儀分實(shí)驗(yàn)講義高、化

1、實(shí)驗(yàn)一 毛細(xì)管氣相色譜法分析低沸點(diǎn)烴類的含量(歸一化法)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1掌握GC900型氣相色譜儀結(jié)構(gòu)與使用方法。2掌握毛細(xì)管色譜法的操作與應(yīng)用技術(shù)。3分析低沸點(diǎn)烴類的組成。4掌握色譜歸一化定量分析方法。二、實(shí)驗(yàn)原理氣相色譜法是一種典型的分離分析方法。樣品由進(jìn)樣器注入氣化室，在氣化室氣化變成蒸汽，隨載氣進(jìn)入色譜柱，在色譜柱內(nèi)分離。色譜柱內(nèi)存在有氣固（液）兩相，組分在兩相間進(jìn)行分配，由于組分在兩相間的分配系數(shù)存在微小差異，經(jīng)過多次分配平衡，將具有微小差異的組分分開。被分開的組分依次進(jìn)入檢測器，在檢測器中轉(zhuǎn)變成電信號被記錄下來，信號強(qiáng)度大小與組分在樣品中的濃度成正比，這就是定量分析基礎(chǔ)；組分出峰時(shí)

2、間與其分配比有關(guān)，可以用來做定性分析的依據(jù)。歸一化法是常用的氣相色譜定量方法之一，該方法要求試樣中的各個(gè)組分都能夠得到完全分離，且所有組分都能流出色譜柱并在色譜圖上顯示出色譜峰。i物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)wi的計(jì)算公式為：歸一化的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算方便，定量結(jié)果與進(jìn)樣量無關(guān)，且操作條件不需嚴(yán)格控制。但此法缺點(diǎn)是不管試樣中某組分是否需要測定，都必須全部分離流出，并獲得可測量的信號，而且其校正因子 fi也應(yīng)為已知。三、儀器與試劑 1儀器GC-900型氣相色譜儀 (FID檢測器) ；NHA-氮?dú)淇諝怏w發(fā)生器；GS-2010色譜工作站；AC-5毛細(xì)管色譜柱30m×0.32mm×0.25m；電子天平；

3、5 L微量進(jìn)樣器。儀器工作條件：汽化室溫度：200；檢測室溫度：200；柱溫程序：70；載氣：氮?dú)?；柱前壓?.04 MPa ；分流比50/1；尾吹氣流量：40 mL×min-1；空氣流量：300 mL×min-1；氫氣流量：25 mL×min-1；靈敏度：3；進(jìn)樣量：1 L。2試劑正己烷；正庚烷；正辛烷；甲苯；苯；混合烴樣。四、實(shí)驗(yàn)步驟1開機(jī)打開氮?dú)淇找惑w機(jī)開關(guān)，開始制備氣體，20 min以后打開氣相色譜儀開關(guān)，按儀器操作條件設(shè)置柱溫、氣化室、檢測室溫度。設(shè)置完成后，按“輸入”鍵，顯示“monitor ”后，按”運(yùn)行”鍵，使各種溫度控制開始運(yùn)行（注意：運(yùn)行后，按

4、“熱導(dǎo)”“退出”關(guān)閉熱導(dǎo)加熱電源），穩(wěn)機(jī)。待儀器檢測器溫度超過120后，打開氫氣閥，調(diào)節(jié)氫氣表壓力在0.08 MPa，點(diǎn)燃?xì)浠鹧妫瑲浠鹧纥c(diǎn)燃后，將氫氣壓力減少到0.02 MPa，開機(jī)完成。在開機(jī)的同時(shí)，打開工作站計(jì)算機(jī)電源，進(jìn)入工作站界面，等候進(jìn)樣。2測樣定性分析：在選定的實(shí)驗(yàn)條件下，分別注入0.1L的純樣，記錄其保留時(shí)間，作為定性依據(jù)。儀器穩(wěn)定后，進(jìn)混合樣0.2L，記錄色譜圖，待組分出完后，在工作站上記錄保留時(shí)間、面積百分含量，計(jì)算三組混合樣中各組分的平均百分含量，給出試驗(yàn)結(jié)果，列表完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3關(guān)機(jī)試驗(yàn)完成后，關(guān)機(jī)。首先，將氫氣閥關(guān)死，滅掉氫火焰，然后按“輸入”鍵，顯示“monitor”

5、后，按“退出”鍵。關(guān)閉各加熱點(diǎn)電源，待溫度降至室溫后，關(guān)閉色譜儀電源。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1列表記錄各純樣的保留時(shí)間。2對混合烴樣，與純樣保留時(shí)間相對照，確認(rèn)各色譜峰對應(yīng)樣品。利用色譜工作站，采用歸一化法計(jì)算混合烴樣中各組分的百分含量。3用計(jì)算機(jī)打印出各分析結(jié)果和色譜圖。六、思考題1氣相色譜分離需要控制哪些條件？選擇那些條件？2保留指數(shù)定性分析的優(yōu)點(diǎn)？3歸一化定量分析的優(yōu)缺點(diǎn)？實(shí)驗(yàn)二 氟離子選擇電極測定水樣中F-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握離子選擇性電極法測定的基本原理。2了解總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液的意義和作用。3掌握水中氟離子含量的測定操作及數(shù)據(jù)處理方法。二、實(shí)驗(yàn)原理離子選擇電極（ISE）分析法是六十年

