儀器分析課件

認知電位分析儀器

基本技能訓練

雨水的pH值測定？

如何提高測定準確度？問題pH試紙法測定M3-1-1.swf指示液法測定M3-1-2.swf（評價：精確度不高）

將一支電極電位與被測物質的活（濃）度有關的電極（稱指示電極）和另一支電位已知且保持恒定的電極（稱參比電極）插入待測溶液中組成一個化學電池，在零電流的條件下，通過測定電池電動勢進而示得溶液中待測組分含量的方法。電位分析法定義

直接電位法:電極電位與溶液中電活性物質的活度有關。溶液電動勢物質的含量

電位滴定法：用電位測量裝置指示滴定分析過程中被測組分濃度變化。濃度變化電動勢變化繪製滴定曲線計量點Vep電位分析法分類

靈敏度、準確度高，選擇性好，應用廣泛；被測物質的最低量可以達到10-12mol/L數(shù)量級；儀器裝置簡單，操作方便；適合自動控制和線上分析。電位分析法特點酸度計PHS-3F型PH計PHSJ-3F型PH計PHS-2C型PH計酸度計(續(xù))可攜式PH計線上檢測型PH計PHS-3F型PH計正面外形圖功能鈕斜率鈕定位鈕數(shù)據(jù)顯示幕電極夾溫度旋鈕儀器基本構造PHS-3F型PH計背面示意圖

電源插座電源開關儀器的基本構造(續(xù))甘汞電極接線柱

保險絲座調(diào)零電位器玻璃電極插座離子計與電磁攪拌器電磁攪拌器離子計甘汞電極的構造外形圖示意圖pH玻璃電極的構造外形圖示意圖鉑電極其他電極氟離子選擇性電極pH複合電極儀器基本操作基本技能訓練職業(yè)關鍵能力：具有一定的資訊遷移能力，能根據(jù)不同型號的儀器說明書達到對該儀器的認知。知識目標：電位分析法定量依據(jù)；參比電極和指示電極的工作原理及分類；電極的使用注意事項；酸度計的使用。專門技能：瞭解各種類型電極的電極反應、電極電位運算式；掌握各種類型電極使用前處理和使用注意事項；掌握酸度計的正確使用方法及日常維護保養(yǎng)；能按照要求搭建實驗裝置。素質目標：培養(yǎng)學生精益求精的實驗態(tài)度；遵守實驗室各項規(guī)章制度。課程任務

百事可樂pH的測定？問題pH試紙無法測定有色溶液的pH。M3-1-3.swf

可以用電位法測定其pH值引入電位分析法。M3-1-5.swf

對於氧化還原體系而言，電極的電位與其相應離子活度的關係可以用能斯特(Nernst)方程表示

式中,

是標準電極電位，V；R是摩爾氣體常數(shù)〔8.314J·(mol·K)-1〕；F是法拉第常數(shù)(96500C·mol-1)；T是熱力學溫度，K；n為電極反應時轉移電子數(shù)25℃時，能斯特方程可近似地簡化成下式：

能斯特方程直接電位分析法定量依據(jù)

式中的在一定溫度下都是常數(shù)，只要測量出電池電動勢，就可以求出待測離子Mn+的活度，這就是直接電位法的定量依據(jù)。

定義：電極電位不隨測定溶液和濃度變化而變化的電極。條件：可逆性；重現(xiàn)性；穩(wěn)定性常用參比電極甘汞電極銀－氯化銀電極參比電極

電極反應：

Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-

半電池：Hg，Hg2Cl2（固體）｜KCl(液體)

電極電位：（25℃）電極內(nèi)溶液的Cl-活度一定，甘汞電極電位固定。甘汞電極

分類

電極內(nèi)飽和KCl溶液中沒有氣泡，電極下端的多孔性物質暢通。M3-2-6.swf

飽和甘汞電極在使用前應先取下小膠帽。M3-2-3.swf

同時保證飽和KCl的液位應與電極支管下端相平，電極底端含有少量晶體。M3-2-4.swf

飽和甘汞電極在使用時要求電極插入液面的位置適中而且只能在低於80℃的溫度下使用。

為避免Hg2+和Cl-的干擾可使用雙液接型飽和甘汞電極

甘汞電極的使用

電極反應:AgCl+e-==Ag+Cl-

電極電位（25℃）：

半電池符號：Ag，AgCl(固體)|KCl(液體)銀-氯化銀電極

分類

金屬-金屬離子電極第一類電極的電位僅與金屬離子的活度有關,如Ag電極M3-2-11.swf

金屬-金屬難溶鹽電極製作容易，電位穩(wěn)定，重現(xiàn)性好常用作參比電極甘汞電極和銀-氯化銀電極金屬與兩種具有相同陰離子難溶鹽以及第二種難溶鹽陽離子所組成體系的電極，如汞電極。惰性金屬電極，電極不參與反應，但其晶格間的自由電子可與溶液進行交換，如Pt電極。指示電極——金屬基電極

