实验报告
一、 实验名称：物质的吸收光谱——分光光度法测定铁 二、 实验目的：
1. 了解物质的分子吸收光谱及其测定方法。初步了解比尔定理所反映的物质吸光度与
浓度的关系。
2. 学习分光光度计的使用和分光光度法测定的基本操作，测量溶液在不同波长处的吸
光度。
3. 学习实验数据的列表与绘图方法，绘制吸收曲线。
三、 实验原理：
1. 各种物质分子各自对某些特定波长的光发生强的选择性吸收，形成各有特征的吸收
光谱。测量物质对不同波长光的选择性吸收，可以绘出其吸收程度随波长变化的关系曲线，称作吸收曲线或吸收光谱。吸收光谱反映了被测物质的分子特性，可用以鉴别物质。
2. 在特定波长下测量物质对光吸收的程度（吸光度A ）与物质浓度之间的关系，可以
进行定量测定。这一吸光度与浓度的关系可用光的吸收定律即比尔（Beer ）定律来表述：
A=lg(1/T)=lg(I0 /I)=εbc 式中A 为吸光度，T 为透光率，I0为入射光的强度，I 为物质吸收后的透射光强度，ε为摩尔吸光系数，b 为吸光光程（透光液层的厚度），c 为溶液中物质的物质的量浓度。当实验在同一条件下进行，入射光、吸光系数和液层厚度不变时，吸光度只随溶液的浓度变化，从而可以简单表达为A=KC。
3. 邻二氮菲是测定微量铁的良好试剂，它与Fe 2+ 反应，生成稳定的橙红色络合物铁
—邻二氮菲配合物。此反应很灵敏，反应平衡常数lgK 稳 =21.3，摩尔吸光系数ε为1.1*104 。在Ph2-9范围内，颜色深度与酸度无关而且很稳定。
四、 实验用品：
U-5100分光光度计（1cm 比色皿一对）、50ml 容量瓶4个、50ml 烧杯2个、5ml 移液管1支、10ml 量杯3个、吸球1个、胶头滴管3支、塑料洗瓶1个、废液缸1个、铁标准溶液 20μg/ml、盐酸羟胺 10%、邻二氮菲 0.15%、醋酸钠溶液 1mol/L
五、 实验步骤及现象：
1. 将4个容量瓶分别标记为1、2、3、4号，然后用20μg/ml铁标准溶液润洗一个烧
杯和移液管各3次，用移液管分别取1.00ml 、2.00ml 和4.00ml 20μg/ml的铁标准溶液于2、3、4号烧杯中。
2. 于4个容量瓶中分别加入10%盐酸羟胺溶液1ml ，0.15%邻二氮菲2ml ，1mol/L醋
酸钠溶液5ml ，加水稀释至刻度线，摇匀——当溶液都加入容量瓶中后，2、3、4号容量瓶中的无色透明溶液均变成橙红色，且颜色依次加深。
3. 将1号容量瓶和3号容量瓶中的溶液分别倒入一对润洗过的1cm 比色皿中，以1
号容量瓶中的溶液作参比，将两个比色皿放到分光光度计上，在波长450nm-540nm 之间测定吸光度——数据记录如下表1，其中，吸收曲线的峰值波长为510nm 。
4. 将1号容量瓶中的溶液分别倒入一对润洗过的1cm 比色皿中，以其中一份溶液作
参比，将两个比色皿放到分光光度计上，参比溶液在AUTO ZERO 栏，另一份溶液放在1号栏，在510nm 波长条件下测定吸光度——测得1号栏溶液的吸光度A 的值为-0.013，表明两个比色皿自身的差异造成的吸光度误差为-0.013。
5. 参比溶液不动，将2、3、4号容量瓶中的溶液分别加到润洗过的另一个比色皿中，
重复步骤4，在510nm 条件下测得其余3份溶液的比色度——数据记录如下表2。 6. 整理仪器，根据实验数据绘制曲线。
六、 实验数据：
1. 铁-邻二氮菲配合物吸收曲线的测定
仪器：U-5100分光光度仪 参比：1号样品 比色皿：1cm 玻璃比色皿
表1
据表列数据，以波长λ为横坐标，吸光度A 为纵坐标，绘制吸收曲线图1。
图1
从吸收曲线可见，铁-邻二氮菲配合物的最大吸收波长为510nm 。
2. 不同浓度铁-邻二氮菲配合物的吸光度比较
从吸收曲线，选择最大吸收波长510nm 为测量波长。
据表列数据，以浓度为横坐标，吸光度A 校正值为纵坐标，绘制曲线图2。
图2
3. 据此，对于溶液浓度和吸光度的关系，可得结论：
吸光度与溶液浓度成正比。
七、 讨论与感想：
1. 本次实验可以说是物理方法在化学上的一次应用，利用物质的物理性质进行物质的
定性定量分析在化学研究中起着越来越重要的作用。通过这次实验，我体会到了多学科交叉应用的重要性，及时应用其他学科其他领域的先进成果，可以有效提升自己的研究能力和研究效率，我想这将是未来科学研究的发展方向。 2. 本次实验中，能够影响最终实验结果的数据是铁标准溶液的体积，因而必须用移液
管取液，取液体积应精确到0.01ml 。而盐酸羟胺溶液的作用是作为还原剂，防止Fe 2+被氧化，所以要在加入铁标准溶液之后就加入盐酸羟胺溶液。之后，应加入邻二氮菲，使之与Fe 2+反应生成橙红色络合物。最后，加入醋酸钠溶液，使溶液中形成醋酸/醋酸根缓冲体系，用来稳定pH 。后三种溶液的体积并不需要精确量取，所以只需用量杯量取即可。 3. 为了减少实验误差，使用移液管和用来盛放铁标准溶液的烧杯之前，都要用铁标准
溶液分别润洗3次，而且移液管每次都应该从零刻度处开始取液。而比色皿在使用之前，也应该用相应的溶液润洗3次，并赶走内壁的气泡，用纸擦净透光的外壁。 4. 由于两个比色皿的透光程度存在差异，所以在测量不同浓度铁-邻二氮菲溶液的吸
光度之前，需要先将两个比色皿中都装入不含铁的参比溶液，从而测定两个比色皿吸光度的差值，并根据此差值对后续的吸光度测量值进行校正，以此减少实验误差。 5. 在本次实验中，移液管作为一个首次使用的仪器，有它特别的注意事项。首先，移
液管使用之前必须用要量取的溶液润洗；其次，要注意看清移液管是否需要“吹”，这在量取体积等于移液管量程的溶液的时候必须注意。 6. 先进仪器的使用是保证实验精确度和正确性的重要手段。移液管的使用，使得我们
能够量取精确度为0.01ml 的溶液，而分光光度仪的使用，使得我们能够简单、快速地测定溶液在不同波长下的吸光度。尤其是本次实验中使用的U-5100型分光光度仪，比课本上的分光光度仪更为先进，可以自动在给定量程中以1nm 为间隔测量溶液吸光度，并自动做出图像，极大地提升了实验的准确程度并节省了人力物力。所以，先进技术的应用对化学实验也起到了很关键的作用。