仪器分析实验课件.ppt

实验实验1 1 邻二氮菲分光光度法测定铁邻二氮菲分光光度法测定铁 一、实验目的：一、实验目的：一、实验目的：一、实验目的：1 1掌握邻二氮菲法测定铁的原理；掌握邻二氮菲法测定铁的原理；掌握邻二氮菲法测定铁的原理；掌握邻二氮菲法测定铁的原理；2 2了解分光光度计的构造；了解分光光度计的构造；了解分光光度计的构造；了解分光光度计的构造；3 3掌握分光光度计的正确使用；掌握分光光度计的正确使用；掌握分光光度计的正确使用；掌握分光光度计的正确使用；4 4学会工作曲线的制作和样品的测定学会工作曲线的制作和样品的测定学会工作曲线的制作和样品的测定学会工作曲线的制作和样品的测定二、实验原理：二、实验原理：二、实验原理：二、实验原理：邻二氮菲邻二氮菲(phen)和和Fe2+在在pH39的溶液中，生成一种稳定的的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合物橙红色络合物Fe(phen)32+，其，其lgK=21.3，508=1.1 104Lmol-1cm-1，铁含量在，铁含量在0.16gmL-1范围内遵守比尔定律。其吸收范围内遵守比尔定律。其吸收曲线如图所示。显色前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将曲线如图所示。显色前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将Fe3+全部还全部还原为原为Fe2+，然后再加入邻二氮菲，并调节溶液酸度至适宜的显，然后再加入邻二氮菲，并调节溶液酸度至适宜的显色酸度范围。有关反应如下：色酸度范围。有关反应如下：2Fe3+2NH2OHHC12Fe2+N2+2H2O+4H+2C1 用分光光度法测定物质的含量，一般采用标准曲线法，即用分光光度法测定物质的含量，一般采用标准曲线法，即配制一系列浓度的标准溶液，在实验条件下依次测量各标配制一系列浓度的标准溶液，在实验条件下依次测量各标准溶液的吸光度准溶液的吸光度(A)，以溶液的浓度为横坐标，相应的吸，以溶液的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。在同样实验条件下，测定光度为纵坐标，绘制标准曲线。在同样实验条件下，测定待测溶液的吸光度，根据测得吸光度值从标准曲线上查出待测溶液的吸光度，根据测得吸光度值从标准曲线上查出相应的浓度值，即可计算试样中被测物质的质量浓度。相应的浓度值，即可计算试样中被测物质的质量浓度。T 取值为取值为0.0%100.0%全部吸收全部吸收全部吸收全部吸收T=0.0%T=0.0%全部透射全部透射全部透射全部透射T=100.0%T=100.0%透光度（透射比）：透光度（透射比）：吸光度吸光度A:1706年，朗伯研究发现，年，朗伯研究发现，Ab；1852年，比尔研究发现，年，比尔研究发现，Ac朗伯比尔定律朗伯比尔定律朗伯比尔定律的物理意义：当一束平行单色光垂直照射到均朗伯比尔定律的物理意义：当一束平行单色光垂直照射到均匀、非散射的吸光物质的溶液时，溶液的吸光度与匀、非散射的吸光物质的溶液时，溶液的吸光度与吸光物质的吸光物质的浓度浓度及及液层厚度液层厚度成正比。成正比。吸光度具有加和性吸光度具有加和性三、仪器和试剂：三、仪器和试剂：三、仪器和试剂：三、仪器和试剂：(1)0.1 gL(1)0.1 gL-1-1铁标准储备液准确称取铁标准储备液准确称取铁标准储备液准确称取铁标准储备液准确称取0.7020 g 0.7020 g NHNH4 4Fe(SOFe(SO4 4)2 26H6H2 2OO置于烧杯中，加少量水和置于烧杯中，加少量水和置于烧杯中，加少量水和置于烧杯中，加少量水和20 mL 20 mL 1:1H1:1H2 2SOSO4 4溶液，溶解后，定量转移到溶液，溶解后，定量转移到溶液，溶解后，定量转移到溶液，溶解后，定量转移到1L1L容量瓶中，用水稀释容量瓶中，用水稀释容量瓶中，用水稀释容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。至刻度，摇匀。至刻度，摇匀。至刻度，摇匀。(2)10(2)10-3-3 molL molL-1-1铁标准溶液铁标准溶液铁标准溶液铁标准溶液 可用铁储备液稀释配制。可用铁储备液稀释配制。可用铁储备液稀释配制。可用铁储备液稀释配制。(3)100 gL(3)100 gL-1-1盐酸羟胺水溶液盐酸羟胺水溶液盐酸羟胺水溶液盐酸羟胺水溶液 用时现配。用时现配。