邻二氮菲分光光度法测定微量铁
一、实验目的
⒈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； ⒉掌握TU-1901型分光光度计的使用方法，并了解此仪器的主要构造。
二、实验原理
1.邻二氮菲可测定试样中铁的总量的条件和依据：邻二氮菲亦称邻菲咯啉
（简写phen ），是光度法测定铁的优良试剂。在pH=2～9的范围内，邻二氮菲
与二价铁生成稳定的桔红色配合物（（Fe(phen)3）2+）。
Fe2+ + 3phen = [Fe(phen)3]2+
2.本试验测定工业盐酸中铁含量的原理：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，即工业盐酸 中铁的含量。
3. 确定适宜的条件的原因：在可见光分光光度法的测定中，通常是将被测物 与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质的含量。 因此，显色条件的完全程度和吸光度的测量条件都会影响到测量结果的准确性。 为了使测定有较高的灵敏度和准确性，必须选择适宜的显色反应条件和仪器测量 条件。通常所研究的显色反应条件有显色温度和时间，显色剂用量，显色液酸度， 干扰物质的影响因素及消除等，但主要是测量波长和参比溶液的选择。对显色剂 用量和测量波长的选择是该实验的内容。
4. 如何确定适宜的条件：条件试验的一般步骤为改变其中一个因素，暂时固
定其他因素，显色后测量相应溶液吸光度，通过吸光度与变化因素的曲线来确定 适宜的条件。
三、仪器试剂
⒈仪器：TU-1901型分光光度计；1cm 吸收池；10mL 吸量管；50mL 比色管(7个) 。 ⒉试剂：1.0×10-3 mol·L -1 铁标准溶液；100μg ·mL -1铁标准溶液；0.15%
邻二氮菲水溶液；10%盐酸羟胺溶液（新配）；1mol ·L -1乙酸钠溶液；1 mol·L -1 NaOH 溶液；6 mol·L -1 HCl（工业盐酸试样）。
四、实验步骤
（一）准备工作
打开仪器电源开关，预热，调解仪器。
（二）测量工作
⒈吸收曲线的绘制和测量波长的选择
用吸量管吸取2.00 mL 1.0×10-3mol ·L -1铁标准溶液，注入50mL 比色管中，
加入1.00mL 10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2.00 mL 0.15%邻二氮菲溶液，5.0 mL NaAc 溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用1 cm比色皿，采用试剂溶液为参比 溶液，在440～560 nm 间，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，确 定最大吸收波长。
⒉显色剂条件的选择（显色剂用量）
在6只5mL 比色管中，各加入2mL1.0×10-3 mol·L-1 铁标准溶液，1mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0.10、050、1.00、2.00、3.00、4.00mL0.15%邻二氮菲水溶液，然后加入5.0mL1 mol·L-1乙酸钠溶液，以水稀释至刻度线摇匀。作待测溶液。
另6只5mL 比色管中，各加1mL10%盐酸羟胺溶液。分别加入0.10、050、1.00、2.00、
-13.00、4.00mL0.15%邻二氮菲水溶液，然后加入5.0mL1 mol·L乙酸钠溶液，以水稀释
至刻度线摇匀。做参比溶液。
带测溶液与参比溶液一一对应。将第一组的参比液装入吸收池中，点击校零。将其中一个参比液继续放置充当参比，将另一个取出重装待测液后，点击开始。记录此时的
吸光度。重复实验:校零、测量，直至得出吸光度与邻二氮菲用量的关系。选择吸光度最大时对应的邻二氮菲用量继续第三步操作。
⒊工业盐酸中铁含量的测定
⑴标准曲线的制作
标准曲线的制作: 在6支50 mL比色管中，分别加入0.00、0.60、0.80、1.00 、
1.20、1.40mL 100 g/mL铁标准溶液，再加入1.00 mL10%盐酸羟胺溶液，2.00 mL0.15%邻二氮菲溶液和5.0 mL NaAc 溶液，以水稀释至刻度摇匀。用空白参比校零一次，开始测量接下来6组铁浓度不同溶液的吸光度。以C （Fe 2+）为横坐标，吸光度为纵坐标作图，并得出趋势线。
⑵试样测定
准确吸取适量工业盐酸三份，按标准曲线的操作步骤，测定其吸光度