6、代以后發(fā)展起來的一種新技術(shù)。由于它使用的儀器簡單，操作簡便，所以得到廣泛應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)所用的氟離子選擇電極是由LaF3化合物晶體壓制成膜片，固定在聚四氟乙烯塑料管或玻璃管（即電極管）一端，以Ag-AgCl為內(nèi)參比電極，0.1mol·L-1的NaF溶液為內(nèi)參比溶液制成的離子選擇性電極。當(dāng)氟電極插入含F(xiàn)-的溶液時(shí)，LaF3敏感膜對F-產(chǎn)生響應(yīng)，在膜和溶液的界面上產(chǎn)生一定的膜電位（膜），該電位與F-離子濃度的關(guān)系在一定條件下遵守能斯特公式：膜=K-2.303RT lgF-在一定條件下膜電位膜與F-活度的對數(shù)值成直線關(guān)系。當(dāng)氟離子選擇性電極（做指示電極）與飽和甘汞電極（vs. SCE參比電極）

7、插入被測溶液中組成原電池時(shí)，電池的電極電動(dòng)勢E在一定條件下與F-活度的對數(shù)值成直線關(guān)系：E=K，-2.303RT lgF-式中K，值為包括內(nèi)外參比電極的電位、液接電位等的常數(shù)。通過測量電池的電動(dòng)勢可以測定F-的活度。當(dāng)溶液的總離子強(qiáng)度不變時(shí)，離子的活度系數(shù)為一定值，則電池電動(dòng)勢與F-的濃度CF-有如下關(guān)系：E=K“-2.303RT lgCF-E與F-的濃度CF-的對數(shù)值成直線關(guān)系。因此，為了測定F-的濃度，常在標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣溶液中同時(shí)加入相等的足夠量的惰性電解質(zhì)作總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖溶液，使他們的總離子強(qiáng)度相同。當(dāng)氟離子濃度在110-6 mol·L-1范圍內(nèi)時(shí)，氟電極電位與pF (F-

8、濃度的負(fù)對數(shù))成直線關(guān)系，可用標(biāo)準(zhǔn)曲線法或標(biāo)準(zhǔn)加入法進(jìn)行測定。在酸性溶液中，H+與部分F-形成HF或HF-2，會降低F-的濃度；在堿性溶液中，LaF3薄膜與H-發(fā)生交換作用而使溶液中F-濃度增加，并使La(OH)3沉積在電極表面上。因此溶液的酸度對測定有較大的影響，氟電極適宜測定的范圍為5-8（視氟離子濃度大小而定）。能與F-生成穩(wěn)定絡(luò)合物或難溶沉淀的元素（如Al、Fe、Zr、Th、Ca、Mg、Li及稀土元素等）會干擾測定，可用檸檬酸、DCTA、EDTA、磺基水楊酸及硫酸鹽等掩蔽。試樣溶液中加入TISAB（總離子強(qiáng)度調(diào)節(jié)緩沖劑），可以起到控制一定的離子強(qiáng)度和酸度，以及掩蔽干擾離子等多種作用。三

9、、實(shí)驗(yàn)用品1.儀器PHS-2型或PHS-3型精密酸度計(jì)以及各種型號的離子計(jì)；HDF或7601型氟電極；232或222型甘汞電極；電磁攪拌器。2.試劑氟標(biāo)準(zhǔn)溶液：準(zhǔn)確稱取120下干燥2h的分析純氟化鈉4.199g，將它溶于去離子水，轉(zhuǎn)入1L容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，放入聚乙烯瓶中。TISAB（總離子調(diào)節(jié)緩沖溶液）：于1000mL燒杯中，加入500mL去離子水和57mL冰醋酸、58gNaCl、12g檸檬酸攪拌至溶解。將燒杯放入冷水浴中，緩緩加入6mL NaOH溶液，用pH計(jì)調(diào)節(jié)pH值至之間，冷至室溫，轉(zhuǎn)入1000mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度。四、實(shí)驗(yàn)步驟1.使用離子選擇電極一般注意事項(xiàng)

10、電極在使用之前應(yīng)按說明書要求進(jìn)行活化、清洗。電極的敏感膜應(yīng)保持清潔和完好，切勿玷污或受機(jī)械損傷。固態(tài)膜電極鈍化后，用M5（06#）金相砂紙拋光，一般可恢復(fù)原來的性能，或在濕鹿皮上放少量優(yōu)質(zhì)的牙膏及牙粉，用以摩擦氟電極，也可以使氟電極活化（有的氟電極的固態(tài)膜容易脫落，處理時(shí)應(yīng)注意）。測定時(shí)應(yīng)按溶液從稀到濃的次序進(jìn)行，在濃溶液中測定后應(yīng)立即用去離子水清洗到空白電位，再測定稀溶液，否則將嚴(yán)重?fù)p傷電極壽命和測量準(zhǔn)確度。電極也不宜在濃溶液中長時(shí)間的浸泡，以免影響檢出下限。使用后，應(yīng)將它清洗到空白電位值，擦干，按要求保存。氟離子選擇性電極的準(zhǔn)備：氟離子選擇性電極在使用之前，宜在去離子水中浸泡數(shù)小時(shí)或過夜，

