实验一 水样中溶解态总铁的测定
1.实验目的
学习如何选择吸光光度分析的实验条件，掌握用吸光光度法测定铁的原理与方法，同时熟练掌握并操作分光光度法的实验步骤。
2.实验原理
2.1方法原理 朗伯比尔定律：
溶液的吸光度与溶液层厚度和溶液的物质的量浓度成正比，即A= εbc 式中：A——溶液的吸光度
ε——溶液的摩尔吸光系数，L/（mol·cm） b——溶液层厚度，(cm)
c——溶液的物质的量浓度，(mol/L)
水样中Fe3+ 在还原剂抗坏血酸还原作用下生成Fe2+。在Ph=3～9的溶液中，Fe2+与邻二氮菲（Phen）能生成一种稳定的橘红色络合物，其反应式为：
这种稳定的络合物在特定波长处有最大吸收，生成络合物的量与铁含量成正相关，由朗伯-比尔定律可知吸光度与络合物的浓度成正相关。因此我就由铁浓度与吸光度的关系，绘制出标准工作曲线，从而测定水样中总溶解态铁的含量。 2.2.仪器原理
分光光度计主要由光源、单色器、吸收池、检测器、信号指示系统组成。由光源发出的光经单色器分光后得到所需波长的激发光，然后通过样品池使光被吸收产生吸光值，经由检测器得到结果。其示意图如下：
数值 光源 单色器 吸收池
检测器 显示
示意图
3.仪器与试剂
3.1仪器：
3.1.1 723PC型可见分光光度计 (上海光谱仪器有限公司) 3.1.2 泵：型号YZ1515X (保定兰格恒流泵有限公司) 3.1.3 光源：LS—LL (OceanOptics) 3.1.4 检测器：USB2000+ (OceanOptics) 3.1.5 移液管：10ml*1 ;2ml*1；1ml*1
3.1.6 取液枪：5ml*1 (Thermo) 1ml*1(Thermo) 3.1.7 比色管（具塞）：50ml*8 3.1.8 比色皿（10mm） 3.2试剂：
3.2.1 0.01mol/L抗坏血酸溶液； 3.2.2 1.0%邻二氮菲溶液； 3.2.3 （1+3）盐酸；
3.2.4 200mg(Fe)/L铁标准储备溶液； 3.2.5 20mg（Fe）/L铁标准使用液；
3.2.6 乙酸乙酸铵缓冲溶液(40 g乙酸铵加50 ml冰乙酸用水稀释至100 ml)； 3.2.7 水样（已过滤）。
4.实验步骤
4.1铁标准使用液的配置
用5 ml移液枪取5 ml（3.2.4）铁标准储备液于50 ml比色管中，加水稀释至50 ml，由此得到铁标准使用液（3.2.5）。 4. 2标准工作曲线的绘制及样品测定
4.2.1 取5支比色管（3.1.7），分别编号为1-5号，在1-5号比色管中依次移取0 ml、2 ml、4 ml、6 ml和8 ml铁标准使用液（3.2.5）。向比色管中分别加入1 mL （1+3）盐酸（3.2.3），1 mL 0.01 mol/L 抗坏血酸溶液（3.2.1），5 mL缓冲溶液（3.2.6），1 mL 1.0%邻二氮菲溶液（3.2.2），充分混匀后稀释至50 mL，放置15 min。 4.2.2 另取两支比色管，编号6-7号，用5 ml移液枪（3.1.5）分别取5 ml水样（3.2.7）于6号、7号比色管中，按4.2.1所述步骤对水样进行相同操作。 4.2.3 将1-7号比色管中的溶液依次放入10 mm比色皿（3.1.3）中，用分光光
度计（3.1.1）在510 nm处测定吸光度，记录实验数据。以吸光度为纵坐标，铁的质量浓度为横坐标绘制工作曲线。 4.3 光谱扫描
取2号比色管中的溶液于10 mm比色皿（3.1.8）中，放入可见分光光度计（3.1.1）中，从320 nm～700 nm范围内，进行光谱扫描（每1 nm扫描一次），，确定络合物的最大光吸收波长，记录数据，绘制光谱扫描图。 4.4 铁标液测定
在波长510 nm处进行测定，以反渗透水作为参比，测定铁标准系列的吸光度（A），以铁浓度（C）为横坐标，吸光度（A）为纵坐标绘制标准工作曲线。
5.数据与结果
5.1数据的记录与处理
总铁的光谱曲线扫描图如下（图1.1）所示：
21.510.500-0.5波长/nm100200300400500600700800Max 图1.1总铁的光谱曲线扫描图
由图1.1中，可知最大吸波长在510nm处，所以以510nm作为本实验的测定波长。
在510nm处，我们所测定的工作曲线各浓度的吸光值数据如下表（表1.1）所示：
表1.1总铁测定工作曲线各浓度吸光值表
编号 1 （0.00mg/L） 2 (0.80mg/L) 3 (1.60mg/L)
吸光度A 0.000 0.220 0.442
吸光度/A4 (2.40mg/L) 5 (3.20mg/L) 6 水样1 7 水样2
0.646 0.851 0.020 0.019
根据上表中铁标液浓度和吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，得到如下图(图1.2)所示的工作曲线：
10.90.80.7y = 0.266x + 0.0062R2 = 0.9996吸光度A0.60.50.40.30.20.1000.511.52浓度C/mg/L2.533.5
图1.2铁标测定工作曲线图
由图1.2可知，铁标准系列浓度和吸光强度的线性方程为y = 0.266 x + 0.0062，，相关系数R2= 0.9996。根据标准工作曲线所得的线性方程，计算出稀释后水样的浓度（mg/L）： 0.020=0.266*C1+0.0062，计算得： C1=0.052mg/L 0.019=0.266*C2+0.0062，计算得： C2=0.048mg/L
所以，C=( C1+ C2)/2=0.050 mg/L,即检测稀释后水样中Fe的含量为0.050mg/L。
由C0*V0=C*V，可得原水样中Fe的浓度为C0=C*V/V0=0.050mg/L *50mL/5mL=0.50mg/L。(C0：原水样；C1：水样1的浓度；C2：水样2浓度；V：
稀释水样体积；V0：稀释前水样体积) 5.2 实验的结果
实验结果得出我们所取的最初水样中，铁总含量为0.50mg/L
6 问题与讨论
1、为什么测定波长要选510nm?
答：如图1.1可知在本实验中光谱扫描图出现两个波峰（380nm、和510nm）。
但我们却只把510nm作为本实验的测定波长，这是由于紫外区光线不是很稳定，不能得到连续稳定强度较好的光源，这样会影响测定因此我们不选380nm那个波峰。 2、实验操作与条件
这次实验，不仅是在复习以前的实验操作，更是在学更规范的实验操作，如比色管塞的取法，还有以前都是用移液管，现在又知道并且学会了用移液枪。在取液时一定要注意把比色管中的溶液混匀后再拿去测量。另外在实验中一定要注意很多物质之间反应的条件，例如本实验的显色反应步骤中，要控制好PH，还好我们调PH所用的是缓冲溶液，对实验的PH不会有太大影响。还有温度控制、 邻二氮菲的用量以及把握好显色时间等。