儀器分析實驗大綱

1、實驗一 原子發(fā)射光譜定性分析1 目的要求了解中型攝譜儀的性能及光譜分析實驗的基本操作；檢查試樣中是否含有被測定的元素。2. 實驗原理原子的核外電子一般處在基態(tài)運動，當獲取足夠的能量后，就會從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，處于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定（壽命小于10-8 s），迅速回到基態(tài)時，就要釋放出多余的能量，若此能量以光的形式出顯，既得到發(fā)射光譜。在激發(fā)源的作用下，原子被激發(fā)。處于激發(fā)態(tài)的原子不穩(wěn)定，10-8 s內又向低能級躍遷，并發(fā)射特征譜線。1）能量（電或熱、光） 基態(tài)原子 2）外層電子(outer electron) （低能態(tài)E1 高能態(tài)E2）3）外層電子（高能態(tài)E2 低能態(tài)E1）4）發(fā)出特征頻率()的光子.

2、 由于原子或離子的能級很多并且不同元素的結構是不同的，因此對特定元素的原子或離子可產(chǎn)生一系不同波長的特征光譜，通過識別待測元素的特征譜線存在與否進行定性分析定性原理。3. 儀器裝置光譜分析儀器一般由激發(fā)光源、光譜儀及檢測系統(tǒng)三部分組成。（1） 光 源提供試樣蒸發(fā)、原子化、激發(fā)所需的能量要求：溫度高；穩(wěn)定，重現(xiàn)；背景?。o或少帶光譜）；簡便、安全。種類：火焰；電弧（直流電弧、交流電弧）；電火花；等離子體。（2） 電極和試樣的引入方式(a)電極多由石墨（Graphite）制成：高熔點、易提純、易導電、光譜簡單；(b)固體試樣：金屬或合金直接做成電極(固體自電極)；粉末試樣可與石墨粉混合裝樣；(c)

3、溶液試樣：滴在電極上，低溫烘干；使用ICP可直溶液進樣。（3） 檢測方式(a) 目視法：用眼晴觀察和比較譜線強度進行半定量的光譜分析的方法即為目視法。(b) 攝譜法：用光譜感光板來記錄輻射譜線的方法。在該方法中，將感光板置于攝譜儀的焦面上，接收由光源所輻射出的試樣中的元素譜線而感光，在暗室經(jīng)過顯影和定影處理之后得到供分析測定用的光譜底板，然后在映譜儀上觀察譜線的特征位置及譜線的大致黑度進行定性和半定量分析。(c) 光電法：利用光電接收裝置來接收譜線強度，并將其轉換成電信號，再經(jīng)電學系統(tǒng)放大，測量并記錄譜線強度的儀器叫光電直讀光譜儀。4. 定性分析的方法(鐵光譜比較法)此法是以鐵的光譜圖作為基準

4、波長表，把各種元素的波長標于這個圖中，從而構成一個標準圖譜。當把試樣與鐵并列攝譜于同一塊感光板上后，把感光板上的鐵譜與標準鐵光譜圖對準位置，根據(jù)標準圖譜上標明的各元素靈敏線，可對照找出試樣中存在的元素，查找出了的試樣元素譜線必須與標準鐵光譜圖中標明元素的譜線位置相吻合。由于樣品成分往往是復雜的，元素譜線互相重疊干擾的情況是可能的，所以觀察到某一元素的一條譜線時，尚不能完全確定該元素存在，還應經(jīng)過驗證：查找是否有第二條、第三條靈敏線出現(xiàn)，若有，便可確認該元素存在。思考：為什么要以Fe譜作標尺？答：Fe譜線豐富（有數(shù)千條）、均勻（強度及間距）、每條譜線波長已知。分段曝光法實際工作中，由于樣品的復雜

5、性（不同元素的激發(fā)電位不同等），要想獲得準確、完整的定性信息，需采用“分段曝光法”。注意：一旦起弧，則不要?；?。在一電流值曝光一段時間后，迅速將電流快速增至下一電流值。5、實驗步驟 （1）準備石墨電極(削上電極若干根)；（2）裝樣品(土壤, 碳酸鈣, 煤灰各兩分)；（3）攝譜(注意的事項)；（4）顯影（5min)、定影(15min)；（5）看譜(注意實驗結果的記錄)。6、問題討論 (1)原子發(fā)射光譜定性分析的原理是什么？(2)簡述看譜的步驟，并說明其理由。實驗二 苯甲酸、水楊酸、對氨基苯甲酸的紅外光譜分析一、實驗目的 1、掌握紅外光譜測定的樣品制備方法。 2、掌握芳香族化合物紅外光譜的特征。

6、3、比較誘導效應和共軛效應對不同物質紅外光譜的影響。4、進一步熟悉紅外光譜儀的結構及使用方法。二、實驗原理當一定頻率（一定能量）的紅外光照射分子時，如果分子某個基團的振動頻率和外界紅外輻射頻率一致，二者就會產(chǎn)生共振。此時，光的能量通過分子偶極矩的變化傳遞給分子，這個基團就吸收一定頻率的紅外光，產(chǎn)生振動躍遷（由原來的基態(tài)躍遷到較高的振動能級），從而產(chǎn)生紅外吸收光譜。如果紅外光的振動頻率和分子中各基團的振動頻率不一致，該部分紅外光就不會被吸收。用連續(xù)改變頻率的紅外光照射某試樣，將分子吸收紅外光的情況用儀器記錄下來，就得到試樣的紅外吸收光譜圖。由于振動能級的躍遷伴隨有轉動能級的躍遷，因此所得的紅外光

