ml烧杯、洗瓶、洗耳球、小滤纸、镜头纸。

2．药品:铁盐标准溶液、乙酸－乙酸钠（HAc－NaAc）、缓冲溶液（pH=4．6）、ω=1%的盐酸羟胺水溶液、ω=0．1%的邻菲罗啉水溶液。

四、实验内容

1．吸收曲线的绘制和测量波长的选择

用吸管吸取铁盐标准溶液（B液）5．00ml于50ml容量瓶中，依次加入5．0ml HAc～NaAc缓冲液、2．5ml盐酸羟胺、5．0ml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次吸光值。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．标准曲线绘制

（1）分别移取铁的标准溶液（0．01g/L）0．0、1．0、2．0、3．0、4．0、5．0ml于6只50ml容量瓶中，依次分别加入5．0ml HAc－NaAc缓冲液、2．5ml盐酸羟胺、5．0ml邻菲罗啉溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置10min。

（2）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。

（3）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

（1）吸取试液10．0ml于50ml容量瓶中，加入5．0ml HAc－NaAc缓冲液、2．5ml盐酸羟胺、5．0ml邻菲罗啉溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置10分钟，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。

（2）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。

（3）记录数据（表18）。

表18　分光光度计型号____波长____

四、实验结果

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。

五、实验讨论

1．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?

2．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?

3．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。