Spektrofotometrické stanovení celkového Fe 1,10-fenanthrolinem v přípravcích doplňkové výživy
Spektrofotometrické metody patří v soudobé chemické analýze mezi nejrozšířenější metody, což je dáno jejich specifičností, citlivostí a zejména experimentální a časovou nenáročností. Velká část praktických aplikací těchto metod spadá do oblasti stanovení anorganických látek, zejména kovů. To je dáno tím, že v těchto případech je k dispozici dostatečný výběr činidel, poskytujících se stanovovanou látkou barevný produkt s vysokou hodnotou absorpčního koeficientu, nutnou pro citlivé stanovení příslušného analytu. Spektrofotometrické stanovení koncentrace je založeno na platnosti Lambert-Beerova zákona, který říká, že intenzita zabarvení roztoku (měřená jako absorbance A ) dané sloučeniny je při konstantní tloušťce vrstvy měřeného roztoku d (rozměr kyvety) a konstantní vlnové délce záření přímo úměrná molární koncentraci c barevné sloučeniny v roztoku:
kde
v jednotkách mol-1dm3cm-1 je tzv. molární absorpční koeficient , vyjadřující absorbanci (rel. vyjádření množství pohlceného světla) roztoku o molární koncentraci 1 mol·dm-3 v kyvetě o tloušťce 1 cm při konstantní vlnové délce dopadajícího monochromatického záření.
Jedním z nejrozšířenějších a technicky nejvyužívanějších kovů je železo, které je zároveň důležitým biogenním prvkem. Stanovení jeho obsahu jak v materiálech tak v jednotlivých složkách životního prostředí či doplňcích výživy představuje jednu z nejčastějších úloh v analytickém využití spektrofotometrie. Ionty Fe reagují s mnoha anorganickými i organickými látkami za vzniku intenzivně zabarvených sloučenin, úspěšně použitelných ve spektrofotometrii ke stanovení jejich koncentrace. Asi nejznámější je reakce Fe3+ s rhodanidovým aniontem za vzniku intenzivně červeně zabarveného komplexního iontu [Fe(SCN)]2+ . Vzhledem k malé stabilitě tohoto komplexu jsou ovšem v praxi používány jiné, organické ligandy - zejména heterocyklické sloučeniny typu 1,10-fenanthrolinu (phen) nebo 2,2'-bipyridylu (bipy). Protože barevný (intenzivně červený) komplex [Fe(phen)3]2+ resp. [Fe(bipy)3]2+ vzniká v tomto případě pouze s iontem Fe2+, je při stanovení celkového obsahu Fe ve vzorku nutno nejprve provést redukci Fe3+ iontů na dvojmocné,. Nejčastěji se k této redukci používá hydroxylamin v kyselém prostředí. Komplexní ion [Fe(phen)3]2+ má ve vodě absorpční maximum u vlnové délky 512 nm a molární absorpční koeficient okolo hodnoty 1,1·104 mol-1dm3cm-1, takže jej lze ve spektrofotometrii využít k vysoce citlivému stanovení železa. Díky tomu, že v kyselém prostředí 1,10-fenanthrolin netvoří barevné komplexní sloučeniny s většinou iontů dalších kovů, je toto stanovení i dostatečně specifické.