7、譜不是簡單的吸收線，而是一個個吸收帶 。紅外吸收光譜是有機化合物結構鑒定的重要方法之一。紅外光譜定性分析一般采用以下兩種方法： （1）已知標準物對照 （2）標準圖譜查對法解析紅外圖譜的大致步驟如下： （1）先從特征頻率區(qū)入手，找出化合物所含主要官能團。 （2）指紋區(qū)分析，進一步找出官能團存在的依據(jù)。因為一個基團常有多種振動形式，所以，確定該基團就不能只依靠一個特征吸收，必須找出所有的吸收帶。（3）對指紋區(qū)譜帶位置、強度和形狀的仔細分析，確定化合物可能的結構。（4）對照標準圖譜，配合其他鑒定手段，進一步驗證。三、儀器和試劑 1、儀器 ：紅外光譜儀；瑪瑙研缽、壓片模具、壓片機2、試劑：未知樣品 A

8、、B、C（分別為苯甲酸、水楊酸、對氨基苯甲酸中的一種）；KBr四、實驗步驟 1、開機：打開電腦、進入儀器管理系統(tǒng)后，打開紅外光譜儀的開關，預熱 10 min。 2、制樣：用吸附溶劑的脫脂棉將瑪瑙研缽和模具擦拭干凈，自然晾干備用。以大約1001 的比例，取少量 KBr 和待測樣品置于瑪瑙研缽中，充分研磨至顆粒的直徑約為2m（肉眼看不到固體顆粒）。將適量研磨好的混合物裝于壓片模具中（均勻鋪在壓模內），于壓片機上在 10 Mpa 壓力下，壓制 1min，制成透明的圓 形薄片。 3、測定： 1）雙擊 OPUS.EXE 文件，進入操作界面。 2）點擊“高級測量選項”，調出適合的測量參數(shù)。 3）用空氣作背

9、景，點擊“背景單通道”，進行背景掃描。 4）將樣品裝于樣品架上，放入樣品室，點擊“樣品單通道”，進行樣品掃描。 5）對所得紅外圖譜進行處理，如：基線拉平、曲線平滑、標峰位。 6）保存并打印圖譜（點擊“快速打印”）。 4、測定結束后，取出樣品，將研缽、模具、樣品架等擦凈收好，關機。五、結果處理對所得的紅外圖譜進行解析，歸屬主要吸收峰，判斷樣品 A、B、C 各為何種物質。六、注意事項 1、待測樣品及所用 KBr 均需充分干燥處理。 2、研磨時間不宜太長，否則 KBr 粉末吸收空氣中的水份太 多會 干擾譜圖分析。 3、操作儀器時嚴格按照操作規(guī)程進行。七、思考題 1、紅外分光光度計與紫外-可見分光光度

10、計在光路設計上有何不 同？為什么？2、用溴化鉀壓片法制樣時，對試樣的制片有何要求？實驗三 氣相色譜-質譜聯(lián)用一、 實驗目的1. 學習GC-MS的工作原理2. 掌握GC-MS對未知樣品的定性及定量分析方法二、實驗原理 質譜儀需要在高真空下工作：離子源（10-3-10-5Pa ）質量分析器（10 -6Pa ）(1) 大量氧會燒壞離子源的燈絲；(2) 用作加速離子的幾千伏高壓會引起放電；(3) 引起額外的離子分子反應，改變裂解模型，譜圖復雜化。熱進樣和冷進樣熱進樣 (SPL, WBI)：存在歧視現(xiàn)象和樣品熱分解冷進樣 (OCI, PTV)：進樣是在較低溫度下進行，定量精度高，歧視效應和熱解效應的影響

11、小歧視效應的產(chǎn)生：蒸溜現(xiàn)象，形成氣溶膠，分溜現(xiàn)象減小熱進樣歧視現(xiàn)象的方法：溶劑沖洗法三、 實驗部分(1). 樣品前處理溶液配制：配置0.5 mol/L KOH甲醇溶液，體積比為2 : 1的正己烷乙醚溶液。取植物油樣品12滴（約30mg）至25mL具塞試管或比色管中，加入正己烷乙醚（2 : 1）5mL，0.5mol/L KOH甲醇溶液3mL，搖勻，室溫反應10min，加水10mL，反復搖震后，取出移至離心管中，4000rpm離心2min，吸取上層脂肪酸甲酯，做GC-MS分析。若不離心處理，也可以將搖震后的溶液靜止30 min，再吸取上層脂肪酸甲酯，做GC-MS分析。(2) 操作步驟GC-MS儀器

12、參數(shù)設定：氣相色譜條件：J&W DB-17 彈性石英毛細管色譜柱(30m××m)；載氣為純度99.999%的氦氣；柱初溫150，保溫3min，以20/min升溫速率升至200，再以/min升溫速率升至230，保溫3min；進樣口溫度250；柱流量1mL/min，分流比1:50；進樣量1L。質譜條件：EI離子源，電子能量70eV，掃描測定模式，質量掃描范圍29 m/z 400 m/z，離子源溫度200，GC-MS接口溫度220，溶劑峰切除時間2.0min，質譜檢測起測時間2.5min。儀器調試完畢后，吸取處理好的樣品進樣，對食用油脂肪酸的成分進行測定。(3) 實驗結果

13、解析測定結束后，將得到TIC譜圖（總離子流圖），應用GC-MS專業(yè)分析軟件對TIC譜圖進行鑒定和定量分析。成分鑒定根據(jù)GC-MS聯(lián)用測定所得到的質譜信息，應用GC-MS隨機附帶的質譜數(shù)據(jù)庫（如NIST 147等）進行檢索，通過與標準譜圖對照以及質譜碎片峰的分析，確定每一個成分的化學結構。按峰面積歸一法進行半定量分析，分別求得各組成化合物的相對含量。實驗四 高效液相色譜法實驗高效液相色譜法的特點：高壓、高效、高速、高沸點、熱不穩(wěn)定有機及生化試樣的高效分離分析方法。一、目的與要求1.學習高效液相色譜儀器的操作；.2.了解反相液相色譜法分離的基本原理；掌握用液相色譜分離藥物的分析方法；二、方法的原理

