硫氰酸鹽分光光度法測(cè)定水樣中鐵含量

1、實(shí)驗(yàn)一 雙氧水中過(guò)氧化氫含量的測(cè)定【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)習(xí)并掌握高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定方法。2. 鞏固滴定管、移液管、分析天平的規(guī)范化操作。3. 學(xué)會(huì)用KMnO4法測(cè)定過(guò)氧化氫的含量?！绢A(yù)習(xí)作業(yè)】1. 過(guò)氧化氫（或雙氧水）對(duì)人體的危害有哪些？為何還可醫(yī)用？2. 雙氧水中過(guò)氧化氫含量的測(cè)定的原理是什么？檢測(cè)過(guò)氧化氫含量的方法有哪些？3. 在配制KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液過(guò)程中要用燒結(jié)玻璃漏斗過(guò)濾，能否用濾紙？為什么？4. 為何在KMnO4溶液的標(biāo)定開(kāi)始時(shí)先將約10mL的KMnO4溶液加入錐形瓶中？可以先不加入KMnO4溶液?jiǎn)幔?. 用滴定管裝有色溶液時(shí)如何準(zhǔn)確讀數(shù)？6. 根據(jù)氧化還原滴定原理及相應(yīng)的

2、KMnO4滴定法原理給出本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)流程圖,并在流程中標(biāo)注上測(cè)定的實(shí)驗(yàn)條件及保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度所采取的措施及緣由。7. 如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)措施解決引起誤差的原因？保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性？【實(shí)驗(yàn)原理】H2O2是醫(yī)藥上常用的消毒劑，市售的H2O2是3%30%的水溶液，常用高錳酸鉀滴定法測(cè)定其含量。在酸性溶液中，KMnO4能使過(guò)氧化氫被氧化成氧和水，而本身被還原成二價(jià)的錳鹽。反應(yīng)式如下：2KMnO4+5H2O2+8H2SO4=2MnSO4+K2SO4+8H2O+5O2使用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定具有還原性的物質(zhì)時(shí)，其酸性條件常用H2SO4來(lái)控制，H2SO4的適宜酸度是0.51.0mol·L-1。KMnO

3、4與H2O2的反應(yīng)屬于自動(dòng)催化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物Mn2+是該反應(yīng)的催化劑，因此，無(wú)需另外加入催化劑，且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，滴定速度可稍加快些。當(dāng)?shù)味ㄖ寥芤撼饰⒓t色且在30s內(nèi)不褪色即達(dá)到滴定終點(diǎn)。根據(jù)滴定消耗的KMnO4體積和相應(yīng)物質(zhì)的量，根據(jù)KMnO4溶液的準(zhǔn)確濃度可計(jì)算樣品中H2O2的含量?！緝x器與試劑】?jī)x器：分析天平，臺(tái)秤，吸量管（1mL）,移液管(20mL×2)，酸式滴定管(25mL)，容量瓶(100mL，250mL)，錐形瓶(250mL×3)，燒杯(250mL)，燒杯(100mL)，量筒(10mL×2)，洗瓶，酒精燈，石棉網(wǎng)，洗耳球，玻棒試劑：分析純Na2C2O

4、4，0.005mol·L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液，H2O2溶液，3mol·L-1H2SO4【實(shí)驗(yàn)步驟】1. KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定見(jiàn)本書(shū)實(shí)驗(yàn)六標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定相關(guān)部分內(nèi)容。2. 測(cè)定雙氧水中的過(guò)氧化氫的含量用吸量管吸取1.00mL市售H2O2溶液于100mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋至標(biāo)線，搖勻。然后用移液管自容量瓶中吸取待測(cè)H2O2溶液20.00mL置于錐形瓶中，加入3mol·L-1 H2SO4約5mL，用已標(biāo)定過(guò)的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至溶液呈淡紅色并在30s內(nèi)不褪色即達(dá)到滴定終點(diǎn)。記錄滴定結(jié)果。平行測(cè)定三次。按照下式計(jì)算H2O2的百分含量。(H2O2

