山东第一医科大学（泰山医学院）：《基础化学》课程教学资源（实验指导，打印版）分光光度法测定铁含量

实验分光光度法测定铁含量 一、试验目的 1.学习分光光度法原理及分光光度计的使用方法。 2.掌握分光光度法测定有色物质时最大吸收波长的选择。了解吸收光谱绘制 方法。 3.学习磺基水杨酸法和邻二氮菲法测定铁含量时工作曲线的绘制及铁含量测 定方法。 二、试验原理 1.物质对光的选择性吸收原理 当一束光照射到某物质或某溶液时，组成该物质的分子、原子或离子等粒 子接受光的能量，使这些粒子中的电子由低能量的轨道跃迁到高能量轨道，也 就是说：由基态转变为激发态。这个过程就是物质对光的吸收。 由于分子、离子或原子的能级是量子化的，只有光子的能量(m)与被照 射物质粒子的基态和激发态能量之差(A)相等时，才能被吸收。 光的能量与波长成反比，波长越短，能量越高。 单一波长的光称为单色光，由不同波长组成的光称为复色光。 2.吸光度A 一束强度为1，的单色光通过颜色均匀有色溶液时，一部分能量的光被吸收( I)，一部分透过溶液(1)，还有一部分被吸收池表面反射(Ir)。所以： I。=I.+I+I。 将被测溶液和参比（空白）溶液分别置于两个同样材料和厚度的吸收池中 ,所以反射光L、可被忽略或相互抵消。上式可简化为： =1+1, 透射光的强度I,与入射光的强度I,之比称为透光率(transmittance)用符

号“T”表示 1吃 T越大，溶液对光的吸收就越少：T越小，溶液对光的吸收就越多 透光率的负对数称为吸光度，用符号“A”表示。 A=-g7=g2 A越大，溶液对光的吸收就越多。 不同波长（入）的单色光依次通过有色溶液，测量该溶液对不同波长（入）的 单色光的吸收程度，即吸光度(absorbance)。 实验结果证明：有色溶液对光的吸收程度(A)与溶液的浓度和光穿过的 液层厚度的乘积成正比。这一定律称为朗伯-比尔(L,ambert--Beer)定律： A=abp 式中：a为质量吸光系数，单位为L·g·cm。 当波长一定时，它是有色物质的一个特征常数，比色皿的大小一定时液层 厚度也是一定的。所以吸光度(A)只与浓度()有关。 3.吸收光谱曲线 以波长入为横坐标，吸光度Λ为纵坐标作图，可得一条曲线，即为吸收光谱 或称为吸收曲线。吸收光谱中，吸光度最大处的波长为最大吸收波长，用“ 入max”表示。若在最大吸收波长处测定溶液吸光度时，灵敏度最高。 3.磺基水杨酸法测定Fe含量 磺基水杨酸是测铁的常用试剂，在pH为4.0一8.0的条件下，与Fe离子生成稳定 的橙红色配合物，F浓度与生成有色配合物对可见光的吸光度成正比。其反应

如下： (橙红色 4.邻二氮菲法测定Fe含量 邻二氨菲是目前应用分光光度计测定微量铁的常用试剂，在H为29的范围 内的溶液中可与F阳2离子生成稳定的红色配合物： 该配合物的稳定性较高，最大吸收波长λ为508m,摩尔吸光度系数E =l.1×10 mol-Lcm,并且对光的吸收很好地符合Lambert-Beer定律。 该法是测定溶液Fe离子的浓度，因此，在测定过程中需加还原剂将Fe离 子转化为Fe“离子。本试验用盐酸羟胺作还原剂，反应如下： 2Fe3+2Nl,0I+20→2Fe+N↑+4H0 三、仪器与药品 仪器：10l容量瓶分光光度计10m吸量管KJ-可调控连续加液管擦镜纸。 药品：pH4.7的缓冲溶液0.10gL标准Fe溶液0.20 mo1-L-HNO, 0.25moL磺基水杨酸。1.0 mol-L NaAc待测佚溶液。8.0 mmol-L 邻二氨菲（新鲜配制）1.5mo1L盐酸羟胺（临时用配制）。 四、试验步骤