11、或在1.0-3.0 mol·L-1NaF溶液中浸泡1-2小時(shí)，用去離子水洗到空白電位為300mV左右。電極晶片勿與堅(jiān)硬物碰擦，晶片上如沾有污油，用脫脂棉依次用酒精、丙酮輕拭，再用去離子水洗凈，電極在連續(xù)使用期間的間隙內(nèi)可浸泡在水中，長期不用時(shí)應(yīng)風(fēng)干后保存。2.標(biāo)準(zhǔn)曲線法吸取5mL 0.100 mol·L-1氟標(biāo)準(zhǔn)溶液于50mL容量瓶中，加入5mL TISAB溶液，用去離子水稀釋至刻度，混勻。此溶液為10-2 mol·L-1氟標(biāo)準(zhǔn)溶液，用逐級稀釋法配成濃度為10-3，10-4，10-5，及10-6 mol·L-1 F-溶液的標(biāo)準(zhǔn)系列，逐級稀釋時(shí)只須加入4.

12、5mL TISAB溶液。同時(shí)配空白溶液：于50mL容量瓶中，加入5mL TISAB溶液，用去離子水稀釋至刻度，混勻。啟動(dòng)儀器，再將標(biāo)準(zhǔn)系列溶液（包括空白溶液）由低濃度到高濃度依次轉(zhuǎn)入干塑料燒杯中，插入氟離子選擇性電極和參比電極（vs. SCE），用電磁攪拌器攪拌2分鐘后，在保持?jǐn)嚢杷俣炔蛔兊那闆r下（或停止攪拌半分鐘），開始讀取平衡電位，然后每隔半分鐘讀一次數(shù)，直至3min內(nèi)不變?yōu)橹梗ɑ蛉∑淦骄担?。所有?biāo)準(zhǔn)系列測得電位值均減去空白溶液測得的電位值，求得一系列E值，在普通坐標(biāo)紙上作E-pF圖即得標(biāo)準(zhǔn)曲線。吸取自來水樣25mL于50mL容量瓶中，加入5mL TISAB溶液，用去離子水稀釋至刻度，搖

13、勻，在與測繪標(biāo)準(zhǔn)曲線相同條件下測定電位，求E。從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出F-濃度，再計(jì)算自來水中的氟含量。3.標(biāo)準(zhǔn)加入法準(zhǔn)確吸取50mL自來水樣于100mL容量瓶中，加入10mL TISAB溶液，用去離子水稀釋至刻度，搖勻，吸取50mL于干塑料燒杯中，測定E1。在上述試液中準(zhǔn)確加入0.5mL濃度為10-3mol×L-1的氟標(biāo)準(zhǔn)溶液，混勻，繼續(xù)測定E2，計(jì)算出兩次測定的電位差值。根據(jù)測定結(jié)果，計(jì)算自來水中氟含量，并與標(biāo)準(zhǔn)曲線法測得的結(jié)果比較。五、實(shí)驗(yàn)記錄與處理1列表記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上繪制ElgCF-或EpF曲線。2根據(jù)水樣測得的電位值，在校正曲線上查得其對應(yīng)的濃度，計(jì)算水樣中F-的含量。3

14、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)加入法所得的E和從校正曲線上計(jì)算所得的電極響應(yīng)斜率S代入方程式： 計(jì)算水樣中F-的含量。式中：cs和Vs分別為標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和體積；cx和Vx分別為試樣溶液中的F-濃度和體積。六、思考題1氟離子選擇性電極在使用時(shí)應(yīng)注意哪些問題？2氟離子選擇電極測定水樣中F-濃度的原理是什么？3所添加TISAB的作用有哪些？實(shí)驗(yàn)三 大氣中氮氧化物的測定-分光光度法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會大氣流量采樣器的使用方法。2掌握氣體吸收富集技術(shù)及分光光度法測定室內(nèi)空氣環(huán)境中的氮氧化物含量的原理方法。二、實(shí)驗(yàn)原理 大氣中的氮氧化物包括一氧化氮與二氧化氮等，在測定氮氧化物濃度時(shí)，應(yīng)先用三氧化鉻氧化管將一氧化氮轉(zhuǎn)化為二氧化氮

15、。 二氧化氮被吸收在溶液中形成亞硝酸，與對氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與鹽酸萘乙二胺偶合，生成玫瑰紅色偶氮染料，根據(jù)顏色深淺，利用分光光度法測定。因?yàn)镹O2（氣）轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2（液）的轉(zhuǎn)換系數(shù)是0.76，故在計(jì)算結(jié)果時(shí)應(yīng)除以0.76。 用亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，各加入等量吸收液顯色，定容，制成標(biāo)準(zhǔn)色列，于540nm處測其吸光度及試劑空白溶液的吸光度，以經(jīng)試劑空白修正后的標(biāo)準(zhǔn)色列的吸光度對亞硝酸根含量繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。三、儀器與試劑1儀器多孔玻板吸收管；雙球玻璃管（內(nèi)裝三氧化鉻砂子）；空氣采樣器（流量范圍01L×min-1 )；S22PC分光光度計(jì)，1cm比色皿。2試劑所有試劑用不