膜電極（離子選擇性電極）

特點:僅對溶液中特定離子有選擇性回應。電極的關鍵：是一個稱為選擇膜的敏感元件。膜內(nèi)外被測離子活度的不同而產(chǎn)生電位差。敏感元件：單晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜等構成。

指示電極——膜電極

膜電極當膜電極作正極時，對陽離子有回應時，取“+”，否則取“-”。

離子選擇性電極的性能

電極電位運算式離子選擇性電極的選擇性回應時間、溫度和pH值線性範圍及檢測下限電極的斜率和電極的穩(wěn)定性

典型的膜電極pH玻璃電極氟離子選擇性電極以pH玻璃電極為例，膜電位的產(chǎn)生是由於玻璃膜上的Na＋與水溶液中的H+、玻璃水化層中的H+與水溶液中的H+之間交換的結果。

膜電位膜電位（動畫M3-2-13.swf）

pH玻璃電極

電極電位其中，

pH玻璃電極

特點

優(yōu)點是不受溶液中氧化劑或還原劑的影響

酸差：在酸度過高（pH﹤1）的溶液中測得的pH偏高，產(chǎn)生pH測定誤差，稱其為“酸差”

缺點是其電阻隨溫度而變化，一般只能在5-60℃使用。

堿差：在鹼度過高（pH﹥9）的溶液中測得的pH偏低，產(chǎn)生pH測定誤差，稱其為“堿差”，尤其是Na+的干擾較顯著，故又稱為“鈉差”。

pH玻璃電極pH玻璃電極使用注意事項使用前在蒸餾水中浸泡24小時檢查玻璃球泡是否有裂痕檢查內(nèi)參比電極是否浸入內(nèi)參比溶液中檢查內(nèi)參比溶液中是否有氣泡M3-2-17.swf使用前球泡外壁的溶液只能用濾紙吸幹，不能擦M3-2-18.swf檢查插線柱是否乾燥pH玻璃電極的使用限制M3-2-20.swf氟離子選擇性電極

半電池組成

Ag|AgCl,Cl-(0.1mol/L),F-(0.1mol/L)|試液(aF-)25℃時：E膜

=K-0.0592lgaF-=K+0.059pF。氟離子選擇性電極使用的酸度範圍為pH5.0～5.5。

膜電位

適用酸度範圍使用前，宜在10-3mol/L的NaF溶液中浸泡1～2小時。

電極使用前處理儀器基本操作實訓

觀看網(wǎng)路課件(以PHS-3F型PH計為例)

按照儀器說明書，使用實驗室其他型號酸度計。

學生搭建電位分析法實驗裝置直接電位法儀器操作M3-2-26.swf電位滴定法儀器操作M3-4-1.swf

基本單元訓練溶液pH的測定職業(yè)關鍵能力：學習中能提出不同見解的能力；工作中能提出多種解決問題的思路；完成任務的方案和途徑等方面的能力。知識目標：掌握pH實用定義；二點校正法；標準緩衝溶液的種類及配製方法；正確測定溶液的pH；正確分析處理實驗數(shù)據(jù)、表述分析結果。專門技能：標準緩衝溶液的配製；水溶液pH的測定。素質目標：良好的職業(yè)道德，嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，認真仔細。

課程任務

基本單元訓練

觀看水溶液pH測定課件M3-2-28.swf

引入二點校正法和pH標準緩衝溶液

二點校正法

先用一種接近pH7的標準緩衝溶液“定位“；再用另一種接近被測溶液pH的標準緩衝溶液調(diào)節(jié)“斜率”調(diào)節(jié)器。經(jīng)校正後的儀器可以直接測量被測試液的pH。

(動畫M3-2-27.swf)pH標準緩衝溶液pH標準緩衝溶液是具有準確pH的緩衝溶液。

種類：七種六類

配製方法：溶解並定容至一定體積

溫度的影響：不同溫度有相應的pH值pH標準緩衝溶液pH標準緩衝溶液在通常溫度下的值

學生操作

配製標準緩衝溶液酸度計使用前準備電極選擇、處理和安裝校正酸度計測量待測溶液的pH

實驗結束工作

實訓小結

注意事項

問題

數(shù)據(jù)處理pH玻璃電極對溶液中氫離子濃度的回應，在酸度計上顯示的pH與mV值之間有何定量關係？由於待測試樣的pH常隨空氣中CO2等因素的影響，因此採集試樣後應立即測定不宜久存pH實用定義測定一標準緩衝溶液（pHs）的電動勢Es，然後測定試液（pHx）的電動勢Ex，則25℃時，有：在相同測量條件下，則上式即為pH實用定義或pH標度，其中pHS為已知值，測量出Ex、ES即可求出pHx。