用时现配。用时现配。(4)1.5 gL(4)1.5 gL-1-1邻二氮菲水溶液邻二氮菲水溶液邻二氮菲水溶液邻二氮菲水溶液 避光保存，溶液颜色变暗时即避光保存，溶液颜色变暗时即避光保存，溶液颜色变暗时即避光保存，溶液颜色变暗时即不能使用。不能使用。不能使用。不能使用。(5)1.0 molL(5)1.0 molL-1-1乙酸钠溶液。乙酸钠溶液。乙酸钠溶液。乙酸钠溶液。(6)0.1 molL(6)0.1 molL-1-1氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液。组成部分：光源，单色器，吸收池，检测器，显示装置组成部分：光源，单色器，吸收池，检测器，显示装置可见光区采用钨灯光源，玻璃吸收池，单色器为光栅可见光区采用钨灯光源，玻璃吸收池，单色器为光栅四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：在序号为在序号为16的的6只只50 mL容量瓶中，用吸量管分别加入容量瓶中，用吸量管分别加入0，0.20，0.40，0.60，0.80，1.0 mL铁标准溶液铁标准溶液(含铁含铁0.1 gL-1)，分别加入，分别加入1 mL 100 gL-1盐酸羟胺溶液，摇匀后放置盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min，再各加入，再各加入2 mL 1.5 gL-1邻二氮菲溶液、邻二氮菲溶液、5 mL 1.0 molL-1乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。1显色标准溶液的配制显色标准溶液的配制 在分光光度计上，用在分光光度计上，用1 cm吸收池，以吸收池，以试剂空白溶液试剂空白溶液(1号号)为为参比参比，在，在440560 nm之间，每隔之间，每隔10 nm测定一次待测溶液测定一次待测溶液(5号号)的吸光度的吸光度A，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，从而收曲线，从而选择测定铁的最大吸收波长选择测定铁的最大吸收波长。2吸收曲线的绘制吸收曲线的绘制 比色皿的使用中，每改变一次试液浓度，比色皿都要洗干净比色皿的使用中，每改变一次试液浓度，比色皿都要洗干净 四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：在在7只只50 mL容量瓶中，各加容量瓶中，各加2.0 mL 10-3 molL-1铁标准溶铁标准溶液和液和1.0 mL 100 gL-1盐酸羟胺溶液，摇匀后放置盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min。分。分别加入别加入0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，2.0，4.0 mL 1.5 gL-1邻二邻二氮菲溶液，再各加氮菲溶液，再各加5.0 mL1.0 molL-1 乙酸钠溶液，以水稀乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。释至刻度，摇匀。以水为参比以水为参比，在选定波长下在选定波长下测量各溶液测量各溶液的吸光度。以显色剂邻二氮菲的体积为横坐标、相应的吸的吸光度。以显色剂邻二氮菲的体积为横坐标、相应的吸光度为纵坐标，绘制吸光度显色剂用量曲线，确定显色光度为纵坐标，绘制吸光度显色剂用量曲线，确定显色剂的用量。剂的用量。3显色剂用量的确定显色剂用量的确定四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：在在9只只50 mL容量瓶中各加入容量瓶中各加入2.0 mL10-3 molL-1铁标准溶液铁标准溶液和和1.0 mL 100 molL-1盐酸羟胺溶液，摇匀后放置盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min。各。各加加2 mL 1.5 gL-1邻二氮菲溶液，然后从滴定管中分别加入邻二氮菲溶液，然后从滴定管中分别加入0，2.00，5.00，8.00，10.00，20.00，25.00，30.00，40.00 mL 01 molL-1NaOH溶液摇匀，以水稀释至刻度，摇匀。溶液摇匀，以水稀释至刻度，摇匀。用用精密精密pH试纸试纸测量各溶液的测量各溶液的pH。