应用分光光度法测定水中铁离子含量

专业项目课程课例

项目十二 分光光度法测定水中铁离子含量

一、项目名称：分光光度法测定水中铁离子含量 二、项目背景分析

课程目标：本课程是培养分析化学操作技能和操作方法的一门专业实践课，以定量分析的基本理论为基础，以实验强化理论，以期提高化工工作者的分析操作能力。

功能定位：在定量分析中我们常常用到分光光度分析法，它具有操作简便、快速、准确等优点，在工农业生产和科学研究中具有很大的实用价值。是仪器分析的基础实验，也是一种重要的定量分析方法。分光光度法测定水中铁离子含量的测定项目综合训练了学生分光光度计使用、系列标准溶液配制、标准曲线绘制等多个技能。

学生能力：学生通过相关基础学科的学习已经具备了相应的化学知识和定量分析知识，也具备一定的独立操作和思维能力。

项目实施条件：该项目是仪器分析的基础实验，一般中职学校具备相关的实训实习条件，学生有条件完成相应的实习任务。 三、教学目标

1、了解721可见分光光度计的构造 2、了解分光光度法测定原理

3、掌握721可见分光光度计的操作方法 4、掌握分光光度法测定分析原始记录的设计 5、掌握分光光度法测定分析报告的设计

6、掌握分光光度法测定水中铁离子含量的测定方法

7、掌握分光光度法测定水中铁离子含量的分析原始记录和分析报告的填写 四、工作任务 1、工作任务描述 工作任务 工作步骤 分光光度法测定水中铁离子含量 教学过程 下达工作任务书，查阅有关分光光度计的内容介绍和测定原理；721可见分光光度计的操作方法；铁标准溶液的配制方法；样品的制备方法；水中铁离子含量测定的分光光度分析方法。 各组展示查阅资料：有关分光光度计的内容介绍和测定原理；721可见分光光度计的操作方法；铁标准溶液的配制方法；样品的制备方法；水中铁离子含量测定的分光光度分析方法。 学生上交实验计划和成果评价标准，召开全班同学参与的师生座谈会，共同讨论设计方案，找出设计方案的缺陷以明确其知识的欠缺，最后选择出一个最佳方案。 按最佳方案进行分光光度法测定水中铁离子含量的仪器分析 对每一步操作的规范性进行检查纠正 要求 五人一组分别进行 各组派一人进行说明，其余人员补充，初步形成操作步骤和方案 通过分析对比形成操作步骤和方案 规范操作 了解各步骤实施情况，规范操作 作用与效果 锻炼学生查阅资料、提高自我学习、培养团体协作的能力。 资讯 计划 锻炼表达能力及团队合作精神 锻炼分析问题的能力 决策 实施 检查 锻炼学生的动手能力 养成良好的操作习惯，掌握各仪器的规1

评估 通过自评、小组互评、班组长评价、老师评价等方式进行项目评估。 形成评价结果 范操作 培养发现问题、分析问题的能力，锻炼自我总结能力 2、工作任务内容组织 具体工作任务步骤 1、准备玻璃仪器等用品 2、系列铁标准滴定溶液的配制和铁试样溶液的制备 （1）系列铁标准滴定溶液的配制 （2）铁试样溶液的制备 3、分光光度法测定原理 相关知识 1、化学分析常用玻璃仪器和其他用品的名称、规格、用途、使用方法及使用注意事项 2、玻璃仪器的洗涤常识 1、铁标准滴定溶液的配制和铁试样溶液的制备 2、分光光度法的测定方法 1、有关分光光度计的内容介绍和测定原理 2、721可见分光光度计的操作方法 1、分光光度法测定水中铁离子含量的测定 2、标准曲线的绘制和使用 相关技能 1、能正确识别、选用实验所需仪器，掌握使用方法及注意事项 2、掌握玻璃仪器的洗涤常识 1、掌握系列铁标准滴定溶液的配制 2、掌握铁试样溶液的制备 了解分光光度法测定原理 4、分光光度法测定水中铁离子含量的测定 5、填写分光光度法测定水中铁离子含量的分析原始记录和分析报告 1、掌握分光光度法测定水中铁离子含量的测定的方法 2、掌握标准曲线的绘制和使用的测定方法 1、原始记录的设计与填写要1、能根据项目需要设计相应的求 原始记录表格 2、实验结果的数据处理知识 2、能正确填写分析报告 3、掌握实验结果的数据处理知识 五、参考方案