14、 高效液相色譜法是一種現(xiàn)代的液相色譜分析方法。它選用顆粒很細的高效固定相，采用高壓泵輸送流動相，分離、定性及定量分析通過液相色譜儀器來完成。 根據(jù)使用的固定相及分離原理不同，一般將其分為分配色譜、吸附色譜、離子交換色譜和凝膠色譜等。 本實驗采用鍵合硅膠固定相，流動相為甲醇/0.1%檸檬酸（25/75,V/V)，用反相色譜分離原理分離分析市售的葛根素注射液中葛根素。采用內標法定量。三、分析步驟1、儀器與試劑 （1）高效液相色譜儀，UV-VIS紫外檢測器(250nm)， （2）色譜柱：15cm× （3）流動相：甲醇/0.1%檸檬酸（25/75,V/V)，1ml/min.（4）微量進樣器2

15、5L （5）99%葛根素標準品,對羥基苯甲醛（AR內標物） （6）市售的葛根素注射液2、溶液的配制（1）內標液的配制準確稱取0.6250克對羥基苯甲醛于500mL容量瓶中，用甲醇稀釋至500mL，得1.25mg/mL的內標溶液。(2)標樣的配制（a）準確稱取25mg葛根素純品（99%）于50mL容量瓶中，用甲醇溶解，并稀釋至刻度，搖勻備用。（b）0.05mg/mL標準溶液的配制：準確移取上述標準溶液1.00mL于10mL容量瓶中，加1.00mL內標液，用甲醇稀釋至刻度，搖勻。3、樣品溶液的制備（a）取2.00mL葛根素注射液于500mL容量瓶中，用甲醇稀釋至刻度，搖勻。（b）準確吸取2.00m

16、L樣品溶液及1.00mL內標液于10mL容量瓶，用甲醇稀釋至刻度，搖勻。四、測定步驟1、色譜條件色譜柱：VP-ODS(150´4.6mm)流動相：甲醇/0.1%檸檬酸=25/75（體積比）檢測波長：250nm進樣量：10L2、測定校正因子L，測定內標物的峰面積A對（標）及葛根素的峰面積A葛（標）。3、樣品分析及數(shù)據(jù)處理：L，根據(jù)內標物峰面積A對（樣）及葛根素的峰面積A葛（樣），用下式計算濃度：X（mg/mL）=99%´´A葛（樣）A對（標）/ A葛（標）A對（樣）×1250五、問題及討論1、試比較內標法和歸一化法的優(yōu)缺點；2、何為反相液相色譜法實驗五 I

17、CP原子發(fā)射光譜法同時測定Ca2+、Fe3+和Zn2+1. 目的要求（1）了解電感耦合高頻等離子體（ICP-AES)發(fā)射光譜儀的性能及基本操作技術；（2）掌握ICP-AES分析樣品的基本分析方法。2. 實驗基本原理ICP-AES分析是將試樣在等離子體光源中激發(fā)，使待測元素發(fā)射出特征波長的輻射，經(jīng)過分光，測量其強度而進行定量分析的方法。ICP光電直讀光譜儀用ICP做光源，光電檢測器（光電倍增管、光電二極管陣列等）檢測，并配備計算機自動控制和數(shù)據(jù)處理。它具有分析速度快，靈敏度高、穩(wěn)定性好、線性范圍寬、基體干擾小，可多元素同時分析等優(yōu)點。激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，在回復過程中會以光子的形式釋放能量，光

18、子能量是兩個能級差; 特定能級差對應的波長（光）可以代表此種元素的存在，這是定性分析的基礎; 特征光的強度和元素的濃度成正比，這是定量分析的基礎.2. OPTIMA2100DV操作程序（1） 保持實驗室內通風。打開氣源（氬氣，空氣壓縮機和吹掃用氮氣）和冷卻水（或冷卻水循環(huán)器）;（2） 打開主儀器電源開關。（通常，此開關應保持打開狀態(tài)以避免儀器開機時的重新初始化而導致時間延遲）（3） 關閉試樣艙門，確保前門緊閉;（4） 啟動計算機和WINLAB32軟件，等待儀器初始化結束。（5） 點炬，15分鐘后儀器自動進行光學初始化，（initialize optics)并檢查結果 。也可以選Tools-Sp

19、ectrometer Control-initialize optics 隨時啟動，大約4分鐘結束。（6） 分析方法編輯;（7） 分析樣品;（8） 完成分析后應清洗進樣系統(tǒng)，清洗時間和樣品有關，一般可以先噴2-5% HNO3大約5分鐘，再噴去離子水大約5分鐘 。樣品基體復雜的要延長清洗過程;（9） 結束后在Plasma框熄矩，熄矩后儀器將保持Plasma和輔氣體1到2分鐘冷卻炬管，此時應繼續(xù)保持提供氬氣;（10） 排出霧室內余液，停止蠕動泵，松開蠕動泵管;（11） 先退出軟件，然后關斷儀器電源;實驗六 離子選擇性電極法測定飲用水中氟含量一、 實驗目的1、 掌握離子選擇性電極的響應機理。2、 學