16、含亞硝酸根的重蒸餾水配制。其檢驗(yàn)方法是：所配制的吸收液對540nm光的吸光度不超過0.005。1）吸收液：稱取5.0g對氨基苯磺酸，置于1000mL容量瓶中，加入50mL冰乙酸和900mL水的混合液，蓋塞振搖使其完全溶解，繼之加入0.050g鹽酸萘乙二胺，溶解后，用水稀釋至標(biāo)線，此為吸收原液，貯于棕色瓶中，在冰箱中可保存兩個(gè)月。保存時(shí)應(yīng)密封瓶口，防止空氣與吸收液接觸。2）采樣時(shí)，按4份吸收原液于1份水的比例混合配成采樣用吸收液。三氧化鉻砂子氧化管：篩取20-40目海砂（或河砂），用（1+2）的鹽酸溶液浸泡一夜，用水洗至中性，烘干。將三氧化鉻與砂子按重量比（1:20）混合，加少量水調(diào)勻，放在紅外

17、燈下或烘箱內(nèi)于105烘干，烘干過程中應(yīng)攪拌幾次。制備好的三氧化鉻砂子應(yīng)是松散的，若粘在一起，說明三氧化鉻比例太大，可適當(dāng)增加一些砂子，重新制備。稱取約8g三氧化鉻砂子裝入雙球玻璃管內(nèi)，兩端用少量脫脂棉塞好，用乳膠管或塑料管制的小帽將兩端密封，備用。采樣時(shí)將氧化管與吸收管用一小段乳膠管相接。3）亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)貯備液：稱取0.1500g粒狀亞硝酸鈉（NaNO2），預(yù)先在干燥器內(nèi)放置24h以上，溶解于水，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含100.0µgNO2-，貯于棕色瓶內(nèi)，冰箱中保存，可穩(wěn)定三個(gè)月。4）亞硝酸標(biāo)準(zhǔn)溶液：吸取貯備液5.00mL于100mL容量瓶里，用水稀

18、釋至標(biāo)線。此溶液毫升含5.0µgNO2-。四、實(shí)驗(yàn)步驟1采樣將一支內(nèi)裝5.00mL吸收液的多孔波板吸收管進(jìn)氣口接三氧化鉻砂子氧化管，并使管口略微向下傾斜，以免當(dāng)濕空氣將三氧化鉻弄濕時(shí)污染后面的吸收液。將吸收管的出氣口與空氣采樣器相連接。以0.20.3L×min-1的流量避光采樣至吸收液呈微紅色為止，記下采樣時(shí)間，密封好采樣管，帶回實(shí)驗(yàn)室，當(dāng)日測定。若吸收液不變色，應(yīng)延長采樣時(shí)間，采樣量不少于6L。在采樣的同時(shí)，應(yīng)測定采樣現(xiàn)場的溫度和大氣壓力，并做好記錄。2標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制取7支10mL具塞比色管，按表7-1所列數(shù)據(jù)配制標(biāo)準(zhǔn)色列。以上溶液搖勻，避開陽光直射放置15min，在54

19、0nm波長處，用1cm比色皿，以水為參比，測定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液中NO2-含量（µg ）為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。表7-1 亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)色列管號0 1 2 3 4 5 6亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液/mL吸收原液/mL水/mLNO2-含量/µg0 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.604.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.001.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.400 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.03樣品的測定采樣后放置15min，將樣品溶液移入1cm比色皿中，按繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線的

20、方法和條件測定空白溶液和樣品溶液的吸光度。計(jì)算結(jié)果時(shí)應(yīng)乘以吸釋倍數(shù)。計(jì)算公式：式中：A-樣品溶液的吸光度。 A0-試劑空白溶液的吸光度。b-標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率，即單位吸光度對應(yīng)的NO2-的毫克數(shù)。Vn-標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的采樣體積（L）。0.76-NO2（氣）轉(zhuǎn)換為NO2-（液）的系數(shù)。五、實(shí)驗(yàn)記錄與處理1列表記錄各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。3求出大氣中氮氧化物的含量。六、注意事項(xiàng)1吸收液應(yīng)避光，且不能長時(shí)間暴露在空氣中，以防止光照使吸收液顯色或吸收空氣中的氮氧化合物而使試劑空白值增高。2氧化管適于在相對濕度為30-70%時(shí)使用。當(dāng)空氣相對濕度大于70%時(shí)，應(yīng)勤換氧化管，小于30%時(shí)，則在使用前，用經(jīng)過水

21、面的潮濕空氣通過氧化管，平衡1h。在使用過程中，應(yīng)經(jīng)常注意氧化管是否吸濕引起板結(jié)，或者變成綠色。若板結(jié)會使采樣系統(tǒng)阻力增大，影響流量，若變成綠色，表示氧化管已失效。3亞硝酸鈉（固體）應(yīng)密封保存，防止空氣及濕氣侵入。部分氧化成硝酸鈉或是呈粉末狀的試劑都不能不直接法配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。若無可粒狀亞硝酸鈉試劑，可用高錳酸鉀容量法標(biāo)定出亞硝酸鈉貯備溶液的準(zhǔn)確濃度后，再稀釋為含5.0µg ×mL-1亞硝酸根的標(biāo)準(zhǔn)溶液。4溶液若呈黃棕色，表明吸收液已受三氧化鉻污染，該樣品應(yīng)報(bào)廢。5繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，向各管中加亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用溶液時(shí)，都應(yīng)以均勻，緩慢的速度加入。七、思考題1氣體采集時(shí)間由什么因素來