参考方案一

2+

1、邻二氮杂菲-Fe吸收曲线的绘制

用吸量管吸取铁标准溶液（20μg/mL）0.00、2.00、4.00mL，分别放入三个50mL容量瓶中，加入1mL 10%盐酸羟胺溶液，2mL 0.1%邻二氮杂菲溶液和5mL HAc-NaAc缓冲溶液，加水稀释至刻度，充分摇匀。放置10min，用3cm比色皿，以试剂空白（即在0.0mL铁标准溶液中加入相同试剂）为参比溶液，在440～560nm波长范围内，每隔20～40nm测一次吸光度，在最大吸收波长附近，每隔5～10nm测一次吸光度。在坐标纸上，以波长λ为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制A和λ关系的吸收曲线。从吸收曲线上选择测定Fe的适宜波长，一般选用最大吸收波长λmax。 2、标准曲线的制作

用吸量管分别移取铁标准溶液（20μg/mL）0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL，分别放入6个50mL容量瓶中，分别依次加入1.00mL 10%盐酸羟胺溶液，稍摇动；加入2.00mL 0.1%邻二氮杂菲溶液及5.00mL HAc-NaAc缓冲溶液，加水稀释至刻度，充分摇匀。放置10min，用1cm比色皿，以试剂空白（即在0.00mL铁标准溶液中加入相同试剂）为参比溶液，选择λmax为测定波长，测量各溶液的吸光度。在坐标纸上，以含铁量为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。 3、水样中铁含量的测定

取三个50mL容量瓶，分别加入5.00mL（或10.00mL铁含量以在标准曲线范围内为合适）未知试样溶液，按实验步骤2的方法显色后，在λmax波长处，用1cm比色皿，以试剂空白为参比溶液，平行

2

测定吸光度A，计算其平均值，在标准曲线上查出铁的含量，计算水样中铁的含量，平行测定两次。

参考方案二

1、标准溶液的配制：准确吸取0、2、4、6、8、10mL40 ug/mL的铁标准溶液于6个50mL容量瓶中，加适量蒸馏水，摇匀，分别加入5mL磺基水杨酸，滴加浓氨水至溶液呈黄色并过量2mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置10min。

2、吸收曲线的绘制：用3.2 ug/mL或4.8 ug/mL浓度的标准溶液，以蒸馏水为参比，于波长400～500nm范围内测定吸光度，绘制吸收曲线，从曲线上查得最大吸收波长（424nm附近）。

注：波长间隔在400～500nm范围内每隔10nm测定一个A值，在最大吸收波长±5nm范围内每隔2nm测定一个A值。

3、标准曲线的绘制：以空白溶液为参比，于最大吸收波长处分别测定标准溶液的吸光度。然后以浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标绘制出标准曲线。

4、试样的测定：准确吸取5mL铁试样溶液于50mL容量瓶中，加适量蒸馏水，摇匀，分别加入5mL磺基水杨酸，滴加浓氨水至溶液呈黄色并过量2mL，用蒸馏水稀释至刻度，放置10min。以空白溶液为参比，于最大吸收波长处测定试样的吸光度，从标准曲线查出试样的浓度，平行测定两次。 六、内容模块及教学过程 模块 收集有关分光光度计的内容介绍的知识 教学目标 了解有关分光光度计的内容介绍 工作任务 收集有关分光光度计的内容介绍 教学内容及过程 问题导入 说说你了解的有关分光光度计的内容介绍 教师示范 教师讲解有关分光光度计的内容介绍 小组活动 学生2人一组，完成有关分光光度计的内容介绍知识的收集整理工作 成果评价 小组自评、小组互评和教师点评 问题导入 铁标准溶液的用途有哪些？如何制备 教师示范 教师举例说明铁标准溶液主要用途和标准 小组活动 学生5人一组，完成铁标准滴定溶液的制备标准的收集，并且解读相应的标准 成果评价 小组自评、小组互评和教师点评 问题导入 原始记录在分析工作中的作用有哪些？ 教师讲解 教师举例说明原始记录的格式3

