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实验三水中微量铁的测定——邻菲啰啉分光光度法一、实验目的1．学习选择分光光度法实验条件的方法；2．掌握分光光度法测定铁的基本原理及方法；3．掌握分光光度计的使用方法..二、实验原理应用可见光分光光度法测定物质含量时;通常将被测物质与显色剂反应;使之生成有色物质;然后测量其吸光度;进而求得被测物质的含量..因此;显色反应的完全程度和吸光度的物理测量条件都影响到测定结果的准确性..显色反应的完全程度取决于介质的酸度、显色剂的用量、反应的温度和时间等因素..在建立分析方法时;需要通过实验确定最佳反应条件..为此;可改变其中一个因素例如介质的pH值;暂时固定其他因素;显色后测量相应溶液的吸光度;通过吸光度－pH曲线确定显色反应的适宜酸度范围..其它几个影响因素的适宜值;也可按这一方式分别确定..此外;加入试剂的顺序;离子价态;干扰物质的影响等都应加以研究;以便拟定合适的分析步骤;使实验快捷、准确..本实验通过对Fe2+-邻菲啰啉反应的几个基本条件实验;学习分光光度法测定条件的选择..邻菲啰啉法是测定微量铁的一种常用的方法..一般情况下;铁以Fe3+状态存在时;盐酸羟胺可将其还原为Fe2+;反应如下：2 Fe3+＋2 NH2OH·HCl═2 Fe2+ +N2↑+4 H+ +2 H2O+2 Cl-在pH=2 9的溶液中;试剂与Fe2+生成稳定的1:3橘红色配合物;其lgK稳=21.3;在510 nm有最大吸收;ε＝1.1×104 L·cm-1 mol-1..测定时;控制溶液酸度在pH=5左右为宜..酸度高时反应较慢；酸度太低;离子则容易水解;影响显色..Cu2＋、Co2＋、Ni2＋、Cd2＋、Hg2＋、Mn2＋、Zn2＋等离子也能与邻菲啰啉生成稳定配合物;这些离子含量较低时不影响测定;含量较高时可用EDTA掩蔽或经分离除去..本实验通过绘制吸收曲线选择最大吸收波长或选择适宜的测量波长；通过变动某实验条件;固定其余条件;确定测定最佳酸度和显色剂用量..三、仪器和试剂仪器：Unico 2100型分光光度计配1 cm比色皿、酸度计或精密pH试纸、容量瓶、刻度吸量管等..试剂1. 铁标准溶液：100 μg·mL－1准确称取0.2159 g分析纯硫酸铁铵NH4FeSO42·12H2O于小烧杯中;加水溶解;加入6 mol·L－1 HCl溶液5 mL;定量转移至250 mL容量瓶中;用水定容后摇匀;所得溶液每毫升含铁0.100 mg 2. 邻菲啰啉溶液：0.2％称取1g邻菲啰啉;先用5～10 mL 95％乙醇溶解;再用蒸馏水稀释到500 mL;临用前新配3. 盐酸羟胺水溶：10％液称取10 g盐酸羟胺溶于100 mL水中;临用前新配4. HAc-NaAc缓冲溶液：pH＝4.6称取136 g醋酸钠CH3COONa·3H2O;加60mL冰醋酸;加水溶解后;稀释到1000 mL 5. NaOH溶液：0.5 mol·L－16. HCl溶液：1.0 mol·L－1四、实验步骤1. 条件试验1吸收曲线的绘制和测量波长的确定：用吸量管吸取0.00 mL和1.00 mL100 μg·mL－1的铁标准溶液于2个50 mL容量瓶中;各加入1 mL盐酸羟胺溶液;摇匀;再加入1.5 mL 0.2％邻菲啰啉溶液、5 mL HAc-NaAc缓冲溶液;用蒸馏水稀释至刻度;摇匀..放置10 min后;用1cm比色皿;以试剂空白即加入0.00 mL铁标准溶液作参比溶液;分别测定波长为480、490、500、505、510、515、520、530、550、580 nm时的吸光度..以波长λ为横坐标; 吸光度A为纵坐标绘制吸收曲线;从吸收曲线上选择测定铁的适宜波长;一般选择最大吸收波长..2溶液酸度的选择本实验暂不做此项：于8个 50 mL容量瓶中;用吸量管各加入1.00 mL 100 μg·mL－1的铁标准溶液;加入1 mL盐酸羟胺溶液;摇匀;再加入1.5 mL 0.2％邻菲啰啉溶液;摇匀..