邻二氮菲分光光度法测邻二氮菲分光光度法测定微量铁定微量铁

基础化学实验Ⅳ （仪器分析实验）

化学国家级实验教学示范中心Northwest University

岛津岛津 17001700 紫外紫外 -- 可见分光光度计的使用（第一可见分光光度计的使用（第一次训练）次训练）紫外可见吸收光谱光谱的制作（第一次训练）紫外可见吸收光谱光谱的制作（第一次训练）工作曲线法（巩固训练）工作曲线法（巩固训练）

实验技能训练要点

一、实验目的

二、实验原理

三、实验步骤

四、结果处理

五、思考题

六、实验延伸

一、实验目的一、实验目的

学习确定实验条件的方法，掌握邻二氮菲分光光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。度法测定微量铁的方法原理。

掌握岛津掌握岛津 -1700-1700 紫外紫外 -- 可见分光光度计的使用方法，可见分光光度计的使用方法，

并了解此仪器的主要构造。并了解此仪器的主要构造。

根据朗伯－比耳定律：根据朗伯－比耳定律： A=εbcA=εbc ，当入射光波长，当入射光波长 λλ 及光及光

程程 bb 一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度 AA 与该与该

物质的浓度物质的浓度 cc 成正比。只要绘出以吸光度成正比。只要绘出以吸光度 AA 为纵坐标，浓度为纵坐标，浓度 cc

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。查得对应的浓度值，即未知样的含量。

用分光光度法测定试样中的微量铁，目前一般采用邻二氮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。除等优点。

二、实验原理二、实验原理

2+

N N

3 Fe2++N N

N

N N

N

Fe

在在 pH=2pH=2 ～～ 99 的溶液中，的溶液中， FeFe2+2+ 与邻二氮菲与邻二氮菲 (phen)(phen) 生成稳定的桔红色生成稳定的桔红色

配合物配合物 Fe(phen)Fe(phen)332+2+ ：：

此配合物的此配合物的 lgKlgK 稳稳 =21.3=21.3 ，摩尔吸光系数，摩尔吸光系数 εε510 510 = 1.1×10= 1.1×1044 L·mol L·mol-1-1·cm·cm-1-1 ，而，而 FeFe3+3+

能与邻二氮菲生成能与邻二氮菲生成 3 1∶3 1∶ 配合物，呈淡蓝色，配合物，呈淡蓝色， lgKlgK 稳稳 =14.1=14.1 。所以在加入显色。所以在加入显色

剂之前，应用盐酸羟胺剂之前，应用盐酸羟胺 (NH(NH22OH·HCl)OH·HCl) 将将 FeFe3+3+ 还原为还原为 FeFe2+2+ ，其反应式如下：，其反应式如下：

2Fe2Fe3+3++2NH+2NH22OH·HCl→2FeOH·HCl→2Fe2+2++N+N22+H+H22O+4HO+4H+++2Cl+2Cl--

测定时控制溶液的酸度为测定时控制溶液的酸度为 pH≈5pH≈5 较为适宜。用邻二氮菲可测定试样中铁的较为适宜。用邻二氮菲可测定试样中铁的

总量。总量。

仪器：分光光度计仪器：分光光度计 (UV1700(UV1700 型型 ) ) ，， 50ml50ml 容量瓶容量瓶 77个，个， 10ml10ml 移液管移液管 44 支。支。

三、实验仪器与试剂三、实验仪器与试剂

100μg·mL100μg·mL-1-1 铁 标 准 溶 液铁 标 准 溶 液 : : 准 确 称 量准 确 称 量 0.8634 g 0.8634 g

NHNH44Fe(SO)Fe(SO)44·12H·12H22OO 于烧杯中，加入于烧杯中，加入 10 mL 10 mL 浓浓 HClHCl 和少量水，和少量水，溶解后转移至溶解后转移至 1 L1 L 容量瓶中，以水稀释至标线，摇匀。用时稀容量瓶中，以水稀释至标线，摇匀。用时稀释至释至 10μg·mL10μg·mL-1-1 。。

0.15%0.15% 邻 二 氮 菲 水 溶 液 ，邻 二 氮 菲 水 溶 液 ， 10%10% 盐 酸 羟 胺 溶 液 （ 新盐 酸 羟 胺 溶 液 （ 新配 ） ，配 ） ， 1 mol·L1 mol·L-1-1 乙 酸 钠 溶 液 ，乙 酸 钠 溶 液 ， 1 mol·L1 mol·L-1 -1 NaOHNaOH 溶 液 ，溶 液 ， 6 6

mol·Lmol·L-1 -1 HClHCl （工业盐酸试样）（工业盐酸试样）

试剂试剂

容量瓶编号 铁标准或样品 盐酸羟胺 邻二氮菲 NaAC 加水稀释至刻度

1 铁标准 0ml 1ml 2ml 5ml

2 铁标准 2ml 1ml 2ml 5ml

3 铁标准 4ml 1ml 2ml 5ml

4 铁标准 6ml 1ml 2ml 5ml

5 铁标准 8ml 1ml 2ml 5ml

6 铁标准 10ml 1ml 2ml 5ml

7 铁样品 5ml 1ml 2ml 5ml

标准溶液的配制按下列表格进行标准溶液的配制按下列表格进行

1.1. 启动计算机，打开主机电源开关，开启主机电源，分光启动计算机，打开主机电源开关，开启主机电源，分光光度计进行自检和初始化。初始化完成后，打开主程序，光度计进行自检和初始化。初始化完成后，打开主程序，联接主机和计算机。联接主机和计算机。 2. 2. 在工作界面上选择测量项目（光谱扫描，光度测量），在工作界面上选择测量项目（光谱扫描，光度测量），本实验选择光谱扫描，设置测量条件（扫描范围，测量波本实验选择光谱扫描，设置测量条件（扫描范围，测量波长等）。长等）。3. 3. 将空白放入测量池中，点击将空白放入测量池中，点击 STARTSTART 扫描空白，点击扫描空白，点击ZEROZERO 校零。校零。4. 4. 标准曲线的制作。标准曲线的制作。

