一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/b>
1.利用分光光度計(jì)測定低濃度下鐵離子與硫氰酸根離子生成硫氰合鐵離子的平衡常數(shù)。
2.通過實(shí)驗(yàn)了解 與反應(yīng)物起始濃度無關(guān)。
3.掌握分光光度計(jì)的正確使用方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
Fe3+離子與SCN-離子在溶液中可生成一系列的絡(luò)離子，并共存于同一個(gè)平衡體系中。當(dāng)SCN-離子的濃度增加時(shí)，F(xiàn)e3+離子與SCN-離子生成的絡(luò)合物的組成發(fā)生如下的改變：
而這些不同的絡(luò)離子顏色也不同。由圖可知，當(dāng)Fe3+離子與濃度很低的SCN-離子(一般應(yīng)小于5×10-3mol·dm-3)時(shí)，只進(jìn)行如下反應(yīng)：
即反應(yīng)被控制在僅僅生成*簡單的Fe(SCN)2+絡(luò)離子。其標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)
根據(jù)朗伯-比爾定律，吸光度與溶液中Fe(SCN)2+絡(luò)離子濃度成正比。
（A為吸光度，K為常數(shù)， L為液層厚度）。借助于分光光度計(jì)測定溶液的吸光度，可計(jì)算出平衡時(shí)Fe(SCN)2+絡(luò)離子的濃度以及Fe3+離子和SCN-離子的濃度，從而求出該反應(yīng)的平衡常數(shù) 。
由于:
(1) Fe3+離子在水溶液中存在下列水解平衡
達(dá)平衡時(shí)
與酸度有關(guān)。依此，各實(shí)驗(yàn)溶液的pH值必須相同。
（2）溶液中離子反應(yīng)的平衡常數(shù)受離子強(qiáng)度影響較大。依此，各被測溶液的離子強(qiáng)度 必須保持一致。
（3）Cl-、PO3-4等多種陰離子可與Fe3+離子絡(luò)合，降低Fe(SCN)2+絡(luò)離子濃度、減弱溶液顏色、甚至完全消失。依此，實(shí)驗(yàn)中必須設(shè)法避免Cl-、PO3-4等陰離子的參與。
1.儀器
分光光度計(jì)1臺(tái)(帶自制恒溫夾套); 超級(jí)恒溫槽1臺(tái); 50mL容量瓶4只; 移液管10mL 支、25mL 2支。
2.藥品(A.R)
1×10-3mol·dm-3NH4SCN(需準(zhǔn)確標(biāo)定)；0.1mol·dm-3FeNH4(SO4)2(需準(zhǔn)確標(biāo)定Fe3+濃度，并加HNO3使溶液的H+濃度為0.1mol·dm-3)；1mol·dm-3HNO3；1mol·dm-3KNO3。
四、操作步驟
1.將恒溫夾套與恒溫槽連接后放入分光光度計(jì)的暗合中。將恒溫水調(diào)到（ ）℃。
2. 取四個(gè)50mL容量瓶，編成1#，2#，3#，4#。配制離子強(qiáng)度為0.7，氫離子濃度為0.15mol·dm-3，SCN-離子濃度為2×10-4mol·dm-3，F(xiàn)e3+離子濃度分別為5×10-2mol·dm-3、1×10-2mol·dm-3、5×10-3mol·dm-3、2×10-3mol·dm-3的四種溶液，先計(jì)算出所需的標(biāo)準(zhǔn)溶液量，填寫下表：
| 容量瓶 編 號(hào) | | | | |
| 1# | 10 | 25 | 5 | 5 |
| 2# | 10 | 5 | 7 | 23 |
| 3# | 10 | 2.5 | 7.25 | 25.24 |
| 4# | 10 | 1.0 | 7.40 | 26.59 |
根據(jù)計(jì)算結(jié)果，配制四種溶液，置于恒溫槽中恒溫。
3. 用分光光度計(jì)測量樣品溶液的的吸光度
（1）打開電源開關(guān)預(yù)熱20min，調(diào)節(jié)工作波長為460nm
（2）調(diào)節(jié)”MODE”鍵使儀器呈“透射比T”方式，將擋光體插入比色器架、調(diào)節(jié)“%T” 鍵使儀器透光率為零；取出擋光體，調(diào)節(jié)“100%T”鍵使儀器透光率100.00。
（3）調(diào)節(jié)“MODE”鍵使儀器呈“吸光度A”方式，用蒸餾水調(diào)“吸光度OA”鍵使儀器吸光度為零。
（4）取少量恒溫的1# 溶液洗比色皿二次，并把其注入（80%）比色皿中、置于夾套中恒溫5min，然后準(zhǔn)確測量溶液的吸光度。更換溶液測定三次，取其平均值；用同樣的方法測量2#，3#，4#號(hào)溶液的吸光度。
五、數(shù)據(jù)記錄和處理
將測得的數(shù)據(jù)，填于下表，并計(jì)算出平衡常數(shù) 值。
| 容量瓶編號(hào) | [Fe3+]0 | [SCN-]0 | 吸光度 | 吸光度比 | [Fe(SCN)2+] | [Fe3+] | [SCN-] | |
| 1# | | | | - | | | | |
| 2# | | | | | | | | |
| 3# | | | | | | | | |
| 4# | | | | | | | | |
(表中濃度單位：mol·dm-3)。
按 Fe3+ + SCN- = Fe(SCN)2+
0
對(duì)1# 容量瓶Fe3+離子與SCN-離子反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，可認(rèn)為SCN-離子全部消耗，此平衡時(shí)硫氰合鐵離子的濃度［Fe(SCN)2+］等于開始時(shí)硫氰酸根離子的濃度：
［
以1# 溶液的吸光度為基準(zhǔn)，則對(duì)應(yīng)于2#，3#，4# 溶液的吸光度可求出各吸光度比，而2#，3#，4#各溶液中［Fe(SCN)2+］、［Fe3+］、［SCN-］可分別按下式求得：
[FeSCN2+] = 吸光度比·[FeSCN2+]1#） = 吸光度比·[SCN-]0
［Fe3+］ =［Fe3+］0 -［Fe(SCN)2+］
［SCN-］ =［SCN-］0 -［FeSCN2+］
六、注意事項(xiàng)
1.使用分光光度計(jì)時(shí)，先接通電源，預(yù)熱20min。為了延長光電管的壽命，在不測定數(shù)值時(shí)，應(yīng)打開暗盒蓋。
2.使用比色皿時(shí)，應(yīng)注意溶液不要裝得太滿，溶液約為80%即可。并注意比色皿上白色箭頭的方向，指向光路方向。
3.溫度影響反應(yīng)平衡常數(shù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)體系應(yīng)始終恒溫。
4.實(shí)驗(yàn)用水是二次蒸餾水。
【思考題】
1.如果Fe3+、SCN-離子濃度較大時(shí)則不能按公式
計(jì)算 值，為什么?
2. 為什么可用
[FeSCN2+] = 吸光度比· 來計(jì)算[Fe(SCN)2+] ?
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