22、決定？2計(jì)算大氣中氮氧化物含量時(shí)為什么要除0.76？3影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度的可能因素有哪些？如何避免？實(shí)驗(yàn)四苯酚、苯甲酸、苯胺的紫外光譜定性鑒定及苯胺含量分析一 、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握吸收光譜法進(jìn)行物質(zhì)定性分析的基本原理。2 掌握差示分光光度法的基本原理。3 學(xué)習(xí)UV2300型紫外分光光度計(jì)的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理各種物質(zhì)由于結(jié)構(gòu)的不同，就有不同的可見及紫外吸收光譜曲線。換句話說，就是具有吸收曲線上的不同最大吸收波長max、最低吸收波長min。它們及肩峰以及整個(gè)吸收光譜的形狀決定于物質(zhì)的性質(zhì)，其特征隨物質(zhì)結(jié)構(gòu)而異，是進(jìn)行物質(zhì)定性的依據(jù)。所以在進(jìn)行定性分析時(shí)，通常是根據(jù)max，吸收系數(shù)max和max1

23、/max2比值等物理常數(shù)來進(jìn)行的。在本實(shí)驗(yàn)中，要鑒定苯酚，苯甲酸及苯胺三種物質(zhì)，我們首先從文獻(xiàn)上查得三種物質(zhì)的max及摩爾吸收系數(shù)max并算出吸收系數(shù)的比值max1/max2，現(xiàn)列表如下：物質(zhì)max（nm）maxmax1max2溶劑苯酚210.5270620014504.3水苯甲酸2302701000080012.5水苯胺230280860014306水然后在紫外分光光度計(jì)上分別作三物質(zhì)水溶液（試液）的吸收光譜曲線。再由曲線上找出max，并計(jì)算出max對應(yīng)的吸光度的比值。與表上所列數(shù)值進(jìn)行對照，比較max及吸光度比值是否一致，即可判斷是何種物質(zhì)。用紫外分光光度計(jì)進(jìn)行定量分析時(shí)，若被分析物質(zhì)波度

24、太低，可將選擇開關(guān)置于“´0.1”即可使透光率的讀數(shù)擴(kuò)展十倍，有利于低濃度的分析。對于高濃度的分析，則可用差示分光光度法來完成。其方法原理是：配兩種比試樣溶液稍稀的標(biāo)準(zhǔn)溶液C1<C2,并且C1<C2<Cx。以C1作參比溶液，測C2、Cx的消光度。根據(jù)郎白-比爾定律：A=LCxA1=LC1,；A2=LC2及Ax=LCxA2-A1=L(C2-C1)Ax-A1=L(Cx-C1)因?yàn)橐訡1作參比溶液，所以A1=0，因此：A2=L(C2-C1)AX=L(CX-C1)解聯(lián)立方程式可以求得試液的濃度CX。三、儀器與試劑1儀器紫外可見分光光度計(jì)（UV2300）；細(xì)口瓶；容量瓶；吸量

25、管；滴定管；吸液球；燒杯。2試劑沒有標(biāo)簽的苯酚水溶液，濃度約3´10-3mol×L-1，稱A溶液；沒有標(biāo)簽的苯甲酸水溶液，濃度約3´10-3mol×L-1，稱B溶液；沒有標(biāo)簽的苯胺水溶液，濃度約3´10-3mol×L-1，稱為C溶液；標(biāo)準(zhǔn)苯胺溶液（3´10-3mol×L-1）：稱取分析純苯胺0.1400克溶于少量水中，然后轉(zhuǎn)移至500毫升容量瓶中，加水稀釋至刻度。四、實(shí)驗(yàn)步驟1取A溶液、B溶液及C溶液各2.50mL，分別放入三只50mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，則得A、B、C三種溶液。2取三只50mL容量瓶，用

26、滴定管分別加入3´10-3mol×L-1苯胺標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00、2.50及5.00mL，用水稀釋至刻度，得1、2及3溶液。3在UV2300型分光光度計(jì)上，光源用氫弧燈，吸收池用石英池，以蒸餾水作參比液，分別對A、B及C溶液在200-360nm波長范圍掃描，繪制苯酚、苯甲酸及苯胺的吸收光譜曲線。由曲線上找出max，并求出max所對應(yīng)的吸光度之比。鑒定A、B、C三溶液各為哪種物質(zhì)。4在230nm波長下，先以蒸餾水作參比溶液，測定1、2及3溶液的消光值。測定結(jié)果可能是3溶液的吸光值為。假定3溶液的濃度不知道，是我們要測定的試液，為了確定3溶液的濃度，采用通常的分光光度法是不行的。為

