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1、任务3：工作曲线法定量分析,紫外-可见分光光度法模块之,能力目标： 能利用可见分光光度计,采用工作曲线法测定样品中某种单一组分的含量，并对测定数据进行处理。要求测定结果相对误差小于2%。,教学任务,教学方法：引探法 学时：半个班为一教学单元，1人一台仪器，一个教学单元需6学时,内容 按指定条件完成样品的测定操作 仪器的日常维护与保养 工作曲线法定量 初步学会分析测定方案的拟定,确定分析方法,任务：测定水样中微量铁的含量,水样中铁含量测定方法汇总,该水样中铁的含量515mg/L，故选择仪器分析法,综合分析，一般选择可见分光光度法。,确定分析方法,测定铁离子含量各仪器分析方法间的比较,测定分析步骤
2、,可见分光光度法测铁操作步骤： 1、配制1.000mgmL-1 铁标准贮备溶液，再将其稀释至10.0gmL-1 铁标准操作溶液。,2、分别配制100 gL-1盐酸羟胺溶液100mL、 1.5 gL-1邻二氮菲溶液100mL、1.0molL-1醋酸钠溶液100mL 。,3、准备8个洁净的50mL比色管；,4、在6支比色管中各加入10.0gmL-1铁标准溶液0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL；在另2支比色管中分别加入5ml未知试液。,5、加入1mL100 gL-1盐酸羟胺溶液，再分别加入2mL1.5 gL-1邻二氮菲，5mL 1.0molL-1醋酸钠溶液，用蒸馏水稀释
3、至标线，摇匀；,6、用2cm吸收池，以试剂空白为参比溶液，在510nm下，测定并记录各溶液吸光度。,实训过程思考,在铁标准液和试液中加入盐酸羟胺溶液、 邻二氮菲溶液、醋酸钠溶液有何现象产生？它们各自的作用是什么？,为什么选择试剂空白？其作用是什么？,工作波长为什么选择为510nm？,在配制溶液的时候，未知试液与标准溶液同时配制的目的是什么?,学生完成实训,要求每位学生独立完成，独立处理数据，合理安排时间。,数据处理,问题：如何定量？,利用光吸收定律A=b c直接计算,已知：Fe=1.1104 ,b=2cm，=510nm,请同学们根据公式计算出试样中铁的浓度,该水试样中铁的准确浓度为10.0 g
4、mL-1。,利用一个标样的含量进行比较计算,Cx=AxCS/Ax,比较法:特点是操作简单，适用于个别样品的测定，要求所配制标样的浓度与试样浓度相当。,数据处理,请同学们选一个标准溶液的吸光度和浓度计算试样的量,由公式A=b c，在测量条件一致的条件下(、b不变），吸光度A与浓度c呈正比关系，若以A为纵坐标，以c为横坐标，可得一条直线,利用绘制工作曲线进行计算,设想如果横坐标c的浓度已知,则通过测量就可知道与c一一对应的纵坐标A值,如:,数据处理,利用工作曲线计算试样中被测组分的含量。 计算公式：试=V标/V移，,数据处理,请同学们根据所测铁标准溶液以A为纵坐标，c为横坐标，绘制相应工作曲线，并
5、根据曲线计算试样中铁的浓度，,不同浓度标准溶液在配制时存在偶然误差，利用绘制的工作曲线可在一定程度上消除这种误差,绘制工作曲线的随意性会导致线性不好,所得数据计算结果的差别也就大，结果的相对误差也无法控制。,并对各种结果进行比较。,数据处理,曲线绘制不当的示例,示例1 ：坐标比例不合适,数据处理,示例2：坐标轴上数据的有效数字不正确。,曲线绘制不当的示例,数据处理,曲线绘制不当的示例,示例3：工作曲线应为一条直线，不是折线或曲线； 工作曲线的绘制时,要注意直线上下两侧的实验点数应相当。,最小二乘法,数据处理,结论：计算得出的结果最接近准确值,同一数据,不同人处理结果相同,工作曲线法进行数据处理
