多元校正-分光光度法測(cè)定混合色素實(shí)驗(yàn)報(bào)告

多元校正－分光光度法同時(shí)測(cè)定混合色素一、【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹坷梅止夤舛确y(cè)定胭脂紅、檸檬黃、日落黃三種有機(jī)色素混合液的吸光度。利用多元校正法（線性代數(shù)知識(shí)）RSDRSE、RSDt。了解矢量數(shù)據(jù)的獲取方法及其在多組分測(cè)定中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)背景：色素不經(jīng)分離，利用分光光度法進(jìn)行準(zhǔn)確地同時(shí)測(cè)定提供了可能。實(shí)驗(yàn)原理：,Acb成正比.。公式：A=lg（1/T）=Kbc②線性代數(shù)和矩陣：設(shè)有n個(gè)組分同時(shí)存在，配制一組已知樣本共n個(gè)溶液，其濃度矩陣為Ccn

s nc。根據(jù)朗伯—比耳定律有：×ns

wnw×nc

nw×nsA K C (1)nwns nwnc ncns為吸光度矩陣，根據(jù)最小二乘法原理可求出各組分的純物種譜，即K矩陣：

KACt(CCt)1 (2)式中t-1nwC (KtK)1KtA未知 未知

(3)此計(jì)算過程由計(jì)算軟件處理，最終可以獲得實(shí)際操作中所配制的混合色素的物質(zhì)組成、各色素的體積和偏差。三.【儀器與試劑】722（帶四個(gè)比色皿、Agilent8453UV-VIS50ml65ml44胭脂紅溶液（120mg/L、檸檬黃溶液（100mg/L、日落黃溶液（100mg/L、溶液0.1mol/L、蒸餾水四、【實(shí)驗(yàn)步驟】 3種色素加入體積有起伏，設(shè)計(jì)三種色素加入體積表格：第一次實(shí)驗(yàn)： 第二次實(shí)驗(yàn)：12123456No.1234560611284胭脂紅/ml0246794208610日落黃/ml61002571086420檸檬黃/ml9410620胭脂紅/ml日落黃/ml檸檬黃/ml清洗容量瓶，開啟儀器，洗潔精清洗比色皿。選取四組比色皿，以蒸餾水0.02為水/參比比色皿。650ml準(zhǔn)度。HCl390nm540nm，記錄各組的吸光度。輸入數(shù)據(jù)，軟件處理數(shù)據(jù)。分析自己的溶液體積實(shí)際值和理論值的誤差，分析RSD和RSE，利用多元校正，分析實(shí)驗(yàn)誤差原因。Agilent8453UV-VISRSERSD。五、【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和圖譜】理論實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)：RSD<0.5％優(yōu)秀；RSD<1.0％好；RSD<2.0％通過；RSD：2.0％-5.0％較差，RSE2%3%-6%為可以接受，超過太多且不能找出明顯原因則需要重做.提高實(shí)驗(yàn)RSD：提高實(shí)驗(yàn)RSE：51ConcentrationTecompo日芝苗IEl甜ISamplel00004000ODOScompo日芝苗IEl甜ISamplel00004000ODOSple2500020008000Sple3Sple4Sple5SpleB110002000 8000 0000000 8000 6000 100006000 4ODO 2ODO DODO

||5十 ．．．．．．．．但已PrediedvaluescompoSpl1Sampl2Sampl3Sampl4Sampl5Sampl8RSE%IEl旨紅-□011BD1411038203g7g484011D678日蕩苗3872195500468170B02598081988桿君舌103187578530740722077-o1363852吐tiveror(oriinpri忒過．ogiI斗＊100

||§3+ ．．．．oompo Sphl2ph3pl@4Spl5Spl5 IEl紅 1 -o233 -o347 -1970 0653 -o2850日蕪苔 3201 2233 吐 -2124-o418 1'323 1'388芍梪苗 -31774026 -s110-180'3-3832 N3862 II 程紅 巳瀉貢 擰哀貢Cmpn提高實(shí)驗(yàn)去除一組：DelectOutl,ecIRemove 1 pleatat1me 。| RSE%atterremovingsampleiI|-主拉··爐亡，＿十一.|

|=|-叮RSEsfte<n>evingsp1l

f盧～．，，

、++5compo...S++5compo...Sp1e15plple3Sampl4Sple5SamplB膽脂紅0.5311.1361157087905550'tl30曰范苗2.4062.8462211118628't141'tl87擰梪苗5.4841.0754317583051364199，｀，4/``、\,，｀，4/``、\