5、)的單位為g/mL，V(KMnO4)為滴定時(shí)所用KMnO4平均mL數(shù)?！緮?shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析】日期：溫度：相對(duì)濕度雙氧水樣品預(yù)處理：用吸量管吸取市售雙氧水 mL，置于 mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋至刻度，即得待測(cè)雙氧水。表2-8-1 雙氧水中的過(guò)氧化氫含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)編號(hào)123V原液(H2O2)/mLV稀釋(H2O2)/mLV待測(cè)(H2O2)/mLV末(KMnO4)/mLV初(KMnO4)/mLV(KMnO4)/mLV平均(KMnO4)/mLc(KMnO4) /mol·L-1(H2O2) /%相對(duì)平均偏差【思考題】1. 配制好的KMnO4溶液為什么要盛放在棕色瓶中保存？2. 高錳酸鉀法常用什

6、么作指示劑？如何指示終點(diǎn)？3. 用KMnO4法測(cè)H2O2時(shí)，能否用HNO3或鹽酸來(lái)控制溶液的酸度，為什么？4. 在滴定過(guò)程中能否以酸堿滴定中的滴定速度進(jìn)行？為什么？實(shí)驗(yàn)二 硫氰酸鹽可見(jiàn)分光光度法測(cè)定水樣中鐵含量【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 熟悉分光光度法測(cè)定物質(zhì)含量的原理和方法。2. 掌握吸收曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。3. 學(xué)習(xí)分光光度計(jì)的使用?！绢A(yù)習(xí)作業(yè)】1. 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)檢索測(cè)定水樣中鐵含量的方法有哪些？各種方法所依據(jù)的原理是什么？2. 本實(shí)驗(yàn)采用分光光度法測(cè)定水樣中鐵離子含量，是如何設(shè)計(jì)的？寫(xiě)出其設(shè)計(jì)流程，并標(biāo)注上測(cè)定條件及保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性的解決措施？3. 分光光度計(jì)的使用方法及注意事項(xiàng)有哪些？4. 由標(biāo)

7、準(zhǔn)曲線查出的待測(cè)鐵離子濃度是否是原始待測(cè)液中鐵離子的濃度？【實(shí)驗(yàn)原理】分光光度法是根據(jù)物質(zhì)的吸收光譜及光的吸收定律，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析的一種方法。實(shí)驗(yàn)證明，溶液對(duì)光的吸收除與溶液本性有關(guān)外，還與入射光波長(zhǎng)，溶液濃度c，液層厚度b及溫度t等因素有關(guān)。當(dāng)吸光物質(zhì)種類、溶劑、入射光波長(zhǎng)和溶液溫度一定時(shí)，溶液對(duì)光的吸光度與液層厚度及溶液濃度成正比，此為L(zhǎng)ambert-Beer定律，又稱光的吸收定律，用關(guān)系式表示為：A=abc式中A為吸光度，c用質(zhì)量濃度（g·L-1）表示時(shí)，a稱為吸光系數(shù)，單位為L(zhǎng)·g-1·cm-1。若b一定，則吸光度僅與溶液濃度成正比。在實(shí)際操作中

8、，在相同測(cè)定條件下，可分別測(cè)出標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)物的吸光度，代入下式：A標(biāo)準(zhǔn)=abc標(biāo)準(zhǔn)A待測(cè)=abc待測(cè)圖2-11-1（a） 標(biāo)準(zhǔn)曲線圖2-11-1（b） 吸收曲線將兩式相除可求得待測(cè)溶液的濃度：上述方法稱為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法。此法適用于非經(jīng)常性的測(cè)定。通常為省去測(cè)量后的計(jì)算，提高測(cè)量的準(zhǔn)確度，常用標(biāo)準(zhǔn)曲線法。其方法是：同時(shí)測(cè)定一系列已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，并以濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制成標(biāo)準(zhǔn)曲線（或稱工作曲線）如圖2-11-1（a）所示，在同樣條件下，測(cè)定待測(cè)溶液的吸光度后，即可從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出該吸光度所對(duì)應(yīng)的溶液濃度。此法適用于經(jīng)常性批量測(cè)定。為提高測(cè)定靈敏度，通常選取最大吸收波長(zhǎng)m