解读铁标准溶液的制备标准 了解铁标准溶液的制备过程 解读铁标准溶液的制备标准 了解铁标准溶液的用途，制备过程 收集铁标准溶液的制备标准 设计分光光度法测定水中铁离子含量的分析原始记录 了解分析原始记录的格式要求 理解分光光度法测定水中铁离子含量的分析方法 了解原始记录的作用和重要性 了解分析原始记录的格式要求 熟悉分光光度法测定

设计分光光度法测定水中铁离子含量的原始记录 水中铁离子含量的分析方法 设计分光光度法测定水中铁离子含量的原始记录 要求 小组活动 学生2人一组，学习分光光度法测定水中铁离子含量的分析方法，归纳要记录的数据，设计原始记录格式 成果评价 小组自评、小组互评和教师点评 问题导入 分析报告在分析工作中的作用有哪些？ 教师讲解 教师举例说明分析报告的格式要求 小组活动 学生2人一组，熟悉分光光度法测定水中铁离子含量的分析方法，归纳要记录的数据，设计分析报告格式 成果评价 小组自评、小组互评和教师点评 问题导入 分光光度计如何使用？分光光度计的操作步骤有哪些？ 教师示范 教师演示分光光度计操作过程 小组活动 学生5人一组，制定分光光度计操作步骤。 成果评价 小组自评、小组互评和教师点评 问题导入 滴定分析仪器如果不准有何影响？滴定分析仪器如何校准？影响滴定分析仪器校准的主要因素有哪些？ 教师示范 教师演示滴定分析仪器校准操作过程 小组活动 学生5人一组，制定分滴定分析仪器校准步骤，进行容量瓶、移液管、吸量管相对校准。 成果评价 设计分光光度法测定水中铁离子含量的分析报告 了解分析报告的格式要求 设计分光光度法测定水中铁离子含量的分析报告 了解分析报告的作用和重要性 了解分析报告的格式要求 设计分光光度法测定水中铁离子含量的分析报告 分光光度计的操作和分光光度法测定原理的知识 熟悉分光光度计的构造和分光光度法测定原理的知识 掌握分光光度计的使用方法和操作步骤 分光光度计的构造和分光光度法测定原理的知识 分光光度计的使用方法和操作步骤 滴定分析仪器的标准 掌握容量瓶、移液管、容量瓶、移液管、吸吸量管校准方法 量管相对校准 4