．一．七-、．．，、． ．···`··?．`'`＇，．`'`＇，．

．．．免．．．．sampleNo.cemoved第一次實(shí)驗(yàn)RSD：時(shí)1153640-－2013-3-l1－5|orsarebyChml5tryepartm·nt,ongjineiy.loaddataSpectratestCrossvalidationR&NDetectoutlierE丸t510廣門，一，0510廣門，一，0284 05460239 0454 01340 0837門”，一，..,．一，門，A，＇，r·A｀velSpl1Sampl2Sple3Sple4Spl5SamplESpectraplot3900B1404240594045002810216|—臣芯；．．．．．．S9m印s．叩4000Bgs04790B7B0519032202461.0410076405220747O70350024200808055307960610037802910.9<30083005730818063504:04:0321三0.8440083806070809064404:3803724500815064l075506410482045007'600743067706570616053505534700675OTOO05610503060406864800576011104500560065307.,:0.5今 ·`｀、4go04440658033705110131330837．千．',5000347060702137047701313308620.4

島ms·叩|Coneentrat1on

0.3壬` -··` -··乒'、\:::·｀父．．．，~........? ,,子、心 \~．飛010.0compoSemplelSple2Sempl3Sempl4Semple5Spl肥脂紅compoSemplelSple2Sempl3Sempl4Semple5Spl肥脂紅000020004000600070009000日落苗5000100000000200050007000杅根苗9000400010000600020000000wavelength|Sh”“K I第一次實(shí)驗(yàn)RSE：安捷倫儀器測(cè)定數(shù)據(jù)圖：bbs上得到一份數(shù)據(jù)115361，得到相應(yīng)的圖譜0.8190.5031.232、1.114、1.439。從數(shù)據(jù)可以看出安捷倫儀器測(cè)量波長間隔為1n300nm600nm，比分光光390nm一下的短波長光，會(huì)有一個(gè)變化和拱起，所以在利390nm540nm即可。如果只取390nm540nm范圍數(shù)據(jù)，（RSD0.000650.00068相差不多，RSE來說，則安捷倫儀器則更能精確的反映配制溶液的差異。也就是說操作和讀數(shù)相差不大時(shí)兩者RSD往往差異不大，但對(duì)于RSE來說，體積的變化更為敏感，少量溶液配制失誤RSERSD小，且RSDt也是一個(gè)重要的參數(shù)。取390nm-540nm波長范圍的圖像：六、【結(jié)果分析和討論】A的計(jì)算：平T 根據(jù)公式：exp(AT 把16×6個(gè)A取平均值后換算得到第一次實(shí)驗(yàn)：A

=0.5387；第二次實(shí)驗(yàn)：A=0.5195RSD平 平 TRSD=9.924×10-4RSD=1.037×10-3

TRSD第一次實(shí)驗(yàn) 0.001492.025%第一次實(shí)驗(yàn) 0.001492.025%4.569%6.751%9.924×10-4第二次實(shí)驗(yàn) 0.000580.678%1.988%3.862%1.037×10-3

