项目十一使用分光光度计绘制工作曲线及测定微量铁.docx
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项目十一使用分光光度计绘制工作曲线及测定微量铁
项目十一、使用分光光度计-绘制工作曲线及测定微量铁
【概述】
工作曲线法是目前实际生产中经常使用的一种定量分析方法,特别是在分光光度法的定量分析中,由于其操作方便、简单实用、对仪器的要求不高、测定结果准确度较高而成为最常用的分析方法。
因此,它是操作和使用分光光度计从事定量分析的工作人员必须掌握的一项专业技能。
经过此专项能力的培养,能使你熟悉和掌握工作曲线的绘制方法以及样品分析的各项步骤。
【学习途径】
〖知识部分〗
1.单组分定量分析的三种基本方法
2.工作曲线法进行定量分析的基本原理及方法
〖能力部分〗
1.分光光度计的构造及使用方法
2.正确配制铁标准溶液
3.准确绘制工作曲线
【评价标准】
2h内完成配制标准系列显色溶液,分别测定其吸光度,绘制工作曲线,测定样品中微量铁含量。
【评定方法】
〖应知自测〗
当您通过学习后,应能熟练掌握本专项能力所需的知识要求,并能正确完成学习包中的自测题(也可根据指导教师要求进行测试)。
〖应会测试〗(操作考核)
在您参加考试之前,应先检查自己是否完成了下列学习任务:
复习与本专项能力相关的模块。
学习并掌握本专项能力所需的知识,并通过自测。
能熟练使用本专项能力所需的仪器、试剂、设备,并能完成规定的测试任务。
您认为已能达到本专项能力的培训要求,即可参加专项能力的技能操作考核,考核成绩由监考教师认定。
【工作曲线的意义和作用】
当我们用分光光度法对某个样品进行定量测定时,工作曲线法通常是人们的首选方法。
首先我们要配制几个已知浓度的标准系列样品(与待测样品相同的物质),并在选定的温度、波长、溶剂、显色剂等条件下测定其吸光度,从而就可以得到若干组浓度与吸光度相对应的数据。
将这若干组数据在坐标纸上作图(一般总是以浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标),我们就得到了一条曲线。
这条曲线所反映的就是浓度与吸光度的对应关系。
很显然,这条曲线上有无数个点,每一个点都对应一组数据。
对于需要测定的未知样品来说,只要在等同的条件下测得其吸光度,我们就能利用这条曲线迅速而准确地计算出待测样品的浓度或含量。
因此,人们就将这条曲线称为工作曲线。
工作曲线法不但在分光光度法的定量分析中使用,而且在容量分析及其它种类的仪器分析中也有十分广泛的应用。
【工作曲线的绘制方法】
工作曲线的制作方法如下:
按产品标准的规定配制4个以上浓度成适当比例的待测组分标准溶液,以空白溶液为参比溶液(必要时可选用溶剂作为参比溶液进行测定,同时用空白溶液的吸光度进行校正),在选定的波长下,分别测定吸光度。
以标准溶液浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,在坐标纸上绘制工作曲线(图样可参见教材3.5.1.1),并标明标准溶液(或标准试样)名称、浓度(或含量)、吸光度、测量条件(仪器型号、波长、吸收池光程长度、参比液)。
【配置标准系列显色溶液的方法】
绘制工作曲线的第一步工作就是配置标准系列显色溶液。
由朗伯-比尔定律可知,溶液吸光度的大小与溶液中吸光物质的含量(或浓度)呈线性正比关系,因此从理论上讲,由标准系列显色溶液所得的工作曲线,应是一条光滑的直线。
而实际工作中这条工作曲线是否为理想的直线,与许多因素有关,合理地配置标准系列显色溶液是十分重要的关键性步骤。
通常,我们首先要根据待测样品的种类和特性,确定分析方法以及波长、温度、显色剂、pH值等分析条件(上述这些分析条件在产品标准中都有明确规定,可直接查阅)。
按产品标准的规定配置4个以上浓度成适当比例的待测组份标准溶液,并在其中加入等量的显色剂、缓冲剂等辅助试剂,这样就完成了标准系列显色溶液的配置。
例如,在测定铁含量的分析中,我们是这样进行操作的:
1.用吸量管分别吸取ρ=0.0100mg.mL-1的铁标准溶液:
0.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00mL于6个洁净的50mL容量瓶中;
2.在上述容量瓶中各加入2.5mL10g.L-1的盐酸羟胺水溶液(新配),摇匀。
再加入5mLHAc-NaAc缓冲溶液(pH=4.6)和5mL1g.L-1邻二氮菲,用蒸馏水稀释至标线,摇匀,放置10分钟。
这样就完成了标准系列显色溶液的配制。
【单组分定量分析的主要方法】
一、工作曲线法
这是工厂分析中应用最多的定量方法。
工作曲线的制作方法如下:
按产品标准的规定配制4个以上浓度成适当比例的待测组分标准溶液,以空白溶液为参比溶液(必要时可选用溶剂作为参比溶液进行测定,同时用空白溶液的吸光度进行校正),在选定的波长下,分别测定吸光度。