然后用吸量管在此8个容量瓶中分别加入1.0 mol·L－1HCl溶液：5.0 mL、0.3 mL ;0.0 mL;0.5 mol·L－1 NaOH溶液： 0.2 mL、1.5 mL、3.8 mL、3.9 mL、4.0 mL..用蒸馏水稀释至刻度;摇匀..放置10 min后;用1 cm比色皿;蒸馏水作参比;在选择的波长下分别测定各溶液的吸光度;同时用pH计或精密pH试纸测量各溶液pH值;以pH值为横坐标;吸光度A为纵坐标;绘制吸光度A与pH值关系的酸度影响曲线图;确定测定铁的适宜酸度范围..3显色剂用量的确定：取6个50 mL容量瓶;用吸量管分别加入1.00 mL 100 μg·mL-1的铁标准溶液;1mL盐酸羟胺溶液;摇匀;再分别加入0.2％邻菲啰啉溶液0.1 mL、0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、4.0 mL和5mL HAc-NaAc 缓冲溶液;用蒸馏水稀释至刻度;摇匀..放置10 min后;用1cm比色皿;蒸馏水作参比;在选择的波长下;分别测定各溶液的吸光度;以显色剂的体积为横坐标; 吸光度A为纵坐标;绘制吸光度A与显色剂用量曲线;确定显色剂的最适宜用量..2．铁含量的测定1标准系列溶液的配制及测定取6个50 mL容量瓶;用吸量管分别加入100 μg·mL－1的铁标准工作溶液0.00、0.30、0.60、0.90、1.20、1.50ml;均加入1 mL盐酸羟胺溶液;摇匀;再分别加入0.2％邻菲啰啉溶液的最适宜用量和5 mL HAc-NaAc缓冲溶液;用蒸馏水稀释至刻度;摇匀..放置10 min后;用1cm比色皿;以试剂空白即加入0.00 ml铁标准溶液为参比溶液;在所选择的波长下;测定各溶液的吸光度;以铁的浓度c为横坐标; 吸光度A为纵坐标作图绘制标准曲线;并求出标准曲线的回归方程..2未知水样中铁的测定准确移取1.00 mL未知水样于2个50 mL容量瓶中;按照标准曲线的绘制步骤可以和标准系列溶液同时进行配制加入各种试剂;然后测定吸光度A..利用标准曲线的回归方程求出待测水样中铁的含量;用μg·mL－1表示..五、数据处理1. 绘制吸收曲线；2. 绘制吸光度A与pH值关系的酸度影响曲线；3. 绘制吸光度A与显色剂用量关系曲线；4. 根据上面三曲线确定测定的适宜波长、显色反应的最适宜的pH值范围、显色剂用量范围..5. 绘制标准曲线;求标准曲线的回归方程、相关系数;并计算摩尔吸光系..数εmax6. 根据回归方程计算出未知水样中铁的含量用μg·mL－1表示..六、思考题1．采用邻菲啰啉分光光度法测定微量铁;该法测得的为什么是水中亚铁和高铁的总量2．用邻菲啰啉分光光度法测定铁时;为什么测定前需加入还原剂盐酸羟胺3．本实验中;各试剂的加入;哪些必须很准确哪些不必很准确为什么附：UNICO2100型分光光度计操作方法1. 打开电源;至仪器自检完毕;显示器显示“100.0 546nm”即可进行测试；2. 用<MODE>键设置测试方式：透射比T;吸光度A;已知标准样品浓度值方式C或已知标准样品斜率F方式；3. 用波长设置键设置测试波长；注意：每当分析波长改变时;必须重新调整0A/100%T4. 分别将装有参比样品溶液和被测样品溶液的比色皿插入样品室的比色皿槽中;盖上样品室盖；通常参比样品放在第一槽位5. 将参比样品推入光路中;按“0A/100%T”键调0A/100%T;此时显示器显示的“BLA——”直至显示“100.0”或“0.000”为止；6. 当显示器显示出“100.0”或“0.000”后;将被测样品推入光路;得到被测样品的吸光度值..。
三氯化铁法测定金属铁A1范围本附录规定了三氯化铁容量法测定金属铁含量的方法提要、试剂、分析步骤和分析结果的计算。
本附录适用于直接还原铁中金属铁含量的测定。