20、會使用離子計。3、 了解氟離子電極測定F-的條件。二、實驗原理氟離子選擇電極是目前最成熟的一種離子選擇性電極。將氟化鑭單晶（摻入微量氟化銪（··L-1 NaCl溶液，以Ag/AgCl電極為參比電極，構成氟離子選擇電極。測定時，以F-選擇電極作指示電極，以飽和甘汞電極作參比電極，組成測量電池。如果忽略液接電位，電池的電動勢為：b0.0592aF總離子強度調節(jié)劑的主要成分及作用：（1）NaCl等：高濃度電解質用以維持溶液具有相同的活度系數(shù)，消除溶液間離子強度差異對電位的影響。（2）檸檬酸鹽：比F更強的絡合劑，優(yōu)先與干擾離子相結合，從而使氟離子從絡合物中游離出來。（3）醋酸、鹽酸

21、、氫氧化鈉等：形成檸檬酸鹽、醋酸鹽的p緩沖體系。pH值過低，H+與F-反應生成HF,從而降低溶液中F-含量,檢測結果偏低。pH值過高，OH-與氟電極的敏感膜上的La反應生成會La(OH)3，影響氟電極響應特性。三、實驗步驟1、氟離子選擇電極的準備：將氟電極在去離子水中浸泡8小時或過夜；或在1×10-3mol/L NaF溶液中浸泡12小時，然后用蒸餾水清洗數(shù)次直至測得的電位值約為-300mV(此值各支電極不同)。若氟離子選擇電極暫不使用，宜于干放。2、氟離子標準系列溶液的配制：吸取0，1.0，2.0，5.0，7.0，10.0mL氟標準液,分別置于5只50mL容量瓶中，并于各容量瓶中加入

22、15mL總離子強度調節(jié)劑， 10mL lmol/L鹽酸，加水稀釋至刻度，搖勻備用。3、操作：將上述標準溶液依次倒入小聚乙烯塑料燒杯中(浸沒電極即可)，插入氟離子選擇電極和飽和甘汞電極，連接線路，放入攪拌子，開動攪拌器，由稀至濃分別測量標準溶液的電位值，待電位值(或pX值)穩(wěn)定后讀取讀數(shù)。測定過程中更換溶液時，“測量”鍵必須處于斷開位置，以免損壞離子計。每次測定前用被測試液清洗電極、燒杯以及攪拌子。標準溶液測量完畢后將電極用蒸餾水清洗直至測得電位值-300mV左右待用。4、試樣中氟的測定：用小燒杯準確稱取約0.5g牙膏，然后加水溶解，加入10mLTISAB。煮沸2min，冷卻并轉移至50mL容量

23、瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。 如3操作。四、數(shù)據(jù)處理記錄F-標準溶液的濃度及對應的值，作pF工作曲線。未知樣品測得值后，帶入工作曲線計算對應的pF，即得分析結果。 五、思考題1、氟離子選擇性電極為什么能反映溶液中F-的活度？2、實驗中加入離子強度調節(jié)劑的作用是什么?離子強度調節(jié)劑的一般組成是什么？3、電位分析法與循環(huán)伏安法的區(qū)別有哪些？（在完成兩個實驗后回答）實驗七 循環(huán)伏安法-伏安和極譜分析法一、 實驗目的1、 學習和掌握循環(huán)伏安法的原理和實驗技術2、 了解固態(tài)電極的處理方法3、 掌握用循環(huán)伏安法判斷電極過程可逆性的方法二、伏安和極譜分析伏安和極譜分析是一種特殊形式的電解分析方法，它是指在一定

24、條件下，用小面積電極電解被分析物質的稀溶液，根據(jù)所得到的電流-電壓（電位）曲線來進行分析的方法。如果工作電極使用滴汞電極等表面能周期性更新的液態(tài)電極，就稱此法為極譜法；如果工作電極用玻碳、鉑、金等固態(tài)電極或懸汞、汞膜等固定面積的液態(tài)電極，就稱此法為伏安法。包括：線性掃描伏安法、循環(huán)伏安法、脈沖伏安法、方波伏安法、溶出伏安法三、循環(huán)伏安法的基本原理將循環(huán)變化的電壓施加于工作電極（如鉑電極）和參比電極之間，記錄工作電極上得到的電流與施加電壓的關系。掃描開始時，從起始電壓掃描至某一電壓后，再反向回掃至起始電壓，構成等腰三角形脈沖：正向掃描時：O + 2e = R反向掃描時：R = O + 2e當工作

25、電極被施加對稱的三角波掃描電勢激發(fā)時，其上將產(chǎn)生響應電流，以電流對電位作圖為循環(huán)伏安圖，典型的循環(huán)伏安圖如下。從循環(huán)伏安圖中可得到幾個重要的參數(shù)：陽極峰電流（ipa)、陽極峰電位（Epa）、陰極峰電流（ ipc）、陰極峰電位（Epc） 四、循環(huán)伏安法主要參數(shù)的應用循環(huán)伏安法能迅速提供電活性物質電極反應過程的可逆性、化學反應歷程、電極表面吸附等許多信息。由對可逆氧化還原電對的式量電位 E與Epc和Epa的推導的關系為：對于可逆擴散波，峰電流ip由Randle-Savcik方程得到下式 ip=Kn3/2AD1/21/2c在一定實驗條件下：ip與掃描速率的1/2次方成正比，據(jù)此可判斷電極過程是否受擴

26、散控制；在確定掃速下，ip與濃度成正比，據(jù)此可進行定量測定。五、實驗步驟1、工作電極的預處理固體電極用粒徑微米級的Al2O3粉處理拋光。拋光后用蒸餾水洗去表面污物，必要時再移入超聲水浴中清洗，每次2-3分鐘，直至清洗干凈，得到一個平滑光潔的電極表面。2、 配制溶液洗凈五個50 mL容量瓶；0.02 mol/L K3Fe(CN)6溶液；2 .0 mol/LH2SO4溶液；分別向5個容量瓶中分別加入0.0、0.5、1.0、2.0和 3.0 mL 0.02 mol/L K3Fe(CN)6溶液和5.0 mL 2.0mol/L H2SO4溶液，加水稀釋至刻度，搖勻待用。3、 支持電解質的循環(huán)伏安圖依次接