五、实验数据记录与处理
吸光度与邻二氮菲用量的关系图
标准曲线绘制
工业盐酸中铁的含量的计算
y=0.222,解得x=0.9937g·mL
m(Fe2+)=0.9937 g·mL -1×50mL=49.69g
C（Fe 2+）=49.69g÷4.0mL=12.42g·mL -1
-1所以，可以得到工业盐酸中铁的含量为12.42g ·mL -1
六、实验注意事项
⒈不能颠倒各种试剂的加入顺序。
⒉读数据时要注意A 和T 所对应的数据。透射比与吸光度的关系为:A=log(I0/I)=
log(1/T)；测定条件指：测定波长和参比溶液的选择。
⒊最佳波长选择好后不要再改变。
⒋每次测定前要注意调满刻度。
七、思考题
⒈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？
答：工业盐酸中含有Fe 2+和Fe 3+，其中Fe 2+与邻二氮菲(phen)能生成稳定的 桔红色配合物[Fe(phen)3]2+此配合物的lgK 稳=21.3，摩尔吸光系数ε510 =1.1×104
L·mol-1·cm-1，而Fe 3+能与邻二氮菲生成3∶1配合物，呈淡蓝色，lgK 稳=14.1。所
以在加入显色剂之前，应用盐酸羟胺(NH2OH·HCl)将Fe 3+还原为Fe 2+，然后，进
行铁的总量的测定 。
2参比溶液的作用是什么？在本实验中可否用蒸馏水作参比？
答：参比溶液的作用是扣除背景干扰，不能用蒸馏水作参比，因为蒸馏水成分与试液成 分相差太远，只有参比和试液成分尽可能相近，测量的误差才会越小。
3邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有哪些？
答：邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有：酸度一般(PH=5~6)、温度、 邻二氮菲 的用量，显色时间等。
八、实验总结
通过本实验，学习了确定实验条件的方法，再次熟悉了可见分光光度法的测量原理和实验操作步骤, 掌握了邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理以及掌握TU-1901型分光光度计的使用方法。
邻二氮菲分光光度法测定微量铁
一、实验目的
⒈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； ⒉掌握TU-1901型分光光度计的使用方法，并了解此仪器的主要构造。
二、实验原理
1.邻二氮菲可测定试样中铁的总量的条件和依据：邻二氮菲亦称邻菲咯啉
（简写phen ），是光度法测定铁的优良试剂。在pH=2～9的范围内，邻二氮菲
与二价铁生成稳定的桔红色配合物（（Fe(phen)3）2+）。
Fe2+ + 3phen = [Fe(phen)3]2+
2.本试验测定工业盐酸中铁含量的原理：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，即工业盐酸 中铁的含量。
3. 确定适宜的条件的原因：在可见光分光光度法的测定中，通常是将被测物 与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质的含量。 因此，显色条件的完全程度和吸光度的测量条件都会影响到测量结果的准确性。 为了使测定有较高的灵敏度和准确性，必须选择适宜的显色反应条件和仪器测量 条件。通常所研究的显色反应条件有显色温度和时间，显色剂用量，显色液酸度， 干扰物质的影响因素及消除等，但主要是测量波长和参比溶液的选择。对显色剂 用量和测量波长的选择是该实验的内容。
4. 如何确定适宜的条件：条件试验的一般步骤为改变其中一个因素，暂时固
定其他因素，显色后测量相应溶液吸光度，通过吸光度与变化因素的曲线来确定 适宜的条件。
三、仪器试剂
⒈仪器：TU-1901型分光光度计；1cm 吸收池；10mL 吸量管；50mL 比色管(7个) 。 ⒉试剂：1.0×10-3 mol·L -1 铁标准溶液；100μg ·mL -1铁标准溶液；0.15%
邻二氮菲水溶液；10%盐酸羟胺溶液（新配）；1mol ·L -1乙酸钠溶液；1 mol·L -1 NaOH 溶液；6 mol·L -1 HCl（工业盐酸试样）。
四、实验步骤
（一）准备工作
打开仪器电源开关，预热，调解仪器。
（二）测量工作
⒈吸收曲线的绘制和测量波长的选择
用吸量管吸取2.00 mL 1.0×10-3mol ·L -1铁标准溶液，注入50mL 比色管中，