27、此，采用差示分光光度法則可解決問題。方法是以1溶液作參比溶液，調(diào)透光率為100.00，然后分別測得2及3溶液對1溶液的吸光度。以2溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液，試計(jì)算3溶液的濃度與配制的濃度是否相符。5結(jié)束工作：1）先關(guān)閉記錄器及燈電源的電源，再關(guān)閉主機(jī)電源，最后拉開-220V電源刀閘。2）用自來水，蒸餾水洗干凈吸收池。3）整理好藥品、儀器。五、實(shí)驗(yàn)記錄與處理1列表記錄各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2定性鑒定苯酚、苯甲酸及苯胺。3高濃度苯胺的定量分析。六、思考題1紫外分光光度法的定性依據(jù)是什么？2紫外分光光度法在分析化學(xué)中有哪些應(yīng)用？3影響紫外吸收夠的因素有哪些？實(shí)驗(yàn)五 紅外光譜的測定及結(jié)構(gòu)分析一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握紅外光譜法

28、進(jìn)行物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析的基本原理，能夠利用紅外光譜鑒別官能團(tuán)，并根據(jù)官能團(tuán)確定未知組分的主要結(jié)構(gòu)；2了解紅外光譜測定的樣品制備方法；3學(xué)會紅外分光光度計(jì)的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理紅外光譜反映分子的振動(dòng)情況。當(dāng)用一定頻率的紅外光照射某物質(zhì)時(shí)，若該物質(zhì)的分子中某集團(tuán)的振動(dòng)頻率與之相同，則該物質(zhì)就能吸收此種紅外光，使分子由振動(dòng)基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。若用不同頻率的紅外光通過待測物質(zhì)時(shí)就會出現(xiàn)不同強(qiáng)弱的吸收現(xiàn)象。由于不同化合物具有其特征的紅外光譜，因此可以用紅外光譜對物質(zhì)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。同時(shí)，根據(jù)分光光度原理，若選定待測物質(zhì)的某特征波數(shù)吸收峰，利用吸收峰強(qiáng)度也可以對物質(zhì)進(jìn)行定量分析。測定未知物結(jié)構(gòu)是紅外光譜定性分析的一個(gè)

29、重要用途。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測繪的紅外光譜圖的吸收峰位置、強(qiáng)度和形狀。利用基團(tuán)振動(dòng)頻率與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系，來確定吸收帶的歸屬，確認(rèn)分子中所含的基團(tuán)或鍵，并推斷分子的結(jié)構(gòu)，鑒定的步驟如下：(1)對樣品做初步了解，如樣品的純度、外觀、來源及元素分析結(jié)果，及物理性質(zhì)(分子量、沸點(diǎn)、熔點(diǎn))。(2)確定未知物不飽和度，以推測化合物可能的結(jié)構(gòu)；(3)圖譜解析；首先在“官能團(tuán)區(qū)”(40001300cm-1)搜尋官能團(tuán)的特征伸縮振動(dòng)；再根據(jù)“指紋區(qū)”(1300600cm-1)的吸收情況，進(jìn)一步確認(rèn)該基團(tuán)的存在以及與其它基團(tuán)的結(jié)合方式。 由于絕大部分有機(jī)物的紅外光譜比較復(fù)雜，特別是指紋區(qū)的許多譜峰無法一一歸屬，因此，僅僅

30、依靠紅外光譜圖的解析常常難以確定有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，通常還需要借助于標(biāo)準(zhǔn)試樣或紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖。同一物質(zhì)再相同的測定條件下測得的紅外光譜有很好的重復(fù)性，如果兩張譜圖中各吸收峰的位置、形狀及其相對強(qiáng)度一致，則兩個(gè)化合物具有相同結(jié)構(gòu)。因此，可以通過比對試樣與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的紅外光譜，或比較試樣的紅外光譜與紅外標(biāo)準(zhǔn)譜圖，進(jìn)行定性分析。三、儀器與試劑1儀器紅外分光光度計(jì)(BRUKER TENSOR 27型)；壓片機(jī)、固體壓片模具、瑪瑙研缽、可拆式液體池、鹽片等。2試劑KBr(AR)；無水乙醇(AR)、待測樣品（水楊酸；對苯二酚；葡萄糖；鄰苯二甲酸；萘；甲苯；乙二醇；正庚烷等。）。四、實(shí)驗(yàn)步驟1樣品制備(1)液體樣品的

31、制備采用液體吸收池法制備試樣。將可拆式液體樣品池的鹽片從干燥器中取出，用幾滴無水乙醇清洗鹽片后，置于紅外燈下烘干備用。將鹽片放在可拆液池的孔中央，在鹽片上滴一滴試樣，將另一鹽片平壓在上面(不能有氣泡)組裝好液池。將液體吸收池置于光度計(jì)樣品托架上，即可準(zhǔn)備掃譜。(2)固體樣品的制備采用壓片法，先加入12mg的樣品在瑪瑙研缽中磨細(xì)后加入100200mg已干燥的KBr粉未，充分混合并研磨，使平均尺寸為2m即可，將研好的粉末均勻的放入模具內(nèi)，然后將模具放入壓片機(jī)中，在10T/cm2左右的壓力下12min即可得到透明或均勻半透明的薄片，壓力不宜太高，否則會損壞模具。將此片裝于樣品架上，即可準(zhǔn)備掃譜。2樣