27、上工作電極、參比電極和輔助電極；開啟電化學系統(tǒng)及計算機電源開關，啟動電化學程序，在電解池中放入0.1 mol·L-1 KCl溶液，插入電極，進行循環(huán)伏安儀設定，掃描速率為100 mV/s；起始電位為-0.2V；終止電位為+0.8V。開始循環(huán)伏安掃描，記錄循環(huán)伏安圖。4、 不同掃描速率下K3Fe(CN)6溶液的循環(huán)伏安圖用第1步中2.0ml標準液，分別以16 mV/s、25mV/s、36mV/s、49 mV/s、64 mV/s、81 mV/s為掃速，在-0.2至+0.8V電位范圍內掃描，記錄循環(huán)伏安圖。記下每次所得循環(huán)伏安圖上氧化還原峰電位Epc、Epa 及峰電流ipc、ipa。六、數(shù)

28、據(jù)處理循環(huán)伏安圖上獲取參數(shù)的數(shù)據(jù)處理從不同速率下所作的循環(huán)伏安圖上分別求出Ep，ipc/ipa等參數(shù)，從數(shù)據(jù)判斷K3Fe(CN)6電極反應的可逆性。繪制K3Fe(CN)6的氧化還原峰電流ipc、ipa分別與1/2的關系曲線，說明峰電流與掃描速率間的關系；由不同濃度下所得數(shù)據(jù)繪制K3Fe(CN)6的氧化還原峰電流ipc、ipa分別與濃度c的關系曲線，并說明峰電流與濃度的關系。ip-CiP-1/2iP×105n3/2ACD1/21/2七、思考題從循環(huán)伏安圖可以測定那些電極反應的參數(shù)？從這些參數(shù)如何判斷電極反應的可逆性？如何判斷碳電極表面已處理好？ 循環(huán)伏安法的理論基礎是什么？K4 Fe(

29、CN)6和K3 Fe(CN)6的循環(huán)伏安圖是否相同，為什么？實驗八 氣相色譜法分析測定混合物中苯、甲苯、二甲苯（歸一化法）一、目的要求1)學會和掌握色譜歸一化定量分析方法；2)學會并掌握氫火焰離子化檢測器的檢測原理及其使用。二、基本原理 色譜法（Chromatography）是一種物理或物理化學的分離分析方法。利用物質在流動相與固定相兩相間的分配系數(shù)差異而被分離。當兩相相對運動時，樣品中的各組分將在兩相中多次分配，分配系數(shù)大的組分遷移慢，反之遷移快而被分離。以氣體為流動相的色譜法稱為氣相色譜法， 根據(jù)色譜柱內徑的大小分為：填充色譜和毛細管色譜法。 本實驗是以鄰苯二甲酸二壬酯（DNP)作為固定液

30、，6201白色硅藻土為擔體的填充色譜法，F(xiàn)ID為檢測器，高純N2為載氣。歸一化法定量測定混合物中苯、甲苯、對二甲苯進行分離測定。三、儀器試劑和條件儀器：1490型氣相色譜儀(帶FID)，氫氣發(fā)生器，空氣源，色譜工作站。色譜柱；柱長2m，內徑3mm不銹鋼柱。10DNP6201白色擔體(80-100目)。試劑： 固定液；鄰苯二甲酸二壬酯(DNP) 擔體；6201紅色擔體(80100目) 載氣：高純N2 苯、甲苯、對二甲苯(分析純) 等體積的苯和甲苯混合樣（測定甲苯校正因子用） 等體積的苯和對二甲苯混合樣（測定對二甲苯校正因子用） 混合樣品 色譜分析條件：柱溫：100檢測溫度150氣化溫度：150衰

31、減12載氣流量：25毫升分進樣量1l四、分析步驟 稱取鄰苯二甲酸二壬酯1.80克于小燒杯中，加入苯為溶劑，攪拌并稍溫熱，使之溶解。然后稱取12克已篩取的80-100目的6201白色擔體，將其倒入溶液中，使擔體剛浸沒在液面下。輕輕搖動或輕輕攪拌下，在通風櫥中或在紅外燈下加熱，使溶劑揮發(fā)至干燥無苯氣味為止。再次用80-100目篩子過篩。抽真空裝柱，老化后待用。的測定與計算測定： f甲苯：3mL苯+3mL甲苯混合，進樣。 f對二甲苯：3mL苯+3mL二甲苯混合，進樣。在上述色譜條件下，分別進測定甲苯、對二甲苯校正因子用混合物樣品1-2L，苯、甲苯，對二甲苯依次出峰，峰形對稱、根據(jù)色譜峰面積計算各自的

32、校正因子f。樣品分析即結果定量計算 在色譜分析條件下，用微量進樣器進樣1-2L ，各組分按 苯、甲苯、對二甲 苯次序出峰，峰為尖峰，故采用峰高定量。記錄各組分的峰高h，按歸一化法公式計算各組分的含量。五、注釋和問題 (1)峰高校正因子（峰面積）需自行測定。 (2)試比較外標法、內標法、歸一化法等各種定量方法的優(yōu)缺點。實驗九 食用醋中醋酸含量的電位滴定法測定電位滴定法簡介: 電位分析法是通過測定在零電流條件下的電極電位和濃度間的關系進行分析測定的一種電化學分析法。它包括直接電位法和電位滴定法。 電位滴定法是向試液中滴加能與被測物質發(fā)生化學反應的已知濃度的試劑，觀察滴定過程中指示電極電位的突躍，以