1.最大吸收波长的确定 (1)配制标准溶液 用四个10L容量瓶编号后按下表配制标准溶液 (2)在不同波长处测定溶液的吸光度 将上述配好的溶液摇匀后，在分光光度计上进行测定（操作方法见附录） 。以1号溶液为空白，在波长400~520nm范围内，每隔10nm测定一次2号、3号、 4号溶液的吸光度。测定过程中，每变换一次波长，都应调整零点及百分透光率 (100%)。记录各波长处溶液的吸光度(A),然后以吸光度为纵坐标、波长为横 坐标绘制吸收曲线，从而选择出磺酸基水杨酸测定F“的最大吸收波长。 2.磺基水杨酸法测定Fe含量 (1)标准溶液配制 取6个10ml容量瓶编号后按下表配制标淮溶液，摇匀放置20mi后，测定吸光度 编号 12 3456 Fe标准溶液/ml 0.00 0.10 0.200.30 0.40 0.50 0.2mol-L'HNO./mL 0.50 0.40 0.300.200.100.00 磺基水杨酸/L 1.001.00 1.001.001.001.00 缓冲溶液(pH4.7)/mL 1.00 1.00 1.001.001.001.00 加蒸馏水至总体积/l 10.00 10.00 10.0010.0010.00 10.00 最终铁浓度/gL 吸光度A (2)标准曲线的制作

容量瓶号 1 2 3 4 标准Fe“溶波/l 0.00 0.20 0.30 0.50 0.2 mol-L-HNO /mL 0.50 0.30 0.20 0.00 0.25molL磺基水杨酸/ml. 1.00 1.00 1.00 1.00 pH=4.7的缓冲溶液/mL 1.00 1.00 1.00 1.00 加蒸馏水至总体积/mL 10.00 10.00 10.00 10.00 在分光光度计上，用1cm比色皿在460m波长处以1号溶液为空白，分别测定 标准溶液的吸光度。然后以吸光度为纵坐标、溶液浓度为横坐标绘制工作曲线 (3)未知液测定 吸取待测铁溶液5.00mL置于10ml容量瓶中，加入0.50ml0.2molL HN0溶液、1.00mL.0.25molL'磺基水杨酸、1.00ml pH4.7的缓冲溶液，用蒸馏水稀释到刻度，摇匀，放置20mi后，按上述方法测 定吸光度。在标准曲线上查出对应铁的浓度 c,(gL),未知溶液浓度可由下式算出。 c件=c,7屏 式中：V#为测定未知液稀释时所用容量瓶体积： V为所取原未知液的体积。 也可以在做图时将各标准溶液的浓度均乘以V容XV,也可以在标准曲线上 直接查出未知液的浓度。 3.邻二氮菲法测定Fe“含量 (1)标准溶液配制 取6个10ml容量瓶编号后，按下表配制标准溶液

编 号 12 3456 下e"标准溶液/l 0.000.10 0.200.300.400.50 1.5mo1L盐酸羟胺/ml0.500.500.500.500.500.50 邻二氮菲/ml 1.001.00 1.001.001.001.00 1 mol-L"NaAC /mL. 2.502.50 2.502.502.502.50 加蒸馏水至总体积/ml10.0010.00 10.0010.0010.0010.00 最终铁浓度/gL 吸光度A (2)标准曲线的制作 将标准溶液配制好后，放置15min,在分光光度计上，用1cm比色皿在508nm波长 处以1号溶液为空白，分别测定标准溶液的吸光度。然后以吸光度A为纵坐标、F e离子浓度为横坐标绘制工作曲线。 (3)未知液测定 吸取待测铁溶液1.00ml置于10ml容量瓶中，加入0.50ml1.5molL 盐酸羟胺、1.00mL8 mmol-L邻二氮菲溶液、2.50mL1molL e会 aAC溶液，用蒸馏水稀释到刻度，摇匀，在508nm波长处，以1号溶液为空白， 测定其吸光度。在标准曲线上查出对应铁的浓度℃，(gL 1),未知溶液浓度可由下式 式中：V为测定未知液稀释时所用容量瓶体积： V为所取原未知液的体积。 也可以在做图时将各标准溶液的浓度均乘以VX,也可以在标淮曲线上直接 查出未知液的浓度。 五、问题与讨论

1.为什么每次变动波长都应重新调节零点及百分透光度？ 2.为什么配制铁的标淮溶液时0添加量依次降低？ 2.用磺基水杨酸测铁时为什么选择波长为460加m?邻二氮菲法为什么选择 波长为508nm?