以标准溶液浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,在坐标纸上绘制工作曲线,并标明标准溶液(或标准试样)名称、浓度(或含量)、吸光度、测量条件(仪器型号、波长、吸收池光程长度、参比液)。
在测定样品时你应按同样方法制备待测样品溶液,测定试液的吸光度,然后在工作曲线上查出待测物浓度。
待测物的浓度应在工作曲线范围内,最好在工作曲线中部。
在用上述工作曲线法进行分析时,由于受到各种因素的影响,测出的各点可能不完全在一条直线上,这时可以用一条校准曲线来反映吸光度与浓度之间正比关系,这条校准曲线称为回归直线。
回归直线可以采用一元线性方程来表示:
y=a+bx
式中x为标准溶液的浓度,y为相应的吸光度。
b称为回归系数,是直线斜率;a为直线截距。
a、b可以用下式求出:
式中
、
分别为x、y的平均值,xi为第i个点的标准溶液的浓度,yi为第i个点的吸光度。
还可以用相关系数来表示线性关系的好坏,相关系数r定义为:
相关系数越接近于1,各实验点的线性关系越好。
一般的分光光度法要求r>0.999。
工作曲线应定期校准。
当条件有变动时,例如仪器经过修理、更换电源、更换标准溶液、试剂重新配制等都必须重新制作工作曲线。
工作曲线法可消除一定的随机误差,同时通过工作曲线能判断被测溶液是否符合光的吸收定律。
二、增量法
在实际工作中,如果标准试样和未知试样的组成不能保持一致你可以采用增量法加以弥补。
具体方法是把未知试样溶液分成体积相同的若干份(不少于四份),除其中一份不加入被测组分标准溶液外,在其它几份中都加入不同量的标准溶液,然后在相同条件下,测定各份试液吸光度,并绘制吸光度对增量的工作曲线(曲线图可参见教材3.5.1.1)。
由于各份被测试液中均含有被测试液,因此曲线不过原点,用直线外推法使工作曲线延长交于横坐标轴的Oˊ点,OOˊ长度所应的浓度Cx就是未知试样中被测组分浓度。
用增量法作定量分析,除被测组分的含量不同外,试样的基它成分都相同。
因此,其它成份对测定的影响都能互相抵消,而不干扰吸光度测定。
使用增量法应注意下面几点:
1.增量法只适于浓度与吸光度成直线关系的范围。
2.加入标准溶液的量要适当(一般加入第一份标准溶液的浓度与试样溶液的浓度应当接近),以免直线斜率过大或过小,给测定结果造成较大的误差。
三、标准对照法
在相同条件下,测定试样溶液和某一浓度的标准溶液的吸光度Ax和As,由标准溶液的浓度Cs计算试样中被测物浓度Cx:
这方法的优点是比较简便,适于个别样品测定,但误差较大,只有在测定的浓度区间内溶液完全遵守朗伯比尔定律,并且Cx和Cs很接近时,才能得较准确的结果。
步骤
一、仪器准备工作:
1、将分光光度计开机预热20分钟,并调试至工作状态;
2、用镨钕滤光片校正仪器波长;
3、取一套3cm吸收池进行成套性检查;
二、配制铁标准溶液:
1、用吸量管分别吸取ρ=0.0100mg.mL-1的铁标准溶液:
0.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00mL于6个洁净的50mL容量瓶中;
2、在上述容量瓶中各加入2.5mL10g.L-1的盐酸羟胺水溶液(新配),摇匀。
再加入5mLHAc-NaAc缓冲溶液(pH=4.6)和5mL1g.L-1邻二氮菲,用蒸馏水稀释至标线,摇匀,放置10分钟。
三、铁标准溶液吸光度测定:
用3cm吸收池以试剂空白为参比,在最大吸收波长(510nm)处,测定各标准系列显色溶液的的吸光度,并将测量数据记录于下表中。
编号
1
2
3
4
5
Fe标液浓度/mg.L-1
吸光度A
四、样品测定:
分别移取水样VmL(视试样中Fe3+具体含量而定)于二个50mL容量瓶中。
各加入2.5mL10g.L-1的盐酸羟胺水溶液,摇匀。
再各加入5mLHAc桸aAc缓冲溶液和5mL1g.L-1邻二氮菲,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,放置10分钟后,用3cm吸收池,以试剂空白溶液为参比,在与工作曲线相同波长下测定吸光度并记录测定数据。
平行测定二份。
五、数据处理:
1、在坐标纸上以标准溶液铁含量为横坐标,吸光度为纵坐标绘制工作曲线,并注明标准溶液名称、浓度、吸光度及测量条件(仪器型号、波长、吸收池光程、参比液)、绘图日期。
2、从工作曲线上查出铁的浓度,计算水样中铁含量(以mg.L-1表示);
六、结束工作:
完成测定后,关闭电源,拨出电源插头。
取出吸收池清洗、晾干,放入盒中保存。
罩上仪器防尘罩,填写仪器使用记录。
清理工作台面。
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- 项目 十一 使用 分光 光度计 绘制 工作 曲线 测定 微量