33、確定滴定的終點。根據(jù)所需滴定試劑的量，可計算出被測物的含量。 電位滴定與指示劑滴定法相比的優(yōu)點：利用電極電位的“突躍”代替了指示劑的變色指示滴定終點的到達，可用于四大滴定中滴定突躍小或不明顯的滴定反應?？捎糜谟猩驕啙嵩嚇拥牡味?。可實現(xiàn)自動化。指示電極：在電化學池中藉以反映待測物濃度，響應激發(fā)訊號的電極。 參比電極：在測量過程中，溫度恒定時，電位基本不發(fā)生變化的電極。其主要作用是提供一個恒定的電極電位標準，因此應具備好的可逆性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。一、實驗目的1、掌握電位滴定的基本操作和滴定終點的計算方法2、掌握測定醋酸濃度的方法3、學會電位滴定曲線的的繪制，熟練使用pH計二、實驗原理HAc +

34、NaOH = NaAc + H2O三、實驗步驟1、正確安裝電位滴定裝置。2、按pH計使用方法，校正好pH計。3、氫氧化鈉溶液標定 準確稱取鄰苯二甲酸氫鉀0.4-0.45g克，溶解在錐形瓶中,用氫氧化鈉溶液滴定。記錄滴定過程中NaOH體積和對應的pH值，以這些數(shù)據(jù)繪制滴定曲線。4、 樣品分析 準確移取20mL食醋于100mL容量瓶中定容，再從容量瓶中移取15mL食醋溶液于燒杯中，加入約35mL水。用氫氧化鈉溶液滴定。記錄滴定過程中NaOH體積和對應的pH值，以這些數(shù)據(jù)繪制滴定曲線。注意: 電極浸入溶液的深度應合適，攪拌磁子不能碰及電極。注意觀察化學計量點的到達，在計量點前后應等量小體積加入NaO

35、H 標準溶液。滴定時滴定管上掛著的一滴溶液用玻棒取入燒杯中。每次換溶液時，都必須用蒸餾水沖洗電極數(shù)次，并用吸水紙輕輕吸干。 五、思考題計算用NaOH滴定HAc時化學計量點的電動勢。與實驗結果相比較，是否有差別?其原因是什么?與容量分析相比較，電位滴定法有哪些優(yōu)缺點？pH計測量pH的原理是什么？pH計為什么要用已知pH值的標準緩沖溶液校正？實驗十 離子選擇性電極法測定飲用水中氟含量離子選擇性電極簡介電位分析法是通過測定在零電流條件下的電極電位和濃度間的關系進行分析測定的一種電化學分析法。它包括直接電位法和電位滴定法。電位分析法一般使用一支指示電極和一支參比電極。其中，指示電極的電極電位與待測離子

36、的活度（或濃度）符合能斯特（Nernst）方程：式中， 為電對的標準電極電位，R為摩爾氣體常數(shù)，T為熱力學溫度，F(xiàn)為法拉第常數(shù)，n為電極反應的電子轉移數(shù)，aO和aR分別為氧化態(tài)和還原態(tài)的活度。 離子選擇性電極響應機理用離子選擇性電極測定有關離子，一般都是基于內部溶液與外部溶液之間產(chǎn)生的電位差，即所謂膜電位。當敏感膜兩邊分別與兩個不同濃度或不同組成的電解質相接觸時，膜兩邊交換、擴散離子數(shù)目不同，形成了雙電層結構，在膜的兩邊形成兩個相界電位j 外和 j 內，產(chǎn)生電位差，即形成膜電位。一、實驗目的1、掌握離子選擇性電極的響應機理2、學會使用離子計。3、了解氟離子電極測定F-的條件二、實驗原理氟離子選

37、擇電極是目前最成熟的一種離子選擇性電極。將氟化鑭單晶（摻入微量氟化銪（L-1 NaCl溶液，以Ag/AgCl電極為參比電極，構成氟離子選擇電極。 測定時，以F-選擇電極作指示電極，以飽和甘汞電極作參比電極，組成測量電池。如果忽略液接電位，電池的電動勢為：總離子強度調節(jié)劑的主要成分及作用：（1）NaCl等：高濃度電解質用以維持溶液具有相同的活度系數(shù)，消除溶液間離子強度差異對電位的影響。（2）檸檬酸鹽：比F更強的絡合劑，優(yōu)先與干擾離子相結合，從而使氟離子從絡合物中游離出來。（3）醋酸、鹽酸、氫氧化鈉等：形成檸檬酸鹽、醋酸鹽的p緩沖體系。pH值過低，H+與F-反應生成HF,從而降低溶液中F-含量,檢

38、測結果偏低。pH值過高，OH-與氟電極的敏感膜上的La反應生成會La(OH)3，影響氟電極響應特性。 三、實驗步驟氟離子選擇電極的準備：將氟電極在去離子水中浸泡8小時或過夜；或在1×10-3mol/L NaF溶液中浸泡12小時，然后用蒸餾水清洗數(shù)次直至測得的電位值約為-300mV(此值各支電極不同)。若氟離子選擇電極暫不使用，宜于干放。氟離子標準系列溶液的配制：吸取0，1.0，2.0，5.0，7.0，10.0mL氟標準液,分別置于5只50mL容量瓶中，并于各容量瓶中加入15mL總離子強度調節(jié)劑， 10mL lmol/L鹽酸，加水稀釋至刻度，搖勻備用。操作：將上述標準溶液依次倒入小聚乙