32、品測試(1)打開紅外分光光度計(jì)的開關(guān)，并打開電腦。(2)打開電腦桌面的OPUS軟件。(3)打開“高級測量”選項(xiàng)，建立樣品名稱。(4)將壓好的KBr片（未加樣品的）放入樣品架，掃描背景單通道。(5)將樣品置于樣品架上，掃描樣品單通道。(6)對掃描好的樣品譜圖的峰位進(jìn)行標(biāo)注。(7)打印譜圖，取出樣品室內(nèi)樣品。(8) 若測試液體樣品，掃譜結(jié)束后，及時(shí)用無水乙醇洗去樣品，并按前面方法清洗鹽片并保存在干燥器中。若測試樣品為固體，掃譜結(jié)束后，取出薄片，按要求將模具、樣品架等清理干凈，妥善保管。五、數(shù)據(jù)記錄與處理1根據(jù)紅外特征集團(tuán)頻率圖，指出試樣譜圖上基團(tuán)的頻率及其歸屬。2歸納各已知化合物中相同基團(tuán)出現(xiàn)的頻

33、率范圍。3列表記錄各化合物明顯的吸收峰位置，標(biāo)出其可能的官能團(tuán)。六、注意事項(xiàng)1制備試樣是否規(guī)范直接關(guān)系到紅外圖譜的準(zhǔn)確性，所以對液體樣品，應(yīng)注意使鹽片保持干燥透明，每次測定前后均應(yīng)用無水乙醇及滑石粉拋光，在紅外燈下烘干。對固體樣品經(jīng)研磨后也應(yīng)隨時(shí)注意防止吸水，否則壓出的片子易沾在模具上。2溴化鉀對鋼制模具表面的腐蝕性很大，模具用過后必須及時(shí)清洗干凈，然后保存在干燥環(huán)境中。七、思考題1用FT-IR測樣品為什么要先扣背景?2醇類、羧酸和脂類化合物的紅外光譜有何區(qū)別?實(shí)驗(yàn)六 火焰原子吸收分光光度法測定固體樣品中鐵含量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握火焰原子吸收光譜分析的基本理論2熟練掌握原子吸收分光光度計(jì)操作過程

34、二、實(shí)驗(yàn)原理原子通常處于能量最低的基態(tài)。當(dāng)輻射通過原子蒸汽，且輻射頻率相當(dāng)于原子中的電子由基態(tài)躍遷到較高的能態(tài)所需要能量的頻率時(shí)，原子從入射輻射中吸收能量，發(fā)生共振吸收，產(chǎn)生原子吸收光譜。本實(shí)驗(yàn)中利用鐵空心陰極元素?zé)舭l(fā)出被測元素的特征輻射光，樣品溶液直接噴入空氣乙炔火焰。在火焰中形成的鐵基態(tài)原子蒸汽吸收特征輻射光。通過測定特征輻射光被吸收的大小，來計(jì)算出待測元素的含量。本實(shí)驗(yàn)的定量方法采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法：配制鐵標(biāo)準(zhǔn)系列溶液，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，測定各標(biāo)準(zhǔn)樣品的吸光度值A(chǔ)i，以吸光度值A(chǔ)i （i =1，2，3，4，5）對被測元素的含量ci （i =1，2，3，4，5）繪制校正曲線A= f (c)。在同樣條

35、件下，測定待測樣品的吸光度值A(chǔ)x，從校正曲線求得其含量cx。 三、儀器與試劑1儀器TAS-986原子吸收分光度計(jì)；空氣-乙炔火焰原子化器；鐵空心陰極燈；空氣壓縮機(jī)；容量瓶；移液管；燒杯。 2試劑硫酸亞鐵銨(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O（優(yōu)級純，分子量392.12）；硝酸（優(yōu)級純）；待測固體樣品。四、實(shí)驗(yàn)步驟1配制標(biāo)準(zhǔn)鐵溶液（0.1mg·mL-1）：準(zhǔn)確稱取0.7022g優(yōu)級純硫酸亞鐵銨(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O于燒杯中，水溶解，加2.5mL 30%HNO3，用5%HNO3(體積分?jǐn)?shù))移入1000mL容量瓶中，并稀釋至刻度

36、，搖勻。鐵的濃度為0.1mg·mL-1。2 配制1、2、3、4、5 g·mL-1系列鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液。3樣品處理用天平準(zhǔn)確稱取1.5g左右固體樣品于燒杯中，滴加5mL 30%HNO3，待溶解完全后，移入50mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，并做空白溶液。4測定(1) 實(shí)驗(yàn)條件的選擇a選擇吸收波長。b選擇燈電流。c選擇單色器光譜通帶。d. 選擇燃燒器高度、位置。e. 選擇燃?xì)?助燃?xì)饬髁勘取?2) 樣品的測定按照選出的測定條件，采用鐵空心陰極燈，測定鐵標(biāo)準(zhǔn)系列中各不同濃度溶液的吸光度，以蒸餾水做參比溶液繪制鐵標(biāo)準(zhǔn)曲線。測定試樣溶液的吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線得出試樣溶液鐵的濃度Cx（g&

