实验十二Fe3+～SCN-平衡常数的测定（分光光度法）一、实验目的1.测定Fe3+～SCN-的平衡常数，加深对平衡常数的理解。2.学会分光光度计的使用。二、实验提要如果溶液中的溶质可吸收某些波长的可见光，则溶液就显示一定的颜色。溶液的浓度越大，吸收的光越多，颜色越深。因此可以通过比较溶液颜色的深浅来测定溶液的浓度，这种测定方法叫做比色分析：也可以通过比较溶液吸收光的多少来测定溶液的浓度，这种测定方法叫做分光光度分析。分光光度法测定的理论依据是朗伯-比耳定律：当一束平行单色光通过单一均匀的、非散射的吸收光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。即A=cbc其中c是溶液的摩尔浓度，b是溶液厚度，6是摩尔吸光系数。如果固定比色血厚度测定有色溶液的吸光度，则溶液的吸光度与浓度之间有简单的线性关系。不同物质吸收光的波长（或频率）是不相同的。利用分光光度计产生所需频率的单色光，使其通过被测溶液，然后测定该单色光的强度，即可得到溶液的吸光度。图4-2是光吸收的示意图。Io.It一溶液b'图4-2光吸收示意图吸光度A（又称消光度），即溶液吸收光的量，可用下式表示：I.A=lgI其中Io是入射光的强度，I是透过光的强度。通常先配一份已知浓度但与未知溶液具有相同物质的溶液，把它们分别放入两个厚度相同的容器中，分别测出A和Ax，则As/Ax一cs/cx，即
实验十二 Fe3+～SCN- 平衡常数的测定(分光光度法) 一、实验目的 1. 测定 Fe3+～SCN-的平衡常数，加深对平衡常数的理解。 2. 学会分光光度计的使用。 二、实验提要 如果溶液中的溶质可吸收某些波长的可见光，则溶液就显示一定的颜色。溶液的浓度越 大，吸收的光越多，颜色越深。因此可以通过比较溶液颜色的深浅来测定溶液的浓度，这种 测定方法叫做比色分析；也可以通过比较溶液吸收光的多少来测定溶液的浓度，这种测定方 法叫做分光光度分析。 分光光度法测定的理论依据是朗伯-比耳定律：当一束平行单色光通过单一均匀的、非 散射的吸收光物质溶液时，溶液的吸光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成正比。即 A = bc 其中 c 是溶液的摩尔浓度，b 是溶液厚度，是摩尔吸光系数。如果固定比色皿厚度测定 有色溶液的吸光度，则溶液的吸光度与浓度之间有简单的线性关系。 不同物质吸收光的波长（或频率）是不相同的。利用分光光度计产生所需频率的单色光， 使其通过被测溶液，然后测定该单色光的强度，即可得到溶液的吸光度。图 4-2 是光吸收的 示意图。 图 4-2 光吸收示意图 吸光度 A (又称消光度)，即溶液吸收光的量，可用下式表示： I I A 0 lg 其中 I0 是入射光的强度，I 是透过光的强度。 通常先配一份已知浓度但与未知溶液具有相同物质的溶液，把它们分别放入两个厚度相 同的容器中，分别测出 As和 Ax，则 As/Ax＝cs/cx，即
AxXCCxA其中c是已知浓度的溶液，cx是未知浓度的溶液。本实验用分光光度计法测定下列化学反应的平衡常数。Fe3++SCN-FeSCN2+c (FeSCN 2+)K.=c(Fe3+) - c(SCN-)由于反应体系中只有FeSCN2+吸收可见光，所以可用分光光度法测定其平衡浓度。当c(Fe3+）>>c(SCN-)时，SCN-基本上全部转化成FeSCN2+，所以FeSCN2+的平衡浓度等于已知的SCN-的初始浓度，为了防止Fe3+的水解，用0.5mol-L-I硝酸来配制Fe3+的溶液。三、实验流程图数据测定吸配制参比和配制待光度处理标准溶液测溶液四、实验用品仪器、用品：722E型分光光度计，移液管（2支10mL、2支5mL），7只50mL烧杯，洗耳球。试剂、材料：Fe3+(0.200mol-L-1，0.00200mol-L-l)，0.00200molL-KSCN，0.5mol-LIHNO3，擦镜纸，标签纸，浆糊。五、实验内容1.配制参比溶液和FeSCN2+标准溶液在0号和1号于燥洁净的烧杯中，分别按下表中所列的用量配制参比溶液和FeSCN2+标准溶液，并充分混匀。烧杯编号水0.200mol-L-lFe3+0.00200mol-L-lAKSCN5.00mL0.00mL5.00mL10-1参比溶液10.00mL1.00 mL1(标准溶液）9.00mL1x0.00200mol.L-l=1.00x10-mol.L-c(NCS) =20