39、烯塑料燒杯中(浸沒電極即可)，插入氟離子選擇電極和飽和甘汞電極，連接線路，放入攪拌子，開動攪拌器，由稀至濃分別測量標準溶液的電位值，待電位值(或pX值)穩(wěn)定后讀取讀數(shù)。測定過程中更換溶液時，“測量”鍵必須處于斷開位置，以免損壞離子計。每次測定前用被測試液清洗電極、燒杯以及攪拌子。標準溶液測量完畢后將電極用蒸餾水清洗直至測得電位值-300mV左右待用。試樣中氟的測定：用小燒杯準確稱取約0.5g牙膏，然后加水溶解，加入10mLTISAB。煮沸2min，冷卻并轉移至50mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度。 如3操作。四、數(shù)據(jù)處理記錄F-標準溶液的濃度及對應的 值，作 pF工作曲線。未知樣品測得 值后，

40、帶入工作曲線計算對應的pF，即得分析結果。 五、思考題1、氟離子選擇性電極為什么能反映溶液中F-的活度？2、實驗中加入離子強度調節(jié)劑的作用是什么?離子強度調節(jié)劑的一般組成是什么？3、電位分析法與循環(huán)伏安法的區(qū)別有哪些？（在完成兩個實驗后回答）實驗十一 紫外分光光度法測定食鹽中的碘含量一、 實驗目的與要求1、 掌握紫外分光光度法的測定原理2、 熟練使用島津UV1700型紫外分光光度計3、 學習紫外分光光度法測定食鹽中的碘含量的原理二、 紫外分光光度法的測定原理朗伯定律(1760) A=lg(I0/It)=k1b比爾定律(1852)A=lg(I0/It)=k2cA=lg(I0/It)=kbc三、

41、紫外分光光度法測定食鹽中的碘含量的原理食鹽中加入微量的碘酸鉀作為補碘劑。在酸性介質中，KIO3與過量的KI的反應如下：IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2OI2 + I- = I3-生成的I3-在紫外區(qū)的285nm和351nm處各有一個最大吸收峰，通過測定285nm或351nm處的吸光度值，可間接測定IO3-的含量。四、 儀器與試劑儀器：島津UV-1700型分光光度計g / mL 的使用液。KI溶液：0.05 mol / LHCl溶液：0.1 mol / LNaCl溶液：10 %五、 實驗步驟1、 吸收曲線的繪制取步驟2中任一標準溶液在分光光度計上從250 nm 至400

42、nm 進行掃描，在285nm和351nm 處各有一個吸收峰。2、 工作曲線的繪制g / mL的KIO3標準使用液，用水沖至刻度，搖勻。以空白溶液作為參比，分別在最大吸收峰285nm和351nm 處測定吸光度值。濃度為橫坐標，對應的吸光度值為縱坐標，繪制工作曲線或進行線性回歸，求得線性回歸方程。3、 樣品測定準確稱取食鹽樣品10.00 g 于100 mL容量瓶中，定容至刻度，搖勻待用。于2 只50 mL容量瓶中分別加入5.0 mL 0.05 mol / L KI，2.0 mL 0.1 mol / L HCl，3.0 mL 樣品待用液，用水定容至刻度，搖勻。分別在285nm和351nm 處測定吸光

43、度值，記錄實驗數(shù)據(jù)。六、 數(shù)據(jù)處理由線性回歸方程求得含量或在工作曲線上查得含量，計算食鹽樣品中的碘含量。七、 思考題溶液的酸度對分析結果有何影響？鹽中常見哪些元素對測定有影響？有何影響？實驗十二 恒電流庫侖滴定法測定Na2S2O3濃度一、實驗目的與要求 1掌握庫侖滴定法的原理 2掌握永停終點法指示滴定終點 3掌握庫侖計的結構與使用 二、實驗原理1、庫侖滴定法的原理庫侖滴定法原理為，通電電解產(chǎn)生一種物質，其與溶液中的被測物質發(fā)生快速、定量的反應，當被測物質滴定完成后，由指示反應終點的儀器發(fā)出信號，電解完成，根據(jù)法拉第電解定律，根據(jù)電量計算出溶液中的被測物質。 法拉第電解定律W: 被測物質的量(g

44、)i: 電解電流(mA)t：電解時間(s)M: 被測物質的摩爾質量n: 電解反應中的電子轉移數(shù) 恒電流庫侖滴定法測定Na2S2O3的原理本實驗通電恒電流電解KI溶液，從而產(chǎn)生活性I2作為滴定劑，其與加入的被測物質NaS2O3 定量反應，當I2 與NaS2O3滴定完成后，由指示電極指示終點，電解完成，根據(jù)法拉第電解定律，根據(jù)電量計算出溶液中NaS2O3的含量 V: Na2S2O3 為被測溶液所取體積(mL) i: 電解電流(毫安) t: 電解時間(秒) n: 電極反應中的電子轉移數(shù)2、永停終點法的原理永停終點法的裝置如右圖紅線框，外加電壓為50100毫伏，兩個電極都是鉑電極,串聯(lián)一個電流計以測量

45、電流。當溶液中同時存在同一物質的可逆氧化還原電對時，如I2/I-、Fe3+/Fe2+才有電流通過電解池。當電對中的一種物質的濃度逐步減小時，電流逐步降低，當濃度降至零時，電流也降至零，此時指示終點的到來。 3、庫侖計的結構與使用三、儀器與試劑儀器：自制恒電流庫侖滴定裝置或商品庫侖計； 鉑片電極4支（約）；KI溶液：溶液：稱取1.7g KI溶于100mL蒸餾水中待用；未知Na2S2O3溶液。 四、實驗步驟1、將80毫升倒入電解瓶中，開啟磁力攪拌器；然后開啟儀器電源預熱10分鐘。將“量程選擇”置于10毫安檔；2、按下“啟動”、“電流”、“上升”、“補償極化電位”琴鍵，調節(jié)電流表為20，然后彈起“補