UV1700UV1700 基本操作基本操作

1.1.吸收曲线的绘制和测量波长的选择吸收曲线的绘制和测量波长的选择：：

取上述取上述 66 号溶液号溶液 ,, 用用 1cm1cm 比色皿比色皿 ,, 以试剂空白为参比溶以试剂空白为参比溶

液液 ,, 设置扫描范围设置扫描范围 400---600nm,400---600nm, 扫速快速扫速快速 , , 点击开始进行扫描，点击开始进行扫描，

扫描结束后得吸收曲线，从吸收曲线上选用最大吸收波长为扫描结束后得吸收曲线，从吸收曲线上选用最大吸收波长为

分析波长。分析波长。

四、实验步骤四、实验步骤

400 500 600

0.100

0.200

0.300

0.400

2. 2. 标准曲线的绘制标准曲线的绘制：：

(1)(1) 标准曲线的制作标准曲线的制作 :: 取取 1-61-6 号溶液号溶液 ,, 用用 1cm1cm 比色皿比色皿 ,, 以试剂空以试剂空

白为参比溶液白为参比溶液 ,, 在所选波长下测量吸光度。然后以波长在所选波长下测量吸光度。然后以波长 cc 为横为横

坐标，吸光度坐标，吸光度 AA 为纵坐标，作图，得标准曲线曲线。为纵坐标，作图，得标准曲线曲线。

(2)(2) 试样测定试样测定 : : 在相同条件下，测定样品的吸光度。在相同条件下，测定样品的吸光度。

1. 1. 以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，选择以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，选择

测量的最适宜波长条件。测量的最适宜波长条件。

2. 2. 以铁浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。根据以铁浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。根据

试样的吸光度，从由线性回归方程求得含量或在工作曲线上查试样的吸光度，从由线性回归方程求得含量或在工作曲线上查

得含量，计算铁样品中的含铁量（以得含量，计算铁样品中的含铁量（以 μg/mLμg/mL 表示），计算测表示），计算测

量结果的平均值和相对偏差。 量结果的平均值和相对偏差。

五、数据处理五、数据处理

注 意 事 项

11 、配置溶液时使用专用移液管，防止公用溶液污染。、配置溶液时使用专用移液管，防止公用溶液污染。

22 、配置溶液时严格定容至刻度线。、配置溶液时严格定容至刻度线。

33 、测定吸光度时，每改变一个波长，都应该用空溶液校零。、测定吸光度时，每改变一个波长，都应该用空溶液校零。

六、思考题六、思考题

1. 1. 邻二氮菲分光光度法测定微量铁时为何要加入盐酸羟胺溶液？邻二氮菲分光光度法测定微量铁时为何要加入盐酸羟胺溶液？

2. 2. 吸收曲线与标准曲线有何区别？在实际应用中有何意义？吸收曲线与标准曲线有何区别？在实际应用中有何意义？

3. 3. 透射比与吸光度两者关系如何？测定条件指哪些？透射比与吸光度两者关系如何？测定条件指哪些？

4. 4. 邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有哪些？邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有哪些？

5. 5. 加各种试剂的顺序能否颠倒？加各种试剂的顺序能否颠倒？

11 、双波长分光光度法的原理：当吸收光谱重叠的、双波长分光光度法的原理：当吸收光谱重叠的 aa 、、 bb 两组两组分共存时，若要消除分共存时，若要消除 aa 组分的干扰测定组分的干扰测定 bb 组分，可在组分，可在 aa 组组分的吸收光谱上选择两个吸收度相等的两波长分的吸收光谱上选择两个吸收度相等的两波长 λ1λ1 和和 λ2λ2 ，，测定混合物的吸光度差值。然后根据测定混合物的吸光度差值。然后根据 ΔAΔA 值计算值计算 bb 的含量。的含量。双波长分光光度法的关键是正确选择两波长双波长分光光度法的关键是正确选择两波长 λ1λ1 、、 λ2λ2 ，要，要求被测组分求被测组分 DD 在两波长处的△在两波长处的△ AA 足够大，而干扰组分足够大，而干扰组分 GG 和和背景在两波长应有相同的吸光度背景在两波长应有相同的吸光度 (△A=0)(△A=0) 。为满足上述要。为满足上述要求，一般是将求，一般是将 λ2λ2 选在待测组分的最大吸收波长，选在待测组分的最大吸收波长， λ1λ1是选是选在干扰组分等吸收波长。在干扰组分等吸收波长。

22 、怎样用双波长分光光度法测定水样中的全铁（总铁）和亚、怎样用双波长分光光度法测定水样中的全铁（总铁）和亚铁的含量？试拟出一简单步骤。铁的含量？试拟出一简单步骤。

七、实验延伸七、实验延伸