小组自评、小组互评和教师点评 铁标准溶液配制和铁试样溶液的制备 掌握铁标准溶液配制和铁试样溶液的制备方法 洗涤玻璃仪器 铁标准溶液配制和铁试样溶液的制备方法 问题导入 如何配制铁标准溶液和铁试样溶液？ 教师讲解 教师讲解铁标准溶液配制和铁试样溶液的制备方法 小组活动 学生5人一组，制定铁标准溶液配制和铁试样溶液的制备步骤。配制铁标准溶液和铁试样溶液。 成果评价 小组自评、小组互评和教师点评 吸收曲线和标准曲线的绘制 掌握吸收曲线的绘制和使用方法 掌握标准曲线的绘制和使用方法 吸收曲线和标准曲线问题导入 的绘制和使用 什么是吸收曲线和标准曲线？实验记录和数据处理 如何绘制和使用？ 教师讲解 教师讲解吸收曲线和标准曲线的绘制和使用方法 小组活动 学生5人一组，制定吸收曲线和标准曲线的绘制和使用方法 成果评价 小组自评、小组互评和教师点评 原始记录的填写规范 分析报告的填写规范 原始记录的复核要求 分析报告的复核、审核要求 问题导入 如何填写分光光度法测定水中铁离子含量的分析原始记录和分析报告？ 教师讲解 教师讲解原始记录和分析报告的填写规范 小组活动 学生5人一组，对照设计的原始记录和分析报告进行填写。 成果评价 小组自评、小组互评和教师点评 填写分光光度法测定水中铁离子含量的分析原始记录的分析报告 了解原始记录和分析报告的填写要求 掌握分光光度法测定水中铁离子含量的测定原始记录和分析报告的填写 七、教学情境创设 教师：企业质检科长 学生小组长：班组长 学生：科室检验员

根据企业的工作流程，质检科长指派工作任务，班组长接受任务后进行任务分解，科室检验员进行分光光度法测定水中铁离子含量的分析，班组长、质检科长负责审核检验结果。 八、教学资源准备 1、主要仪器设备

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主要仪器设备 可见分光光度计； 比色皿 容量瓶8只； 吸量管 移液管 2、试剂：

数量 10台 40只 80只 各40支 40支 备注 721型 1cm 50mL 每组5mL、10mL各1支 5mL 铁标准溶液(40 ug/mL)，盐酸羟胺溶液（10%），邻二氮杂菲溶液（0.1%），HAc-NaAc缓冲溶液（pH≈5.0），磺基水杨酸，100g/L，浓氨水，ρ=0.9g/mL，铁试样(浓度约为32～48 ug/mL)。 九、其他要求 1、安全要求

（1）所有涉及用电的实训工作场所都必须配备漏电保护装置和总电源开关箱 （2）实训工作场所和过道须配备灭火器材，消防通道标志完备 （3）有可能出现安全问题的地方须张贴安全标语或警示标牌 （4）实训场所须张贴安全操作规程 （5）实训场所须张贴禁烟、禁火标志

（6）执行实训场所各项安全守则，正确使用消防器材，安全使用各种电器 （7）正确使用通风柜，不乱排放废液、废渣；能正确使用防护用品 （8）一切药品和试剂要由于其内容物相符的标签 （9）剧毒化学药品严格遵守保管、领用制度

（10）能对突发的安全事故果断采取适当措施，进行人员急救和事故处理。 2、卫生要求

（1）实训场所须配备专用废液桶、垃圾袋。 （2）实训场所须张贴卫生工作规程。

（3）实训人员进入实训场所应穿戴防护用品。

（4）实训完毕，必须洗手后方可进食，不准把食物、食具带进实训场所。 3、环境要求

（1）电路布局符合国家相关标准，照明系统符合实训要求。 （2）供水和排水符合国家相关规定。化学分析室地面应有地漏。 （3）通风、透光指标符合国家相关规定。

（4）建筑设计、操作台及设备摆放符合实训要求。

（5）实训中产生的废液、废物应集中处理，不得任意排放。 4、职教文化

（1）操作过程展现真实职业情境。 （2）工作场景模拟企业生产实际。 （3）环境氛围体现企业文化特色。 十、工作注意事项

1、在溶液的配制过程中应注意溶液加入的顺序不能颠倒； 2、溶液的配制过程中注意吸量管不要拿乱； 3、最佳波长选择好后不能再改变； 4、测量前注意要对仪器进行调零调百。 十一、工作后思考

2+

1、邻二氮杂菲分光光度法测定铁的原理是什么？用本法测出的铁含量是否为试样中Fe含量？ 2、邻二氮杂菲分光光度法测定铁时，为何要加入盐酸羟胺溶液？

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3、为什么绘制工作曲线和测定试样应在相同的条件下进行？这里主要指那些条件？

