齐齐哈尔大学化学专业实验
实验4 光度法测定硝酸钴和硝酸铬有色混合溶液的组成
[实验目的]
1.掌握光度法同时测定有色混合溶液组成的实验原理和方法。
2.巩固吸光光度法的基本理论，掌握吸收曲线及标准曲线的绘制及应用。 3.学习使用722型分光光度计。
[仪器与药品]
722型光栅分光光度计（附1cm比色皿2个）；电子天平；容量瓶50mL9个；移液管10mL2支；玻璃棒1个；吸耳球1个。 Co(NO3)2·6H2O晶体；Cr(NO3)3·9H2O晶体。
[实验原理]
在很多情况下，溶液中含有两个（或两个以上）不同的有色组分。若两组分的吸收 光谱部分重叠，则根据吸光度的加和性原则，在组分M和N的最大吸收波长λ1和λ2处测量溶液的总吸光度Aλ1M+N及Aλ2M+N。若测定时用1cm厚的液槽，从下列关系式可求得组分M和N各自的浓度CM和CN。
Aλ1M+N=Aλ1M+Aλ1N=ελ1,M CM+ελ1,N CN 式（1）解 式（1）与 式（2）的联立方程，得：
Aλ1M+Nελ2,N—Aλ2M+Nελ1,N
CM = 式（3） ελ1，Mελ2,N—ελ2，Mελ1,N
Aλ2M+N=Aλ2M+Aλ2N=ελ2，MCM+ελ2,NCN 式（2）
Aλ1M+N— CM ελ1，M
CN = 式（4） ελ1,N
式中，ελ1，M、ελ2，M、ελ1,N、ελ2,N依次代表组分M及N在λ1及λ2处的摩尔吸光系数。本实验正是利用朗伯-比尔定律和吸光度的加和性原则来测定Co2+和Cr3+的有色混合溶液的组成。Co2+和Cr3+的吸收光谱相互重叠，故可用上述方法测定其混合物的组成。
[实验步骤]
1. 溶液的配制
0.35mol/L Co(NO3)2溶液：称取10.186gCo(NO3)2·6H2O晶体于烧杯中，加水溶解，
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用玻璃棒转移至100ml容量瓶中，并用蒸馏水定容至刻度线，振荡，摇匀，贴上标签。
0.100mol/L Cr(NO3)3溶液：称取4.001gCr(NO3)3·9H2O晶体于烧杯中，加水溶解，用玻璃棒转移至100ml容量瓶中，并用蒸馏水定容至刻度线，振荡，摇匀，贴上标签。
取四个25ml比色管，编号为1~4号，分别移取3.00ml、5.00ml、7.00ml、10.00ml的0.35mol/L Co(NO3)2溶液，另取四个25ml比色管，编号为1~4号，分别移取3.00ml、5.00ml、7.00ml、10.00ml的0.100mol/L Cr(NO3)3溶液，用蒸馏水稀释至刻度，振荡、摇匀、待用。
另取一个25ml比色管，分别加入5mlCo(NO3)2溶液和5mlCr(NO3)3溶液，用蒸馏水稀释至刻度，振荡，摇匀。
2 测绘Co(NO3)2和Cr(NO3)3两溶液的吸收光谱，并确定最大吸收波长λ1和λ2
分别取Co(NO3)2和Cr(NO3)3溶液的2号比色管中的溶液测绘吸收曲线，用722型分光光度计，1㎝比色皿，以蒸馏水为参比液，从500~650nm，每隔10nm测一次吸光度，吸收峰附近每隔5nm测一次吸光度，根据吸收曲线确定最大吸收波长。
3 吸光度的测量
以蒸馏水做参比液，用1㎝比色皿，在最大吸收波长处分别测量上述9个溶液的吸光度。
[实验结果与讨论]
1. 记录实验条件及数据
表1 Co(NO3)2在不同波长处的吸光度
波长λ/n m 500 505 510 515 520 530 540 550 560 吸光度A 0.553 0.573 0.583 0.582 0.558 0.472 0.363 0.258 0.172
续表1
波长λ/n m 570 580 590 600 610 620 630 640 吸光度A 0.111 0.076 0.062 0.056 0.051 0.049 0.046 0.043
表2 Cr(NO3)3在不同波长处的吸光度
波长λ/n m 500 510 520 530 540 550 560 565 570 吸光度A 0.150 0.180 0.219 0.267 0.319 0.360 0.396 0.405 0.412 续表2
波长λ/ n m 575 580 590 600 610 620 630 640 650 吸光度A 0.414 0.413 0.397 0.365 0.322 0.267 0.223 0.176 0.133
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表3 510nm波长处各物质的吸光度
续表3
浓度（mol/L） 0.014
吸光度A
0.247
Co(NO3)2 0.070 0.433
0.098 0.583
0.140 0.830
0.012 0.149
Cr(NO3)3
0.020 0.028 0.040 0.131
0.205
0.254
混合
0.527
表4 575nm波长处各物质的吸光度
浓度（mol/L） 0.014
吸光度A
0.178
Co(NO3)2 0.070 0.290
0.098 0.392
0.140 0.559
Cr(NO3)3
0.012 0.020 0.028 0.040 0.357
0.316 0.500 0.614
混合
0.364
2. 绘制Co2+和Cr3+的吸收光谱λ1和λ2
Co(NO3)2在不同波长处的吸收光谱：
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Cr（NO3)3的吸收光谱：
由图可知Co2+和Cr3+的最大吸收波长分别为510nm和575nm。
3. 在两种物质的最大吸收波长处绘制四条标准曲线，求四条直线的斜率，根据 Aλ1M+N=Aλ1M+Aλ1N=ελ1，MCM+ελ1,NCN 式（1）
Aλ2M+N=Aλ2M+Aλ2N=ελ2，MCM+ελ2,NCN 式（2）
Aλ1M+Nελ2,N—Aλ2M+Nελ1,N
CM = 式（3） ελ1，Mελ2,N—ελ2，Mελ1,N
Aλ1
M+N
— CM ελ1，M
CN = 式（4） ελ1,N 计算Co2+和Cr3+的含量。
Co2+在510nm和575nm处，得到的标准曲线为：
由图可知在510nm处，Co2+的标准曲线斜率为4.6086, 即ελ1，Co=4.6086
由图可知在575nm处，Co2+的标准曲线斜率为3.01211, 即ελ2，Co=3.01211
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