46、償極化電位”琴鍵。表頭回零。3、準確移取樣品溶液，從電解瓶嘴入口處倒入電解 瓶；磁力攪拌器攪拌將“工作/停止”開關置于“工作”的位置，按下“啟動”紐扣鍵開始分析。液晶屏幕開始顯示電解消耗的電量。滴定反應結束，記錄消耗的電量數(shù)。然后彈起“啟動”琴鍵，讀數(shù)回零。重復測定六次。五、數(shù)據(jù)記錄與處理 No. 1234567Q C(mol/L) 思考題 （1）試說明永停終點法指使終點的原理。（2）寫出Pt陽極和Pt輔助電極上的反應。（3）本實驗中是將Pt陽極還是Pt陰極隔開？為什么？實驗十三 水體中銅的原子吸收法的測定1. 目的要求（1）了解火焰型原子吸收分光光度計的性能及基本操作技術；（2）掌握原子吸收

47、分析樣品的基本分析方法。2. 原子吸收光譜法基本原理原子吸收光譜法是一種基于待測氣態(tài)的基態(tài)原子對特征譜線的吸收而建立的一種分析方法 (1) 原子吸收光譜的產(chǎn)生當有輻射通過自由原子蒸氣，且入射輻射的頻率等于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高能態(tài)（一般情況下都是第一激發(fā)態(tài)）所需要的能量頻率時，原子就要從輻射場中吸收能量，產(chǎn)生共振吸收，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，同時伴隨著原子吸收光譜的產(chǎn)生。()原子吸收光譜與原子結構 由于原子能級是量子化的，因此，在所有的情況下，原子對輻射的吸收都是有選擇性的。由于各元素的原子結構和外層電子的排布不同，元素從基態(tài)躍遷至第一激發(fā)態(tài)時吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收線具有不

48、同的特征。A°h        A* (A°、A*分別表示基態(tài)和激發(fā)態(tài)原子)EeEA*EA°h(3) 原子吸收光譜的測量峰值吸收 積分吸收亦可用峰值吸收替代,即中心吸收與基態(tài)原子數(shù)呈正比，因此只要用一個固定波長的光源，在no處測量峰值吸收，即可定量。銳線光源 1） 銳線半寬很小，銳線可以看作一個很“窄”的矩形2） 二者中心頻率相同，且發(fā)射線寬度被吸收線完全“包含”，即在可吸收的范圍之內；( ve = va)只要所討論的體系是一個溫度不太高的局部熱平衡體系、吸收介質均勻且光學厚度不太大、入射光是嚴格的單色輻

49、射，即 且入射光與吸收線的中心頻率一致，即 則吸光度A與被測元素的濃度C有嚴密、確定的函數(shù)關系A = k C3. 實驗最佳條件的選擇(1) 分析線的選擇 (2) 狹縫寬度選擇 (3) 燈電流選擇 (4) 原子化條件4. 實驗步驟(1) 標準銅溶液及樣品的配置（參見書上內容）(2) 開儀器,調整儀器工作的參數(shù);(3) 測定標準溶液，繪制校準曲線;(4) 測定樣品溶液的吸光度值;(5) 關閉儀器(注意關機的順序);(6) 計算實驗結果。5. 結果與討論(1) 簡述空心陰極燈的工作原理。(2) 如何選擇最佳實驗條件?實驗時，若條件發(fā)生變化，對結果有何影響?實驗十四 鄰二氮菲吸光度法測定鐵實驗目的與要

50、求1、 學習如何選擇吸光光度分析的實驗條件2、 掌握用吸光光度法測定鐵的原理及方法、3、 掌握分光光度計和吸量管的使用方法。重點和難點重點： 吸光光度法測定鐵的原理難點： 吸光光度分析實驗條件的優(yōu)化儀器和試劑分光光度計(7221型) ，50ml容量瓶7個，10ml移液管4支。1、鐵標準溶液 -1。2、鄰二氮菲 -13、鹽酸羥胺 -1 4、NaAC 1mol. L-1 實驗原理光吸收基本定律: Lambert-Beer定律 A=lg(I0/It)=kbc 0 1 2 3 4 mg/mlA。 。 。 。*0顯色反應原理Fe3+ + 鹽酸羥胺 Fe2+ Fe2+ + 3 NNNNFe2+32+e 5

51、08=×104 (L·mol-1·cm-1)朗伯-比爾定律的分析應用溶液濃度的測定 工作曲線法(校準曲線) 實驗內容1、溶液配制：按下列表格進行容量瓶編號鐵標準或樣品鹽酸羥胺鄰二氮菲NaAC加水稀釋至刻度1鐵標準0ml1ml2ml5ml2鐵標準2ml1ml2ml5ml3鐵標準4ml1ml2ml5ml4鐵標準6ml1ml2ml5ml5鐵標準8ml1ml2ml5ml6 鐵標準10ml1ml2ml5ml7鐵樣品5ml1ml2ml5ml2、吸收曲線的制作和測量波長的選擇 取上述4號溶液,用1cm比色皿,以試劑空白為參比溶液,在440-560nm之間,每隔5nm測量一次吸光度,在最大吸收峰附近每隔2nm測量一次吸光度。然后以波長為橫坐標，吸光度A為縱坐標，作圖，得吸收曲線，從吸收曲線上選用最大吸收波長為分析波長3、標準曲線的繪制 取1-6號溶液,用1cm比色皿,以試劑空白為參比溶液,在所選波長下測量吸光度 。然后以波長c為橫坐標，吸光度A為縱坐標，作圖，得標準曲線曲線 4、 試樣中鐵含量的測定由線性回歸方程求得含量或在工作曲線上查得含量，計算鐵樣品中的含鐵量。注 意 事 項1、配置溶液時使用專用移液管，防止公用溶液污染。2、配置溶液時嚴格定容至刻度線。3、繪制吸收曲線時，每改變一個波長，都應該用空 白溶