37、#183;mL-1）。測定空白溶液的吸光度值，從標(biāo)準(zhǔn)曲線得出空白溶液中鐵的濃度C0（g·mL-1）五、數(shù)據(jù)記錄與處理1列表記錄所測數(shù)據(jù)2以所測數(shù)據(jù)繪制各元素AC標(biāo)準(zhǔn)曲線3從工作曲線上查出試液中該元素的濃度，按下式計(jì)算其含量：其中：G為所稱量的樣品質(zhì)量（g）。六、思考題1簡述原子吸收光譜分析法的基本原理。2原子吸收光譜法中對光源有什么要求？3采用原子吸收光譜法，常用的定量分析方法有哪些？實(shí)驗(yàn)七氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀測定有機(jī)混合物一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 理解和掌握GC/MS技術(shù)的原理。2 學(xué)習(xí)和掌握GC/MS技術(shù)分析有機(jī)物的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理氣相色譜是理想的進(jìn)樣系統(tǒng)，質(zhì)譜是理想的分析系統(tǒng)。質(zhì)譜分析

38、法是在真空系統(tǒng)中，通過對樣品所生成的氣態(tài)離子質(zhì)量及其強(qiáng)度的測定，進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)分析的方法，其基本過程如下：1）樣品的離子化：通過電子轟擊離子化等方法使樣品分子轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)離子，對于有機(jī)化合物，如果在離子化過程中接受了過多的能量，新生的分子離子會進(jìn)一步裂解，生成各種碎片離子。2）離子的分離、分析、檢測。3）信號記錄，數(shù)據(jù)采集及處理。圖12-5 質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖圖12-6 質(zhì)譜示意圖三、儀器與試劑1儀器Agilent GC6890/MS5975氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀；自動(dòng)進(jìn)樣器；色譜柱 HP-5。2 試劑未知混合樣：以苯，甲苯、丁苯、對二甲苯、正己烷五種分析純試劑混合而成。3 實(shí)驗(yàn)條件1）進(jìn)樣量：2uL

39、2）柱流速：1.6ml·min-13）進(jìn)樣口溫度2504）柱溫50保持5min，5·min1升至2005）電離方式：70ev電子轟擊6）質(zhì)荷比掃描范圍m/z13400四、實(shí)驗(yàn)步驟1打開載氣減壓閥。2打開計(jì)算機(jī)，及氣相色譜、質(zhì)譜電源，等待氣相色譜完成自檢，質(zhì)譜真空泵工作正常，進(jìn)入化學(xué)工作站。3調(diào)協(xié)（開機(jī)兩小時(shí)后進(jìn)行）。4 4編輯方法：包括進(jìn)樣方式、氣相色譜條件、質(zhì)譜條件等。實(shí)驗(yàn)條件：1）載氣流量：1.6mL·min-1；2）分流比：50:1；3）進(jìn)樣溫度：250；4）柱溫：50保持5min，5·min-1升至200；5）電離方式，70ev電子轟擊；6）質(zhì)荷

40、比掃描范圍：m/z13400。5保存方法，調(diào)出方法，開始進(jìn)樣。6分析數(shù)據(jù)，對有機(jī)物混合樣品進(jìn)行定性分析，打印報(bào)告。五、實(shí)驗(yàn)記錄與處理1分析各化合物質(zhì)譜圖，分別各化合物特征離子。2利用譜庫檢索，確定樣品中的有機(jī)化合物。3分辯幾個(gè)典型化合物的分子離子峰、碎片離子峰、重排離子峰及同位素峰。六、思考題1比較GC和GC/MS確定有機(jī)化合物的優(yōu)缺點(diǎn)。2如何用GC/MS進(jìn)行定量分析？實(shí)驗(yàn)八 結(jié)晶樣品的粉末衍射法測定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)并了解X射線衍射儀的構(gòu)成與工作原理；2掌握X射線衍射儀的基本使用方法與粉末樣品制備方法；3掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基本處理方法。二、實(shí)驗(yàn)原理X射線是一種電磁波，入射晶體時(shí)晶體中產(chǎn)生周期變化

41、的電磁場。原子中的電子和原子核受迫振動(dòng)，原子核的振動(dòng)因其質(zhì)量很大而忽略不計(jì)。振動(dòng)著的電子成為次生X射線的波源，其波長、周相與入射光相同?；诰w結(jié)構(gòu)的周期性，晶體中各個(gè)電子的散射波可相互干涉相互疊加，稱之為衍射。散射波周相一致相互加強(qiáng)的方向稱衍射方向，產(chǎn)生衍射線。X射線一定時(shí)，晶體可能產(chǎn)生衍射的方向取決于晶體微觀結(jié)構(gòu)的類型及其基本尺寸，排除非彌散衍射時(shí)它們之間的關(guān)系服從Bragg方程：2dsinq=nl式中d為晶面間距，為衍射角，n為衍射級數(shù)，為入射光特征波長(本實(shí)驗(yàn)中為CuK輻射特征波長，1.5418Å) 。而X射線對于晶體的衍射強(qiáng)度是由晶體晶胞中原子的元素種類、數(shù)目及其排列方式?jīng)Q定的，儀器等實(shí)驗(yàn)條件對其數(shù)值也有影響。組成物質(zhì)的各種相都具有各自特定的晶體結(jié)構(gòu)(點(diǎn)陣類型、晶胞形狀與大小及各自的結(jié)構(gòu)基元等)，因而具有各自的X射線衍射花樣特征(衍射線位置與強(qiáng)度)。依據(jù)此，可利用X射線衍射測定對物相進(jìn)行定性、定量分析等。X射線衍