以水为参比以水为参比，在选定波长下在选定波长下，用，用1 cm吸收池测量各溶液的吸收池测量各溶液的吸光度。绘制吸光度。绘制ApH曲线，确定适宜的曲线，确定适宜的pH范围。范围。4溶液适宜酸度范围的确定溶液适宜酸度范围的确定四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：移取移取2.0 mL 10-3 molL-1铁标准溶液于铁标准溶液于50 mL容量瓶中，容量瓶中，加入加入1.0 mL 100 gL-1盐酸羟胺溶液混匀后放置盐酸羟胺溶液混匀后放置2 min。2.0 mL 1.5 gL-1邻二氮菲溶液和邻二氮菲溶液和5.0 mL 1.0 molL-1。乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。以水为参比，在乙酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。以水为参比，在选定波长下，用选定波长下，用1 cm吸收池，每放置一段时间测量一次吸收池，每放置一段时间测量一次溶液的吸光度。溶液的吸光度。放置时间：放置时间：5 min，10 min，30 min，1 h，2 h，3 h。以放置时间为横坐标、吸光度为纵坐标绘制以放置时间为横坐标、吸光度为纵坐标绘制At曲线，曲线，对络合物的稳定性作出判断。对络合物的稳定性作出判断。5络合物稳定性的研究络合物稳定性的研究 四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：四、实验步骤：以步骤以步骤1中中试剂空白溶液试剂空白溶液(1号号)为参比，用为参比，用1cm吸收池，吸收池，在选定波长下在选定波长下测定测定26号各显色标准溶液的吸光度。号各显色标准溶液的吸光度。在坐标纸上，以铁的浓度为横坐标，相应的吸光度为在坐标纸上，以铁的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。纵坐标，绘制标准曲线。6标准曲线的测绘标准曲线的测绘试样溶液取试样溶液取20mL按步骤按步骤1显色后，显色后，在相同条件下在相同条件下测量测量吸光度，由标准曲线计算试样中微量铁的质量浓度。吸光度，由标准曲线计算试样中微量铁的质量浓度。7铁含量的测定铁含量的测定试剂的加入必须按顺序进行；试剂的加入必须按顺序进行；定容后必须充分摇匀后进行测量；定容后必须充分摇匀后进行测量；分光光度计必须预热分光光度计必须预热30min，稳定后才能进行测量；，稳定后才能进行测量；比色皿必须配套，装上待测液后透光面必须擦拭干净；比色皿必须配套，装上待测液后透光面必须擦拭干净；切勿用手接触透光面；切勿用手接触透光面；在进行条件试验时，每改变一次试液浓度，比色皿都在进行条件试验时，每改变一次试液浓度，比色皿都要洗干净；要洗干净；同一组溶液必须在同一台仪器上测量；同一组溶液必须在同一台仪器上测量；标准曲线的质量是测定准确与否的关键，标准系列溶标准曲线的质量是测定准确与否的关键，标准系列溶液配制时，必须严格按规范进行操作液配制时，必须严格按规范进行操作待测溶液一定要在工作曲线线形范围内，如果浓度超待测溶液一定要在工作曲线线形范围内，如果浓度超出直线的线性范围，则有可能偏离朗伯出直线的线性范围，则有可能偏离朗伯-比耳定律是光比耳定律是光吸收的基本定律，就不能使用吸光光度法测定。吸收的基本定律，就不能使用吸光光度法测定。实验注意事项：实验注意事项：实验注意事项：实验注意事项：思考题思考题思考题思考题 1用邻二氮菲测定铁时，为什么要加入盐酸羟胺用邻二氮菲测定铁时，为什么要加入盐酸羟胺?其作其作用是什么用是什么?试写出有关反应方程式。试写出有关反应方程式。2根据有关实验数据，计算邻二氮菲一根据有关实验数据，计算邻二氮菲一Fe()络合物在络合物在选定波长下的摩尔吸收系数。选定波长下的摩尔吸收系数。3在有关条件实验中，均以水为参比，为什么在测绘在有关条件实验中，均以水为参比，为什么在测绘标准曲线和测定试液时。要以试剂空白溶液为参比标准曲线和测定试液时。要以试剂空白溶液为参比?数据记录及处理数据记录及处理数据记录及处理数据记录及处理使用计算机使用计算机Excel表格进行表格进行 实验完毕，将所有器皿（容量瓶、比色池）洗干净实验完毕，将所有器皿（容量瓶、比色池）洗干净实验完毕，将所有器皿（容量瓶、比色池）洗干净实验完毕，将所有器皿（容量瓶、比色池）洗干净注意事项：注意事项：注意事项：注意事项：实验考查：实验考查：实验考查：实验考查：混合碱的分析混合碱的分析混合碱的分析混合碱的分析