T胭脂紅RSE 檸檬黃RSE 日落黃RSE RSDTRSD、RSE結(jié)果分析：RSD=0.00058，相對(duì)于第一次實(shí)驗(yàn)RSD=0.001490數(shù)波動(dòng)誤差排除。RSE0.678%1.988%3.862%，相2.025%6.751%七、【實(shí)驗(yàn)體會(huì)】經(jīng)過兩次實(shí)驗(yàn)的對(duì)比和查詢資料，尤其是登陸bbs查看往屆學(xué)長學(xué)姐的體會(huì)和總終都可能極大的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。比色皿的清洗：比色皿間的差異越小對(duì)RSD的測(cè)量越準(zhǔn)確，所以為了達(dá)到的相對(duì)值，需要長時(shí)間清洗比色皿，不斷測(cè)試直到合格。往往為了達(dá)標(biāo)，除了水洗，還會(huì)用量洗潔劑清洗（軟毛刷甚至更換比色皿。第一次實(shí)驗(yàn)清洗比色皿就花了 1h左右，誤差仍然較大。第二次直接用前人用過的，由于已經(jīng)用超聲波清洗，四比色皿差別基本沒有，RSD也大大降低。波長的調(diào)節(jié)和吸光度的測(cè)量：T=100,T=0,最后A檔,消零。還有就是每次變換波長后都要把右上角調(diào)回T檔檢查是否為100.（A=0RSD。移液管和移液槍等：RSE明一下移液槍和移液管的對(duì)比和使用。bbsRES4%左右，大概是在使用移液管，不可控因素拉桿的使用：字停留時(shí)間較長。體積的設(shè)計(jì)：體積設(shè)計(jì)要求：線性不相關(guān)（才能構(gòu)成線性方程求出特征值和秩412-16ml。天氣和時(shí)間、熟練度：生巧。防氣泡小竅門：八、【介紹RSE和RSD、cosa和線性代數(shù)與矩陣】RSE和RSD：RSDResidualStandardDeviation，不是相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，而是剩余標(biāo)準(zhǔn)殘差。RSDRSD吸光度測(cè)量的誤差越小。RSERelativeStandardError，是相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差。RSERSD公式：線性代數(shù)與矩陣：針對(duì)矩陣知識(shí)，三種物質(zhì)相當(dāng)于三個(gè)未知量X，定其吸光度Y，得到不同的線性組成（類似線性方程組，從而可以求出三種物質(zhì)濃度的特征解。Cosα（查找資料，僅是自己的看法，未經(jīng)證實(shí)）r[-1,1]，r>0r<0X、Y公式：cosαr。γ＝kα+kβ。1 2就稱γ為α，βkαk