测定范围：≥70%.A2 方法提要试样在电磁搅拌条件下，用三氯化铁溶液溶解金属铁，过滤分离后，滤液用重铬酸钾溶液滴定，计算金属铁的百分含量。
A3 试剂A3.1三氯化铁溶液10%；A3.2硫磷混酸15: 15: 70;A3.3二苯胺磺酸钠指示剂0.5%;A3.4重铬酸钾标液:溶液系数T由标液配置人员用标样标定为准。
（目前为0.050mol/L）A4 分析步骤称取试样0.1g于250ml洗净的三角瓶中,加入三氯化铁溶液40ml,放入玻璃转子,塞好橡皮塞,电磁搅拌30min取下,用快速定性滤纸过滤,用水洗涤锥形瓶3次-4次,不溶残渣洗5次-6次,向滤液中加入30ml硫磷混酸,加0.5%二苯胺磺酸钠指示剂4滴,以重铬酸钾标液滴定至出现明显紫色为终点.5分析结果的计算Mfe(%)=JV (A1)式中:J—K2Cr2O7对铁的滴定系数(每毫升K2Cr2O7标准溶液相当于金属铁的百分含量),单位为百分含量每毫升(%/ml);V—滴定消耗K2Cr2O7的毫升数,单位为毫升(ml).A6注意A6.1FeCl3配成溶液的PH值要注意.A6.2搅拌要均匀,不得少于20min.A6.3样品不可放置时间过长,防止空气氧化.三氯化钛——重铬酸钾容量法测定全铁量1.试剂配制1.1 硫磷混酸：（15+15+70）1.2 盐酸：（1+1）1.3 氟化钾溶液：（25%）1.4 钨酸钠溶液：（25%）1.5 三氯化钛溶液：（1+9）1.6 二苯胺磺酸钠指示剂：（0.3%）1.7 重铬酸钾溶液：取重铬酸钾标准溶液稀释至两倍；1.8 重铬酸钾标准溶液：0.0358mol/L1.9 硫磷混合酸：（1+1）2. 分析方法2.1 难熔铁矿石、铁精矿称取0.2000g 试样置于500ml 锥形瓶中，加20ml 硫磷混合酸（1+1）、5ml 氟化钾溶液（25%），摇动瓶子使试样分散，放在已加热至400-450℃电炉上，加热至锥形瓶内蒸发冒烟至瓶口，取下，冷却至室温，用少量水吹洗瓶口，加10ml 盐酸（1+1），滴加氯化亚锡溶液（6%）至浅黄色，加50ml 水，放置在温控电炉上加热至微沸保持5min ，取下。
实验⼆邻⼆氮菲分光光度法测定⽔中微量铁实验⼆邻⼆氮菲分光光度法测定⽔中微量铁⼀、实验⽬的1.学会吸收曲线及标准曲线的绘制，了解分光光度法的基本原理。
2.掌握⽤邻⼆氮菲分光光度法测定微量铁的⽅法原理。
3.学会722型分光光度计的正确使⽤，了解其⼯作原理。
4.学会数据处理的基本⽅法。
5.掌握⽐⾊⽫的正确使⽤。
⼆、实验原理根据朗伯-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，即未知样的含量。
同时，还可应⽤相关的回归分析软件，将数据输⼊计算机，得到相应的分析结果。
⽤分光光度法测定试样中的微量铁，可选⽤显⾊剂邻⼆氮菲(⼜称邻菲罗啉)，邻⼆氮菲分光光度法是化⼯产品中测定微量铁的通⽤⽅法，在pH值为2-9的溶液中，邻⼆氮菲和⼆价铁离⼦结合⽣成红⾊配合物：=21.3，摩尔吸光系数ε510 = 1.1×104L·mol-1·cm-1，⽽Fe3+此配合物的lgK稳=14.1。
所以在加⼊显⾊剂之前，能与邻⼆氮菲⽣成3∶1配合物，呈淡蓝⾊，lgK稳应⽤盐酸羟胺(NH2OH·HCl)将Fe3+还原为Fe2+，其反应式如下：2Fe3+ + 2NH2OH·HCl → 2Fe2+ + N2 + H2O + 4H+ + 2Cl- 测定时酸度⾼，反应进⾏较慢；酸度太低，则离⼦易⽔解。
本实验采⽤HAc-NaAc缓冲溶液控制溶液pH≈5.0，使显⾊反应进⾏完全。
为判断待测溶液中铁元素含量，需⾸先绘制标准曲线，根据标准曲线中不同浓度铁离⼦引起的吸光度的变化，对应实测样品引起的吸光度，计算样品中铁离⼦浓度。
本⽅法的选择性很⾼，相当于含铁量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-；20倍的Cr3+、Mn2+、VO3-、PO43-；5倍的Co2+、Ni2+、Cu2+-等离⼦不⼲扰测定。
