分光光度计测试铁

偌水叁阡

2011/09/27

私聊

紫外可见分光光度计（UV）

分光光度法测铁

一、教学要求

1、练习使用移液管、容量瓶

2、掌握用磺基水杨酸显色法测定铁的原理和方法。

3、掌握上海佑科722型分光光度计的使用方法。

二、预习内容

1、了解上海佑科722型分光光度计构造

2、掌握上海佑科722型分光光度计使用方法及注意事项；

3、查出不同pH值时，Fe³⁺与磺基水杨酸形成配合物的情况；

4、理解工作曲线的制作及意义；

5、容量瓶和移液管的规格、使用；

三、基本操作

1、容量瓶的使用

（1）定义：

容量瓶是一种细颈梨形平底玻璃瓶，主要用于配制准确浓度的溶液或定量的稀释溶液。

（2）使用前检漏：

加水至标线附近，盖好瓶塞后，左手用食指按住塞子，其余手指拿住瓶颈标线以上部分，右手指尖托住瓶底，将瓶倒立2分钟，如不漏水，将瓶直立，转动瓶塞180°，再倒立2分钟，如不漏可使用。（使用中，玻璃塞不应放在桌面上，以免玷污，操作时可用一手的食指和中指夹瓶塞的扁头，当操作结束后随手将瓶盖盖上，也可用橡皮筋或细绳将瓶塞系在瓶颈上）。

（3）洗涤：

一般先用自来水洗，最后用蒸馏水水洗3次备用。

（4）定量稀释溶液：

用移液管移取一定体积的溶液于容量瓶中，加水至距标线约1cm处，等1～2分钟，使附在瓶颈内壁的溶液流下后，再用滴管滴加水至弯液面下缘与标线相切，然后盖上瓶塞，左手用食指按住塞子，其余手指拿住瓶颈标线以上部分，右手指尖托住瓶底，将容量瓶倒转，使气泡上升到顶，使瓶振荡，正立后再次倒转进行振荡，如此反复15～20次以上，使瓶内溶液混合均匀。

（5）溶液的配制：

将准确称量的待溶固体置于小烧杯中，加水溶解，然后将溶液定量转入容量瓶中。定量转移溶液时，右手拿玻璃棒，左手拿烧杯，使烧杯嘴紧靠玻璃棒，玻璃棒的下端靠在瓶颈内壁上，使溶液沿玻璃棒和内壁流入容量瓶中，烧杯中溶液流完后，将烧杯沿玻璃棒向上提，并逐渐竖直烧杯，将

溶液的转移容量瓶的拿法

玻璃棒放回烧杯，用洗瓶冲洗玻璃棒和烧杯壁数次，将洗液用如上方法定量转入容量瓶中，定量转移完成后就可以加蒸馏水稀释，当蒸馏水加至容量瓶鼓肚的四分之三处时，塞上塞子，用右手食指和中指夹住瓶塞，将瓶拿起，按同一方向轻轻摇转，使溶液初步混合均匀（注意不能倒转），继续加蒸馏水至距标线约1cm处，等1～2分钟，使附在瓶颈内壁的溶液流下后，再用滴管滴加水至弯液面下缘与标线相切，然后盖上瓶塞，左手用食指按住塞子，其余手指拿住瓶颈标线以上部分，右手指尖托住瓶底，将容量瓶倒转，使气泡上升到顶，使瓶振荡，正立后再次倒转进行振荡，如此反复15～20次以上，使瓶内溶液混合均匀。

2、上海722型光栅分光光度计的使用方法

（1）使用仪器前，使用者应该首先了解本仪器的结构和工作原理。以及各个操作旋钮之功能。在未接通电源前，应该对仪器的安全性进行检查，电源线接线应牢固。通地要良好，各个调节旋钮的起始位置应该正确，然后再接通电源开关。仪器在使用前先检查一下，放大器暗盒的硅胶干燥筒（在仪器的左侧），如受潮变色，应更换干燥的蓝色硅胶或者倒出原硅胶，烘干后再用。

（2 ）将灵敏度旋钮调置“1”档（放大倍率最小）。

（3）开启电源，指示灯亮，选择开关置于“T”，波长调至测试用波长。仪器预热20分钟。

（4）打开试样室盖（光门自动关闭），调节“0”旋钮，使数字显示为“00.0”，盖上试样室盖，将比色皿架置与蒸馏水校正位置，使光电管受光，调节透过率“100%”旋钮，使数字显示为“100.0”。

