实验8 紫外分光光度法测定废水中苯酚含量
一、实验目的
1.掌握紫外-可见分光光度定量分析的原理。
2.掌握紫外-可见分光光度定量分析的基本操作方法。
3.进一步熟悉紫外-可见分光光度计的使用。
二、实验原理
紫外-可见吸收光谱法（UV-Vis）最重要的用途是化合物的定量分析。紫外-可见光谱法灵敏度高，准确度好，操作简便，仪器便宜，是一种应用极为广泛的分析测试方法。许多药物都有紫外特征吸收，我国药典中有各种药物的最大吸收波长和吸光系数数据，UV-Vis也是许多药物定量分析的标准方法。紫外-可见光谱法不仅可以测定有机物，通过显色反应还可以高灵敏地检测数十种元素。
许多化合物在紫外区具有特征吸收，吸光度与浓度的关系符合朗伯-比耳定律，选择适合的测定波长可以进行化合物的定量分析。在定量分析时，要注意选择适合波长、参比溶液和测量条件。
常用的紫外-可见分光光度计有单光束和双光束两种。单光束仪器价格便宜，操作方便，但不能进行波长扫描，适合于常规分析。双光束仪器克服了单光束仪器由于光源不稳引起的误差，并且可以方便地对全波段进行扫描，使用更加方便。
芳香族化合物在紫外均有特征吸收，在近紫外可观测到两个吸收带，在200nm附近的强吸收带和230～300nm的中等强度吸收带。苯酚在中性或酸性介质中λmax为210nm和272nm，在碱性溶剂中，苯酚失去质子，吸收峰λmax位移至235nm和288nm，可以视样品含量和干扰情况选择不同的介质环境和波长定量分析。当干扰较为严重时，还可以用差值分光光度法测定，以提高测定的选择性。方法是用苯酚的中性溶液作参比，测定苯酚碱性溶液，利用两种光谱的差值光谱定量分析。
苯酚在不同pH值下具有不同的UV吸收光谱，原因是羟基的电子得失会影响苯环上的紫外吸收，不同pH值下苯酚的UV吸收光谱和原理如图1所示。
图1 不同pH值下苯酚的UV吸收光谱和原理
三、仪器和试剂
仪器：普析UV-1800紫外-可见分光光度计；石英比色皿2只。
试剂：苯酚储备液（1mg·mL-1）；KOH（1mol·L-1）；HCl（1mol·L-1）。
四、实验步骤
1.接通主机电源，开启计算机和主机。
2.选择“光谱扫描”方式进入测试界面，设定测量参数。
3.苯酚溶液吸收曲线的测定。
移取0.5mL苯酚储备液三份置于25mL容量瓶中，一份用水定容，另两份分别加1mL HCl和1mL KOH用水定容。在200～350nm范围内进行波长扫描，保存数据。移取一定量的样品同上操作，得到样品在水、HCl和KOH介质中的光谱。
4.样品定量分析
（1）分析波长和溶液介质的选择 根据苯酚和样品在不同介质中的光谱，分析样品干扰情况，选择适宜的分析波长和测定介质。
（2）系列标准溶液及样品溶液的配制 通过标准溶液浓度和吸光度值，计算后拟定系列标准溶液的浓度（控制吸光度A在0.2～0.8，标准系列以5个点为宜）。根据稀释后样品吸光度确定样品稀释倍数。取若干25mL容量瓶，配制系列标准溶液及样品溶液。
（3）选择“定量分析”方式 进入测试界面，设定测量参数，输入标准系列浓度及样品稀释倍数，用水作参比，调零后按浓度由稀到浓的次序测量标准系列溶液，最后测量未知试样，得出未知液的浓度。
（4）打开保存文档，记录实验条件、光谱数据及图谱。
（5）测试完毕，关闭主机及计算机电源。
五、思考题
1.简述利用紫外吸收光谱进行定量分析的基本步骤。
2.测定实际样品中苯酚含量应注意哪些问题？本实验是如何选择测定波长和控制测量条件的？
3.在实际工作中如何拟定系列标准溶液的浓度？