加入1.00mL 10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2.00 mL 0.15%邻二氮菲溶液，5.0 mL NaAc 溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用1 cm比色皿，采用试剂溶液为参比 溶液，在440～560 nm 间，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，确 定最大吸收波长。
⒉显色剂条件的选择（显色剂用量）
在6只5mL 比色管中，各加入2mL1.0×10-3 mol·L-1 铁标准溶液，1mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0.10、050、1.00、2.00、3.00、4.00mL0.15%邻二氮菲水溶液，然后加入5.0mL1 mol·L-1乙酸钠溶液，以水稀释至刻度线摇匀。作待测溶液。
另6只5mL 比色管中，各加1mL10%盐酸羟胺溶液。分别加入0.10、050、1.00、2.00、
-13.00、4.00mL0.15%邻二氮菲水溶液，然后加入5.0mL1 mol·L乙酸钠溶液，以水稀释
至刻度线摇匀。做参比溶液。
带测溶液与参比溶液一一对应。将第一组的参比液装入吸收池中，点击校零。将其中一个参比液继续放置充当参比，将另一个取出重装待测液后，点击开始。记录此时的
吸光度。重复实验:校零、测量，直至得出吸光度与邻二氮菲用量的关系。选择吸光度最大时对应的邻二氮菲用量继续第三步操作。
⒊工业盐酸中铁含量的测定
⑴标准曲线的制作
标准曲线的制作: 在6支50 mL比色管中，分别加入0.00、0.60、0.80、1.00 、
1.20、1.40mL 100 g/mL铁标准溶液，再加入1.00 mL10%盐酸羟胺溶液，2.00 mL0.15%邻二氮菲溶液和5.0 mL NaAc 溶液，以水稀释至刻度摇匀。用空白参比校零一次，开始测量接下来6组铁浓度不同溶液的吸光度。以C （Fe 2+）为横坐标，吸光度为纵坐标作图，并得出趋势线。
⑵试样测定
准确吸取适量工业盐酸三份，按标准曲线的操作步骤，测定其吸光度
五、实验数据记录与处理
吸光度与邻二氮菲用量的关系图
标准曲线绘制
工业盐酸中铁的含量的计算
y=0.222,解得x=0.9937g·mL
m(Fe2+)=0.9937 g·mL -1×50mL=49.69g
C（Fe 2+）=49.69g÷4.0mL=12.42g·mL -1
-1所以，可以得到工业盐酸中铁的含量为12.42g ·mL -1
六、实验注意事项
⒈不能颠倒各种试剂的加入顺序。
⒉读数据时要注意A 和T 所对应的数据。透射比与吸光度的关系为:A=log(I0/I)=
log(1/T)；测定条件指：测定波长和参比溶液的选择。
⒊最佳波长选择好后不要再改变。
⒋每次测定前要注意调满刻度。
七、思考题
⒈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？
答：工业盐酸中含有Fe 2+和Fe 3+，其中Fe 2+与邻二氮菲(phen)能生成稳定的 桔红色配合物[Fe(phen)3]2+此配合物的lgK 稳=21.3，摩尔吸光系数ε510 =1.1×104
L·mol-1·cm-1，而Fe 3+能与邻二氮菲生成3∶1配合物，呈淡蓝色，lgK 稳=14.1。所
以在加入显色剂之前，应用盐酸羟胺(NH2OH·HCl)将Fe 3+还原为Fe 2+，然后，进
行铁的总量的测定 。
2参比溶液的作用是什么？在本实验中可否用蒸馏水作参比？
答：参比溶液的作用是扣除背景干扰，不能用蒸馏水作参比，因为蒸馏水成分与试液成 分相差太远，只有参比和试液成分尽可能相近，测量的误差才会越小。
3邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有哪些？
答：邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有：酸度一般(PH=5~6)、温度、 邻二氮菲 的用量，显色时间等。
八、实验总结
通过本实验，学习了确定实验条件的方法，再次熟悉了可见分光光度法的测量原理和实验操作步骤, 掌握了邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理以及掌握TU-1901型分光光度计的使用方法。