（5）如果显示不到“100.0”，则可适当增加微电流放大器的倍率档数，但尽可能置低倍率档使用，这样仪器将有更高的稳定性。但改变倍率后必须按(4)重新校正“0”和“100%”。

（6）预热后，按(4)连续几次调整“0”和“100%”，仪器即可进行测定工作。

（7）吸光度A的测量按(4)调整仪器的“00.0”和“100%”，将选择开关置于“A”，调节吸光度调零旋钮，使得数字显示为“.000”，然后将被测样品移入光路，显示值即为被测样品的吸光度值。

（8）浓度C的测量：选择开关由“A”旋置“C”，将已标定浓度的样品放入光路，调节浓度旋钮，使得数字显示为标定值，将被测样品放入光路，即可读出被测样品的浓度值。

（9）如果大幅度改变测试波长时，在调整“0”和“100%”后稍等片刻，（因光能量变化急剧，光电管受光后响应缓慢，需一段光响应平衡时间），当稳定后，重新调整“0”和“100%”即可工作。

（10）每台仪器所配套的比色皿，不能与其它仪器上的比色皿单个调换。吸水纸将附着在比色皿外壁的溶液擦干，切勿动作太重，以免透光面产生划痕。手只能拿比色皿的毛玻璃面；

（11）为防止光电管疲劳，不测定时，将比色皿的暗箱盖打开。连续使用时间不得超过2h，最好间歇半小时，再继续使用；

（11）本仪器数字表后盖，有信号输出0～1000MV，插座1脚为正，2脚为负接地线。

图1 仪器外形图

1．数字显示器 2．吸光度调零旋钮 3．选择开关 4．吸光度调斜率电位器

5．浓度旋钮 6．光源室 7．电源开关 8．波长手轮

9．波长刻度窗 10．试样架拉手 11．100%T旋钮 12．0%T旋钮

13．灵敏度调节旋钮 14．干燥器

图2 仪器后视图
1．1.5A保险丝 2．电源插头 3．外接插头

四、实验原理

磺基水杨酸是分光光度法测定铁的有机显色剂之一。磺基水杨酸（简式为H₃R）与Fe³⁺可以形成稳定的配合物，因溶液pH的不同，形成配合物的组成也不同。在 pH=9～11.5 的 NH₃.H₂O-NH₄Cl 溶液中，Fe³⁺与磺基水杨酸反应生成三磺基水杨酸铁黄色配合物。

+ Fe³⁺

该配合物很稳定, 试剂用量及溶液酸度略有改变都无影响。Ca²⁺、 Mg²⁺、 Al³⁺ 等与磺基水杨酸能生成无色配合物, 在显色剂过量时, 不干扰测定。F^-、 NO₃^-、 PO₄^3- 等离子对测定无影响。Cu²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺ 等离子大量存在时干扰测定。由于Fe²⁺在碱性溶液中易被氧化，所以。本法所测定的铁实际上是溶液中铁的总含量。

磺基水杨酸铁配合物在碱性溶液中的最大吸收波长为 420nm, 故在此波长下测量吸光度。

五、实验步骤

1、进入实验室，将实验要用到的有关仪器从仪器橱中取出，把玻璃器皿按洗涤要求洗涤干净备用。（思考题1）

2、工作曲线的绘制

在6 只 5Oml 容量瓶中, 用吸量管分别加入0.00 、1.00、 2.00、3.00、4.00 、5.00

一直浓度为0.05mg/L的铁盐标准溶液（思考题2）, 各加 4ml 10% NH₄Cl溶液（思考题3）和2ml 2%磺基水杨酸溶液, 滴加氨水(1+10)直到溶液变黄色后（思考题4）, 再多加4ml（思考题5）, 加水稀释至刻度（思考题6）, 摇匀（思考题7）。用分光光度计于420m波长下, 以试剂空白作参比溶液（思考题8）, 调节透光度为100%, 测出各标准溶液的吸光度（思考题9）。以吸光度为纵坐标, 铁含量为横坐标, 绘制工作曲线。