+…+kmαm=0時(shí)，稱各向量線性1 1 2 2相關(guān)。把6組溶液看做向量，要求平行組分線性不相關(guān)，即向量間兩兩不相關(guān)，kα≠kβcosα0（向量1 290°，相關(guān)度越小。向量內(nèi)積公式A、B，[A,B]為向量內(nèi)積，||A||為向量的模（大?。篶os [A,B]||A||*||B||Cosα可以看做向量間的夾角，也可以說向量的平行程度（應(yīng)用到實(shí)際中即變量或者數(shù)據(jù)的相關(guān)程度）K矩陣：通過K矩陣模板得到的K矩陣和圖像，計(jì)算公式：KACt(CCt)1第二次實(shí)驗(yàn)：K矩陣10.0620.4654.7111.6322.5662.9112.8524.1668.9214.5725.3672.8416.6027.0374.2718.6830.8471.9822.6937.6666.0828.7944.7154.5036.4951.9341.8244.1956.9229.2851.3755.8514.9056.2153.065.8257.6347.782.4755.3333.841.0849.9316.980.4341.875.490.58第一次實(shí)驗(yàn)：K10.8317.9056.0612.9919.8363.7814.0221.3070.4316.1522.2774.6618.5123.4576.0621.0327.3274.1424.8933.5267.3631.2240.0654.9639.5447.4841.7947.2652.0427.5453.4350.9713.6857.9748.514.6559.2843.371.2455.4230.780.4250.1914.52-0.2741.384.50-0.47九、【軟件探索】RSDRSE按鈕來告訴一些其他信息（以第一次實(shí)驗(yàn)為例，但由于對(duì)操作界面不熟悉，以及一段時(shí)間的遺忘，一部分界面操作和認(rèn)識(shí)不熟悉。SDvssample和SDvswavelength能做出兩個(gè)圖像，但具體應(yīng)用不太清楚，其他偶爾也操作出不同的圖，但代表什么含義和作用不太明白。自己的一些分析：λi/λi+1RAS&MAX（R）平線對(duì)應(yīng)的位置來來找出噪聲最大點(diǎn)（偏離特征值最大的點(diǎn)幾組及多少波長位置；軟件可以給出三種純物質(zhì)的光譜圖，并和6（收光譜最短，其次是日落黃，胭脂紅吸收光譜最長）RSE加溶液與組分不配套、溶液加混（加錯(cuò)、溶液順序加錯(cuò)或者記錯(cuò)、溶液加入儀器或者操作誤差等。以及在操作移液管和移液槍時(shí)的一些小的不規(guī)范引起的誤0.05。往往有同學(xué)將溶液吸上來以后，尖嘴處會(huì)有一段（液器的傾角過大所致，所以盡量使移液器保持豎直。由于臺(tái)面高度過低，移液bbs6RSD往誤差大，同時(shí)可以大概看出在哪組、哪個(gè)波長處出現(xiàn)誤差；outlier”可以用于交叉驗(yàn)證，即剔除一組看的說明該組分配制沒有問題；十、【思考題】測(cè)定后并利用多元校正方法求解有什么優(yōu)點(diǎn)？,該方法能夠建校正模型來減少各種誤差，使得結(jié)果更為精確，并能找出誤差的原因。根據(jù)各組分的吸收光譜，找出最大吸收波長及相應(yīng)的吸光系數(shù)。K系列矩陣可以看出各組分（胭脂紅、日落黃、檸檬黃）的最大吸收波長依次為：510nm480nm430nm57.6356.9274.27與前人和查閱資料得到的數(shù)據(jù)很接近。么條件下能獲得較可靠的結(jié)果？答：根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)所加HCl，在PH答：如下。十一、【參考文獻(xiàn)】《分光光度計(jì)波長誤差及其校正》-李愛江劉湛軍韓建國《分析化學(xué)》-張?jiān)?《分析化學(xué)原理》-吳性良孔繼烈《工程數(shù)學(xué)線性代數(shù)》-第五版-高等教育出版社《因子分析在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用》-[期刊論文]《大學(xué)化學(xué)》-2000年6期朱仲良梅雨張軍延李通化《多元校正模型用于拼色食品中混合色素的同時(shí)測(cè)定》-[期刊論文]《理化檢驗(yàn)-化學(xué)分冊(cè)》ISTICPKU-2001年4期弓曉峰《多元校正分光光度法測(cè)定混合色素實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析》--張清華朱仲良叢培盛沈明月鄧享?xiàng)澫嚓P(guān)度_百度百科相關(guān)系數(shù)_剩余標(biāo)準(zhǔn)差_百度百科相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差_朗伯—比爾定律_百度百科/view/65945.htm/view/405935.htm/view/299378.htm/view/862686.htm/p-74250353.html/view/bc2ca803581b6bd97f19ead4.html【實(shí)驗(yàn)原始記錄】（第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上傳至bbs，第二次實(shí)驗(yàn)學(xué)長有事未能及時(shí)上傳）第一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：No.123456胭脂紅024679日落黃6100257檸檬黃9410620波長/nm1234563900.6140.4240.5940.450.2810.2164000.6950.4790.6760.5190.3220.2464100.7640.5220.7470.5670.350.2664200.8080.5530.7960.610.3780.2914300.830.5730.8180.6350.4040.3214400.8380.6070.8090.6440.4380.3724500.8150.6490.7550.6410.4820.454600.7430.6770.6570.6160.5350.5534700.6750.7090.5610.5930.6040.6864800.5760.7110.450.560.653