05 实验四 邻二氮菲分光光度法测定铁含量1.pptx

第1页：邻二氮菲分光光度法测定铁含量封面

邻二氮菲分光光度法测定铁含量

第2页：实验目的

• 了解分光光度法的基本原理和基本方法。
• 掌握邻二氮菲吸光光度法测定铁的方法。
• 学习吸收曲线和标准曲线的绘制方法。
• 了解分光光度计的构造、性能及使用方法。

第3页：一、分光光度法

分光光度法（spectrophotometry）

根据物质的分子对光的选择性吸收建立的分析方法，用分光光度计测量溶液在某一波长下的吸光度以确定被测物质的含量。

第4页：分光光度法的分类

• 可见分光光度法：380～760 nm。
• 紫外分光光度法：200～380 nm。
• 红外分光光度法：780～300000 nm。

第5页：物质对光的选择性吸收

当光照射到某物质或溶液时，分子、原子或离子与光子发生“碰撞”；由于能级是量子化的、不连续的，只有光子能量 hν 等于被照射粒子基态与激发态能量之差 ΔE 时才能被吸收。

吸收过程可表示为 M（基态）+ hν → M*（激发态）；不同物质基态与激发态的能量差不同，选择吸收的光子能量与波长也就不同。

能级示意：S0（E0）、S1（E1）、S2（E2），hν＝E2－E0。

第6页：透光率（Transmittance）

入射光强关系：I0＝Ia＋It，其中 I0 为入射光、Ia 为吸收光、It 为透射光。

透光率 T

透射光与入射光强之比，取值范围 0.0%～100.0%；全部吸收为 0.0%，全部透射为 100%。

结论

溶液的透光率越大表示对光的吸收越小，反之吸光度越大。

第7页：吸光度（Absorbance）

实验证明：溶液的吸光度与溶液浓度、液层厚度和入射光波长等因素有关。

光路关系：入射光 I0 分为吸收光 Ia 与透射光 It，吸光度即表征被吸收的程度。

第8页：物质的吸收光谱

以波长 λ 为横坐标、吸光度 A 为纵坐标作图，可得吸收光谱（吸收曲线）。

• 同一种物质对不同波长光的吸收程度不同，吸光度最大处对应的波长为最大吸收波长 λmax。
• 不同浓度的同一物质吸收曲线形状相似、λmax 不变；不同物质的吸收曲线形状和 λmax 不同。
• 吸收曲线可提供物质结构信息，作为物质定性分析的依据。

第9页：吸收曲线的定量分析依据

• 不同浓度的同一物质在某一波长下吸光度 A 有差异，在 λmax 处差异最大；浓度越大吸光度越大，可作为定量分析的依据。
• 在 λmax 处吸光度随浓度变化的幅度最大，测定最灵敏。
• 吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。

第10页：二、Lambert-Beer定律

朗伯-比尔定律给出了吸光度与吸光物质浓度、液层厚度之间的定量关系，是分光光度法定量分析的基础。

第11页：Lambert-Beer定律数学表达式

朗伯-比尔定律数学表达式：A＝εbc。

b

液层厚度（光程长度，cm）。

c

溶液的物质的量浓度。

ε

摩尔吸光系数（单位 L·mol⁻¹·cm⁻¹），与入射光波长及物质本性有关。

A＝abc

若溶液组成量度以质量浓度（g·L⁻¹）表示，式中 a 为吸光系数（单位 L·g⁻¹·cm⁻¹）。

第12页：三、比较法求未知品浓度

在分光光度法中条件一定时吸光系数（ε、a）均为常数，吸光度 A 与有色物质浓度成正比；同一实验比色杯厚度 b 相等、同种被测物 a 相同，两式相除即可求未知浓度。

第13页：四、标准曲线法求未知品浓度

由 A标＝a·b·c标 建立线性关系 Y＝k·X（纵轴为吸光度 A标、横轴为浓度 c标），测得未知液吸光度 A未 后即可由标准曲线读出 c未。

第14页：五、分光光度计使用方法

本页为 722s 可见分光光度计的构造示意，展示样品池、拉杆与面板按键的位置，建议对照原图补充细节。

第15页：分光光度计样品池与面板

本页为分光光度计样品池与操作面板示意，标示“模式”“0%”“100%”按键与样品池拉杆，建议对照原图补充细节。

第16页：722s分光光度计的预热与调零

1. 722s 可见分光光度计预热 20 分钟以上（接通电源，左侧面长方形按钮为开关）。
2. 机器调零：样品池盖子打开，面板“模式”按键调到透射比，按“0%”按键使透射率为零，调零结束。

如果没有进行测试，样品池盖子一定处于开盖状态。

第17页：测试样品的操作步骤

• 空白样品调零：1 号溶液为空白样品（透光率 100%），利用拉杆使光路对准空白样品，“模式”调到透射比后按“100%”按键，扣除背景吸光度。
• 注意：只要波长 λ 变动，就要重新进行 1 号空白样品调零操作。
• 调零结束后进入吸光度模式，将样品调到与光路对应位置测试，读取并记录吸光度数值。

一定要耐心等待约 1 分钟，读数稳定后才可按动按键进行 0% 或 100% 调节。

第18页：六、显色剂

邻二氮菲（邻菲罗啉）是分光光度法测定铁含量的较好试剂，在 pH＝3～9 的溶液中与 Fe²⁺ 生成稳定的橙红色配合物。

该显色反应中铁必须是亚铁状态，因此显色前要加入还原剂如盐酸羟胺：2 Fe³⁺ + 2NH2OH·HCl + 2H2O = 2 Fe²⁺ + N2↑ + 4 H3O⁺ + 2Cl⁻。

第19页：表5-1标准溶液和待测溶液配制

说明：表 5-1 中 c稀释（Fe²⁺）与表 5-2 的吸光度 A、λmax 均为实验实测填写项，源文件未给出数值，以“—”占位。

实验提示：找到具有最大吸光度的波长后，可在其左右 5 nm 处再测一下以确认 λmax。

第20页：表5-3吸光度数据记录

说明：水样（7 号）的浓度需根据标准曲线读出，表中数值为实验实测填写项，源文件未给出具体数据，以“—”占位。

第21页：吸收光谱与标准曲线的绘制

1. 绘制吸收光谱并确定 λmax：根据表 5-2 数据，以波长为横坐标、吸光度为纵坐标绘制吸收光谱，找出测量用的最大吸收波长 λmax。
2. 绘制标准曲线：根据表 5-1 数据，以标准 Fe²⁺ 浓度（μmol·L⁻¹）为横坐标、吸光度 A 为纵坐标绘制标准曲线。

吸收光谱与标准曲线均需附图，源文件以图片形式给出。

第22页：待测溶液中铁离子浓度的确定

• 标准曲线法：由标准曲线直接读出 Fe²⁺ 含量（mg·L⁻¹），再换算原水样中铁离子含量（mg·L⁻¹）。
• 比较法：记录所选取 Fe²⁺ 标准溶液的吸光度与水样的吸光度，按比例计算原水样中铁离子含量（mg·L⁻¹）。
• 依据所测待测溶液的吸光度，用比较法和标准曲线法分别计算原未知溶液中 Fe³⁺（或 Fe²⁺）浓度（mg·L⁻¹）。

第23页：

第24页：吸量管使用提示

注意吸量管上“吹”或“快”字样，按管身标识决定残留在管尖的液体是否需要吹出，以保证移取体积准确。

第25页：