表1 作工作曲线所配的系列溶液

序号

项目

1
2
3
4
5
6

加入铁标准液体积/mL

0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00

10%的NH₄Cl /mL

4.00

2%磺基水杨酸/mL

2.00

氨水（1+10）滴至黄色多加/mL

4.00

3、试液中铁含量的测定

用吸量管加待测试液 5.OOml于 50ml容量瓶中, 在与标准溶液相同条件（思考题10）, 按上述方法显色, 测量其吸光度。从工作曲线中查得相应的铁含量, 计算原试液中铁的含量。

思考题1：容量瓶洗涤干净的标准是什么？

思考题2：标准溶液是否要准确移取？

思考题3：加NH₄Cl的作用是什么？

思考题4：为什么要用氨水滴至溶液呈黄色？

思考题5：多加4 mL氨水的作用是什么？

思考题6：容量瓶定容时，如何定容到刻度？

思考题7：容量瓶怎样摇匀？

思考题8：如何确定参比溶液？

思考题9：在吸光度的测量中，为了减小误差，应控制吸光度在什么范围内？

思考题10：为什么待测溶液与标准溶液的测定条件要相同？

思考题答案：

1、要求管壁湿润洁净，不挂水珠。

2、在工作曲线法中，要求配制一系列标准浓度的铁样，所以要准确移取。

3、为了组成缓冲溶液。

4、调至黄色为了得到我们要测定的1：3配合物。磺基水杨酸与Fe³⁺ 形成的配合物在不同的pH下，配位比不同，产物颜色也不同，我们需要在pH=9~ 11.5下测定黄色3：1配位比的产物。

5、形成缓冲溶液。

6、加水至距标线约1cm处，等1～2分钟，使附在瓶颈内壁的溶液流下后，再用滴管滴加水至弯液面下缘与标线相切。

7、盖上瓶塞，左手用食指按住塞子，其余手指拿住瓶颈标线以上部分，右手指尖托住瓶底，将容量瓶倒转，使气泡上升到顶，使瓶振荡，正立后再次倒转进行振荡，如此反复15～20次以上，使瓶内溶液混合均匀。

8、由于所用试剂均为无色，不过造成吸收，所以选用1号试剂空白作为参比。

9、02.~~0.8 。

10、使测定的离子强度相同，减小测量误差。

六、数据处理

表2 标准曲线法数据记录及结果

溶液

标1

标2

标3

标4

标5

标6

试液

ρ（P）/ mg/L

吸光度A

根据记录结果以吸光度为纵坐标, 铁含量为横坐标, 绘制工作曲线，从工作曲线上查出原试液中铁的含量（）mg/L

七、存在的问题和注意事项

1. 在用磺基水杨酸铁测定Fe3+ 时，在pH=10时形成的配合物稳定，且不容易受干扰，所以在pH=9~ 11.5下测定黄色3：1配位比的产物，pH对实验成败很关键，用NH₃-NH₄Cl作为缓冲溶液

2. 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形范围，则有可能偏离朗伯-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。

3. 用移液管移取试剂，注意顺序，并且不能混用移液管

4.比色皿的使用中，每改变一次试液浓度，比色皿都要洗干净

八、测试题（附答案）

测试题1：在磺基水杨酸显色法测铁的实验中，加入过量的显色剂会给实验带来很大误差；

A. 正确； B. 错误；

测试题2：在本实验显色过程中，不加氨水溶液是（）色。A.黄色； B.红褐色；C绿色。

测试题3：测定时，比色皿要用被测溶液润洗2~3次，以避免被测溶液浓度改变。（）

A. 正确； B. 错误；

测试题4：测量试液的吸光度时，如果吸光度值不在要求的读书范围内，采取（）措施。

A. 改变试液的浓的； B. 改变吸收池的厚度；C.改变参比溶液 D.换台仪器

测试题5：如果我们的待测液，不在工作曲线上，我们可以利用延长线发在工作曲线上查出其浓度。（） A. 正确； B. 错误；

测试题6：在一次测定中，每测一个样品都要调节分光光度计A=0（） A. 正确； B. 错误；

测试题答案：

1、（ B ）；2、（ B ）；3、（ A ）；4、（A B ）；5、（ B ）；6、（ B ）；

分
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序号项目	1	2	3	4	5	6
加入铁标准液体积/mL	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
10%的NH₄Cl /mL	4.00
2%磺基水杨酸/mL	2.00
氨水（1+10）滴至黄色多加/mL	4.00

溶液	标1	标2	标3	标4	标5	标6	试液
ρ（P）/ mg/L
吸光度A