4、T与A两者关系如何？分光光度测定时，一般读取A值，该值在标尺上什么范围好？为什么？如何控制被测溶液的A值在此范围内？

5、制作标准曲线和试样测定时，加入试剂的顺序能否任意改变？为什么？ 6、参比溶液的作用是什么？在本实验中可否用蒸馏水作参比？

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十二、项目实施检查控制表

组号 _______ 工位号 _______ 姓名 年 月 日

细目 评分要素 分值 5 一次错误扣1分 5 5 2 2 4 2 3 3 2 3 2 2 3 2 2 2 2 4 4 4 4 4 12 8 步骤不正确扣1分，重新配制扣3分 不预热扣2分 不开盖扣2分 每差一项扣2分 不符要求每次扣1分 不正确每次扣1分 不符合要求每次扣1分 不检验扣2分 不润洗每次扣1分 不正确扣1分 不符合要求扣1分 不符合要求扣2分 不符合要求扣2分 不正确扣2分 不及时、转抄扣2分 不按要求扣2分 不按要求每项扣2分 每缺一项扣1分 每缺一项扣1分 ＜2% 2%～4% 4%～6% 6%～8% ＞8% ＞0.9999 0.9999～0.9995 0.9995～0.9990 0.9990～0.9950 ＜0.995 考核时间120分钟，每超过5分钟扣1分 5 100 说明 扣分 得分 移液管使用（按化学分析基本操显作要求） 色分操）作容量瓶使用（按化学分析基本操作要求） （15显色操作程序正确 仪器预热 预热时开盖 仪器使用程序正确（会调零、调百） 吸收池持法按要求进行 吸收池光面的揩拭方法 溶液的高度 吸收池配套性检验 用待测液润洗吸收池3次 测量顺序从低到高 吸收池放置 测量过程重校“0”“100” 非测量状态光闸放入光路 读数正确 数据及时、直接记录在报告单上 无涂改、符合有效数字规则 报告（完整、明确、清晰）规范 报告项目齐全 计算公式、结果正确 图上标注项目齐全 标准曲线绘制和使用方法正确 （测量分准）备（吸收池分使）用测量分操）作（记录及数据处理（26考核分时）间（8 总分 8 10 分）结果评价（分）125 24 结果准确度（相对误差，％） 6 4 0 12 8 标准曲线相关系数 6 4 0 开始时间 结束时间 考核时间

____________________设计方案

项目编号：

一、项目负责人：_________、__________；项目协作人：_________、__________； 二、实施项目需要的仪器有：

实施项目需要的试剂有：

三、项目实施的步骤为：

预习内容 修改内容 本方案经本小组全体成员讨论通过，现予递交，请审核。

第___小组组长________ 年 月 日 审核意见： 审核人（签字）

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项目编号：__________

____________________项目实施报告

组号 _______ 工位号 _______ 姓名__________

年 月 日

一、本项目采用的标准（方法）为 。 二、项目实施的分工为：

项目负责人： 项目协作人： 。 三、实施项目的仪器、药品准备：

四、项目实施的步骤为：

五、数据记录

（有关数据见《记录表》）

六、项目实施过程中，弄清了哪些问题？还存在什么疑惑或问题？

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可见分光光度法测定水中微量铁离子的测定数据记录

班级： 组号 工位号 姓名 年 月 日

数据记录与处理 1、吸收曲线的绘制 波长（nm） 吸光度 A 波长（nm） 吸光度 A 波长（nm） 吸光度 A

2、标准曲线的绘制

测量波长：__________； 标准溶液浓度：_________。

吸收池配套性检查：A1=0.000；A2= ；A3= ；A4= 。 溶液代号 0 1 2 3 4 5 3、试样的测定

平行测定次数 测定吸光度A测定 实际吸光度A实际 查得的浓度 原始试样浓度

定量分析结果：未知物的浓度为__________________。

1 2 吸取标液体积，mL ρ，μg/mL A测定 A实际 11