6、的两种方法:,用作图法绘制标准工作曲线,特点是适于成批样品的分析，可消除一定的随机误差,用最小二乘法确定直线回归方程。,用最小二乘法计算试样中铁含量,x为标准溶液的浓度;y为相应的吸光度;a,b称回归系数,设工作曲线方程为y=a+bx,数据处理,可以通过计算公式直接得到a、b与的数值。,相关系数接近1，说明工作曲线线性好。,测定时，为避免使用时出差错，所作工作曲线上必须标明标准曲线的名称、所用标准溶液（或标样）名称和浓度、坐标分度和单位、测量条件（仪器型号、入射光波长、吸收池厚度、参比液名称）以及制作日期和制作者姓名。,数据处理,在测定样品时，为保证显色条件一致，操作时试样与标样同时显色，再在
7、相同测量条件下测量试样与标样溶液的吸光度,使用工作曲线法的要点,数据处理,为保证测定准确度，标样与试样溶液的组成应保持一致，待测试液的浓度应在工作曲线线性范围内，最好在工作曲线中部。,工作曲线应定期校准，如果实验条件变动（如更换标准溶液、所用试剂重新配制、仪器经过修理、更换光源等情况），工作曲线应重新绘制。,如果实验条件不变，那么每次测量只需带一个标样，校验一下实验条件是否符合，就可直接用此工作曲线测量试样的含量。,讨论,实验步骤总结,配制标准溶液,溶液显色,测量,仪器调试,记录数据,数据处理,报告结果,讨论,问题1：为什么要先配制1mgmL-1铁标液，然后再进行稀释得10.0gmL-1，而不
8、直接配制？,国家标准规定，当标准溶液的浓度低于0.1mgmL-1时，应先配成比使用的浓度高13个数量级的浓溶液（不小于1 mgmL-1）作为储备液，然后再稀释。,问题2：为什么要稀释成10.0gmL-1，而不是其他浓度？,（1）标准系列溶液的浓度取值要合适；吸光度数值适宜范围为0.20.8 （2）试液的浓度应合适，其点最好处于标准系列溶液的浓度中 部。,标准溶液制备,讨论,问题1：在铁标准液和试液中加入邻二氮菲溶液、盐酸羟胺溶液与醋酸钠溶液的作用是什么？,1、邻二氮菲的作用,(1)选择性好,(2)灵敏度高,选择显色反应考虑的因素,(3)生成有色化合物组成恒定,化学性质稳定,(4)对比度60nm
9、,(5)显色条件下易于控制,可见分光光度法：利用测量有色物质对某一单色光吸收程度来进行测定的。,显色条件,讨论,2、盐酸羟胺与醋酸钠的作用,盐酸羟胺的作用是将溶液中的Fe3+还原成可与邻二氮菲反应的Fe2+ ，便于测定溶液中总铁含量。,醋酸钠溶液的作用是作为缓冲剂，调节溶液合适的pH，以保持邻二氮菲显色剂的稳定性。,讨论,问题2：在显色操作时，未知试液与标准溶液同时显色的目的是什么?,保证显色条件一致,问题1：为什么选择试剂空白？其作用是什么？,因为测试溶液中其他各种试剂会对吸光度有微小的贡献,消除其他各种试剂对吸光度的贡献，使测定过程中产生的吸光度仅仅与被测离子有关，便于直接利用光吸收定律，
10、并能在理论上确保得到准确的结果。,显色条件,测量条件,讨论,测量条件,问题3：正确使用比色皿,问题2：工作波长为什么选择为510nm？,因为在此波长下，能得到待测元素铁离子与显色剂反应物的最大吸光度，是最大吸收波长。,正确选择比色皿的厚度，使吸光度落在合适的范围内；,测量中，要用所测试液润洗比色皿。,并行学习,结合本实验，请完成工作曲线法测定水中微量铬的分析方案，并利用课余时间在实训室完成相关操作。,提示：方案设计从可见分光光度法的原理着手 二个过程：显色过程与测量过程,显色过程应考虑的问题有,显色剂种类、用量； 溶液酸度； 显色温度和时间； 溶剂选择； 干扰消除。,测量过程应考虑的问题有,入射光波长 参比溶液 吸光度测量范围,下次任务准备,水中微量铁测定的方案中显色条件、测量条件是如何确定的？,