9、ax作為測(cè)定的入射光，如圖2-11-1（b）所示。通過(guò)測(cè)定待測(cè)溶液在不同波長(zhǎng)下的吸光度A，以吸光度A為縱坐標(biāo)，波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，可得吸收光譜圖，從圖中可找出最大吸引波長(zhǎng)max。本實(shí)驗(yàn)測(cè)定Fe3+時(shí)，由于Fe3+含量很低時(shí)，溶液幾乎是無(wú)色的，因此，通過(guò)加入顯色劑KCNS ，使其與Fe3+形成穩(wěn)定的血紅色的配合物（lgKs=6.4），滿足測(cè)定的條件。為了防止Fe3+離子的水解，在溶液中應(yīng)含有一定量的HNO3。Fe3+離子還能被CNS-離子慢慢還原為Fe2+離子，而使紅色變淺，所以在待測(cè)溶液中應(yīng)當(dāng)含有少量強(qiáng)氧化劑過(guò)二硫酸銨(NH4)2S2O8，以防止Fe3+離子的還原?！緝x器與試劑】?jī)x器：721或722

10、型分光光度計(jì)；洗瓶；滴管；比色管（25mL× 6）；刻度吸量管（2mL 、5mL×2，10 mL），燒杯（200 mL、100 mL）試劑：含F(xiàn)e3+50mg·L-1鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液（NH4Fe(SO4)2·12H2O）；未知鐵鹽溶液（含F(xiàn)e3+約10 mg·L-140mg·L-1）；2mol·L-1HNO3；2.5%(NH4)2S2O8；2.0%KCNS；蒸餾水【實(shí)驗(yàn)步驟】(一)、標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)溶液的配制取25mL比色管6支，編號(hào)后分放在比色管架上。按表2-11-1將各種溶液加入各比色管中，加蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，配成一系列標(biāo)

11、準(zhǔn)溶液及待測(cè)溶液。備用。（二）吸收光譜曲線的繪制取表2-11-1中的4號(hào)溶液，按分光光度計(jì)的使用方法（見(jiàn)本書(shū)第二章分光光度計(jì)的使用），選擇波長(zhǎng)為400560nm范圍內(nèi)，以試劑空白作為參比溶液，每隔20nm，測(cè)定一次溶液的吸光度，每次改變波長(zhǎng)測(cè)定均要用空白溶液調(diào)零。并在最大吸光度A附近±20nm每隔5nm測(cè)定一次溶液的吸光度。將數(shù)據(jù)記錄在表2-11-2和表2-11-3中。以吸光度A為縱坐標(biāo)，波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)作圖，繪制吸收光譜，找出最大吸引波長(zhǎng)(max)。（文獻(xiàn)參考值：max=480nm處）（三）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及水樣中Fe3+離子濃度測(cè)定選擇Fe3+標(biāo)準(zhǔn)溶液的最大吸引波長(zhǎng)(max)，以空白溶

12、液為參比，分別測(cè)定表2-11-1中的2-6號(hào)溶液的吸光度。以Fe3+離子濃度為橫坐標(biāo)，A為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別用標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法求出原水樣中Fe3+離子濃度?！緮?shù)據(jù)記錄與結(jié)果分析】日期：溫度：相對(duì)濕度表2-11-1 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制實(shí)驗(yàn)編號(hào)1（空白）23456（水樣）50mg·L-1Fe3+標(biāo)準(zhǔn)/mL00.501.001.502.000水樣/mL000005.002mol·L-1HNO3/mL1.001.001.001.001.001.002.5%(NH4)2S2O8/滴1111112%KCNS/mL2.502.502.502.502.502.50稀釋后總體積/

13、mL25.0025.0025.0025.0025.0025.00稀釋后Fe3+/g·L-1吸光度A參比溶液：測(cè)定溶液：表2-11-2 400nm560nm吸收光譜的測(cè)定波長(zhǎng)/nm400420440460480500520560吸光度A表2-11-3 最大吸收峰附近±20nm吸收光譜的測(cè)定波長(zhǎng)/nm吸光度Amax/nm表2-11-4 Fe3+的含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線法數(shù)據(jù)水樣的吸光度A水樣的吸光度A所選標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度A所選標(biāo)準(zhǔn)溶液的Fe3+含量/g·L-1計(jì)算出Fe3+含量/g·L-1從標(biāo)準(zhǔn)曲線上直接讀出的水樣Fe3+含量/g·L-1原水樣Fe3+含量/mg·L-1原水樣Fe3+含量/mg·L-1附圖： （吸收光譜曲線） （標(biāo)準(zhǔn)曲線