实验八 分光光度计的使用和邻二氮菲分光光度法测定铁实验报告
一、实验原理
1、分光光度法基本原理
当光通过溶液后有一部分被物质吸收，如图1所示。如果I0为入射光的强度，It为透过光的强度，则It/I0是透光率T，- lgT定义为吸光度A。实验证明，当一束单色光(一定波长的光)通过一定厚度b的有色溶液时，A=εbc，这种定量关系称为朗伯-比尔定律。其中ε是一个比例系数，它与入射光的波长以及溶液的性质、温度等因素有关，是物质的特征常数。
任何一种物质的溶液对不同波长光的吸收程度是不同的。如果将各种波长的单色光依次通过一定浓度的某一种物质溶液，测量该溶液对各种单色光的吸光度A，以波长λ为横坐标，以吸光度A为纵坐标绘制的曲线称为吸收曲线，如图2所示。最大吸光度所对应的波长称为最大吸收波长，用λmax表示。在λmax处进行测量，光的吸收程度最大，测定的灵敏度和准确度最高。
在一定的条件下，测量一系列已知准确浓度的标准溶液的吸光度A，以吸光度A为纵坐标，浓度c为横坐标绘制曲线，即得工作曲线，如图3所示。在分析未知溶液时，根据测量的吸光度A，查工作曲线即可确定出相应的浓度。图1 溶液对光的吸收 图2 物质吸收曲线 图3 工作曲线
2、邻二氮菲分光光度法测铁原理
邻二氮菲(o-Ph)在pH＝2～9 的溶液中与Fe2+生成稳定的红色络合物，lg K ＝21.3，最大摩尔吸收系数ε =1.1×104，其反应式如下：
Fe2+ + 3(o-Phen) = Fe(o-Phen)3
红色络合物的最大吸收峰位于510 nm。对于Fe3+，可用盐酸羟胺事先将其还原至Fe2+。本方法的选择性很高，相当于含铁量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-，20倍Cr3+、Mn2+、V(V)、PO43-，5倍Co2+、Cu2+等均不干扰测定。本实验采用工作曲线法测定铁。
二、基本操作
1、721型分光光度计的结构
721型分光光度计的基本结构：光源、单色器（光栅）、比色槽和比色皿、光电转换器、显示装置（微安表、数码显示屏）。面板结构如图4所示:
图4 721型分光光度计面板结构
2、721型分光光度计使用方法
（1）打开电源开关，指示灯亮，打开比色皿暗箱盖，预热20~30分钟。
（2）调节波长调节旋钮，选择所需的单色光波长，用灵敏度旋钮选择所需的灵敏档。
（3）将装有参比溶液的比色皿放入比色皿架第一格，旋转透光率为0调节旋钮使显示窗口的指针为0 %，盖上比色皿暗箱盖，推进比色皿拉杆使参比溶液位于光路。旋转透光率调节为100旋钮，使显示窗口的指针处于100%。按上述方法连续几次调整0%和100%位 即可进行测定工作。
3、721型分光光度计使用注意事项
（1）连续使用仪器的时间不应超过2小时，最好是间歇0.5小时后，再继续使用。
（2）禁止将比色皿放在仪器面板上，应注意保护比色皿的透光面，使其不受损坏或产生划痕，每次使用完毕后，要用蒸馏水洗净并倒置晾干后，存放在比色皿盒内。
（3）仪器不能受潮，应经常注意单色器上的防潮硅胶(在仪器的底部)是否变色。
三、实验步骤
1、铁标准系列溶液的配制
在6个100 mL的容量瓶中，用吸量管分别加入0.0、1.0、2.0、3.0、4.0和5.0 mL 100 μg/mL铁标准溶液，分别加入2 mL10%盐酸羟胺、4 mL0.15% Phen和8 mL10% NaAc溶液，每加一种试剂后摇匀。用水稀释至刻度，摇匀后放置10min。
2、吸收曲线的测定
取铁标准系列溶液3号，用1cm比色皿，以试剂空白（1号）为参比溶液，在440～500nm和520～560nm之间，每隔10nm测一次吸光度；在500～520nm，每隔5nm测定一次吸光度。绘制A-λ吸收曲线。从吸收曲线上找到最大吸收波长λmax。
3、标准曲线的制作
用1cm比色皿、以试剂空白（1号）为参比溶液，在最大吸收波长（510nm）下，测量各溶
液的吸光度。以含铁量（μg）为横坐标、吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。
4、试样中铁的测定
准确移取试液（工业盐酸）2mL于100 mL容量瓶中，按上述步骤显色后在相同条件下测量吸光度，由标准曲线上查出试样中相当于铁的微克数，计算试样中铁的含量(g/l)。
四、数据记录和处理
1.吸收曲线的测定
波长/nm | 440 | 450 | 460 | 470 | 480 | 490 | 500 | 520 | 530 | 540 | 550 | 560 |
吸光度 | 0.285 | 0.368 | 0.389 | 0.412 | 0.439 | 0.468 | 0.470 | 0.502 | 0.515 | 0.481 | 0.403 | 0.268 |
| | | | | | | | | | | | |
波长/nm | 500 | 505 | 510 | 515 | 520 |
吸光度 | 0.436 | 0.437 | 0.438 | 0.430 | 0.426 |
| | | | | |
2.标准曲线的制作
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
移取铁标准溶液体积/ml | 0.0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 4.0 |
吸光度 | | 0.133 | 0.408 | 0.520 | 0.591 | 0.639 |
| | | | | | |
标准曲线
吸收曲线
3.试样中铁的测定
A=0.312
计算：
得x=2.611
所以试样中铁的含量为2.611ug/ml
五、实验总结
实验用邻二氮菲分光光度法测得工业盐酸中铁的含量为2.611ug/ml。
第二组同学：边凯 张佳星 付小豪 唐金龙 陈文俊 曾芸芸 孟泽超 徐伟明