s s x x A A c c 其中 cs 是已知浓度的溶液，cx是未知浓度的溶液。 本实验用分光光度计法测定下列化学反应的平衡常数。 Fe3+ + SCN - ⇌ FeSCN2+ c(Fe ) c(SCN ) c(FeSCN ) 3 - 2 K c 由于反应体系中只有 FeSCN2+ 吸收可见光，所以可用分光光度法测定其平衡浓度。当 c(Fe3+) >> c(SCN- )时，SCN-基本上全部转化成 FeSCN2+， 所以 FeSCN2+ 的平衡浓度等于已 知的 SCN-的初始浓度，为了防止 Fe3+ 的水解，用 0.5 mol·L -1 硝酸来配制 Fe3+ 的溶液。 三、实验流程图 四、实验用品 仪器、用品：722E 型分光光度计，移液管(2 支 10 mL、2 支 5 mL)，7 只 50 mL 烧杯， 洗耳球。 试剂、材料：Fe3+ (0.200 mol·L -1，0.00200 mol·L -1 )，0.00200 mol·L -1KSCN，0.5 mol·L - 1HNO3，擦镜纸，标签纸，浆糊。 五、实验内容 1. 配制参比溶液和 FeSCN2+标准溶液 在 0 号和 1 号干燥洁净的烧杯中，分别按下表中所列的用量配制参比溶液和 FeSCN2+标 准溶液，并充分混匀。 烧杯编号 0.200molL -1 Fe3+ 0.00200molL -1 KSCN 水 A 0-1 参比溶液 5.00 mL 0.00 mL 5.00 mL / 1(标准溶液) 10.00 mL 1.00 mL 9.00 mL - 1 4 1 0.00200mol L 1.00 10 mol L 20 1 c(NCS ) 配制参比和 标准溶液 配制待 测溶液 测定吸 光度 数 据 处理
因为当c(Fe3+)>>c(SCN-)时，SCN-基本上都转化为FeSCN2+，因此c(FeSCN2+)标准=1.00×10-4mol-L-12.配制待测溶液在0-2参比溶液和2～5号烧杯中，分别按下表中所列的用量配制溶液，并充分混匀。水烧杯编号0.00200mol-L-l0.00200mol-L-1AFe3+KSCN0-2参比溶液5.00mL0.00mL5.00mL25.00mL5.00mL0.00mL33.00 mL5.00mL2.00mL3.吸光度的测定把分光光度计的波长调至447nm，将0-1参比溶液推入光路，测定1号溶液的吸光度。将0-2参比溶液推入光路，测定2～5号溶液的吸光度，并及时记录。六、数据处理由郎伯-比耳定律得：A,xXCCxAs由质量守恒得：c(Fe3+)平衡 = c(Fe3+)始 - c(FeSCN2+)平衡c(SCN-)平衡 = c(SCN-)始 - c(FeSCN2+)平衡把计算所得的数据填入下表：平浓度编吸光始浓度衡Ks号度Ac(Fe')sc(SCN-)ec(FeSCN2*)c(Fe't)rc(SCN-)+c(H*)123思考题1为什么要使c(Fe3+）>>c(SCN-)?2.为什么要加HNO3来保持溶液的酸度？3.烧杯为什么要干燥？4.移液管为什么在使用前要用相应的溶液洗过？在使用过程中为什么不能混用？
因为当 c(Fe3+) >> c(SCN- )时，SCN-基本上都转化为 FeSCN2+，因此 c(FeSCN2+)标准 = 1.00×10-4 mol·L -1 2. 配制待测溶液 在 0-2 参比溶液和 2～5 号烧杯中，分别按下表中所列的用量配制溶液，并充分混匀。 烧杯编号 0.00200molL -1 Fe3+ 0.00200molL -1 KSCN 水 A 0-2 参比溶液 5.00 mL 0.00 mL 5.00 mL 2 5.00 mL 5.00 mL 0.00 mL 3 5.00 mL 3.00 mL 2.00 mL 3. 吸光度的测定 把分光光度计的波长调至 447nm，将 0-1 参比溶液推入光路，测定 1 号溶液的吸光度。 将 0-2 参比溶液推入光路，测定 2～5 号溶液的吸光度，并及时记录。 六、数据处理 由郎伯-比耳定律得： s s x x A A c c 由质量守恒得： c(Fe3+)平衡 = c(Fe3+)始 - c(FeSCN2+)平衡 c(SCN- )平衡 = c(SCN- )始 - c(FeSCN2+)平衡 把计算所得的数据填入下表： 编 号 吸光 度 A 初 始 浓 度 平 衡 浓 度 Ks c(Fe3+)始 c(SCN- )始 c(H+ )平 c(FeSCN2+)平 c(Fe3+)平 c(SCN- )平 1 2 3 思考题 1. 为什么要使 c(Fe3+ ) >> c(SCN- )? 2. 为什么要加 HNO3 来保持溶液的酸度? 3. 烧杯为什么要干燥? 4. 移液管为什么在使用前要用相应的溶液洗过? 在使用过程中为什么不能混用?