思考題

在測量溶液的pH值時，既然有用標準緩衝溶液“定位”這一操作步驟，為什麼在酸度計上還要有溫度補償裝置？測量過程中，讀數(shù)前輕搖試杯起什麼作用？讀數(shù)時是否還要繼續(xù)晃動溶液？為什麼？基本單元訓練直接電位法測水中微量氟離子職業(yè)關鍵能力：學習中能提出不同見解的能力；工作中能提出多種解決問題的思路。知識目標：直接電位法測定氟離子含量的原理，TISAB的配製方法及作用，標準系列溶液的配製方法。專門技能：熟練搭建實驗裝置；電磁攪拌器的使用；配製標準系列溶液；TISAB溶液的配製方法；電池電動勢的測定，對儀器及配套設施的維護和保養(yǎng)。素質目標：培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與實驗態(tài)度；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；良好的職業(yè)道德，團隊競爭和團隊協(xié)作精神。課程任務

學生實訓操作

觀看網(wǎng)路課件M3-3-1.swf

結合預習報告，學生進行本實訓練習。

實驗步驟水樣中氟離子含量的測定電極的準備儀器的準備和電極的安裝繪製標準曲線（簡單講解標準溶液的配製）結束工作用蒸餾水清洗電極數(shù)次，晾乾後放回原處，電極暫不使用時，宜幹放，使用時重新處理。

實訓小結

注意事項

測量時濃度應由稀至濃，每次測定前要用被測試液清洗電極、燒杯及攪拌子測定過程中攪拌溶液的速度應恒定讀數(shù)時應停止攪拌

思考題

為什麼要加入總離子強度調(diào)節(jié)劑？

氟離子選擇性電極測定微量氟離子含量的原理？TISAB的作用及配製方法？（討論，引入下麵兩個問題）

實驗原理

以氟離子選擇電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極,可測定溶液中氟離子含量。工作電池的電動勢E，在一定條件下與氟離子活度的對數(shù)值成線性關係,測量時,若指示電極接正極,則25℃時

當溶液的總離子強度不變時，上式可改寫為

因此在一定條件下,電池電動勢與試液中的氟離子濃度的對數(shù)呈線性關係,可用標準曲線法和標準加入法進行測定。

總離子強度調(diào)節(jié)緩衝劑

維持試液和標準溶液恒定的離子強度

保持試液在離子選擇性電極適合的pH範圍內(nèi)

使被測離子釋放成為可檢測的游離離子1mol/L的NaCl，使溶液保持基本穩(wěn)定的離子強度；

0.25mol/L的HAc和0.75mol/L的NaAc，使溶液pH保持在5左右；

0.001mol/L的檸檬酸鈉，掩蔽Fe3+、Al3+等干擾離子。

作用

配製方法定量方法

標準曲線法

以所測得電動勢E為縱坐標，濃度c的負對數(shù)-lgcF-為橫坐標，繪製標準曲線。

標準加入法定量方法在一定實驗條件下，先測定體積為Vx，濃度為Cx的試液電池的電動勢Ex，然後在其中加入濃度為cs，體積為Vs的含待測離子的標準溶液（要求：Vs約為試液體積的，而cs則為cx的100倍左右）在同一實驗條件下再測其電池的電動勢Ex+s，則25℃時其中：斜率（S）需要在相同實驗條件下測量求得。

基本單元訓練電位滴定法測亞鐵離子含量職業(yè)關鍵能力：獲得新知識的能力；學習中能提出不同見解的能力；工作中提出多種解決問題的思路。知識目標：學習氧化還原滴定法的原理與實驗方法，各種滴定終點確定方法（V～E曲線法、一階微商法與二階微商法）。專門技能：在規(guī)定的時間內(nèi)，完成運用電位滴定法測定硫酸亞鐵銨溶液中Fe2+含量，熟練準確地確定電位滴定終點。素質目標：培養(yǎng)學生團隊協(xié)作精神，培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力，遵守實驗室各項規(guī)章制度。課程任務

問題

在化學滴定法中，選擇哪種指示劑來確定高錳酸鉀溶液滴定Mn2+反應的終點？

運用電位滴定法可以準確確定終點

由於高錳酸鉀溶液是紫紅色，很難找到一種合適的指示劑可以準確確定終點。

電位滴定法

定義:是根據(jù)滴定過程中指示電極電位的突躍來確定滴定終點的一種滴定分析方法。

與直接電位法的區(qū)別：定量參數(shù)不同

與化學滴定法的區(qū)別：確定滴定終點方法不同

電位滴定法

重鉻酸鉀法電位滴定硫酸亞鐵銨溶液中亞鐵離子含量

測定原理：用K2Cr2O7滴定Fe2+，其反應式如下Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr2++6Fe2++7H2O

利用鉑電極作指示電極，飽和甘汞電極作參比電極，與被測溶液組成工作電池。在滴定過程中，隨著滴定劑的加入，鉑電極的電極電位發(fā)生變化。在化學計量點附近鉑電極的電極電位產(chǎn)生突躍，從而確定滴定終點。（動畫M3-4-3.swf）

電位滴定裝置

學生實訓操作

準備工作鉑電極和飽和甘汞電極的準備在滴定管中加入重鉻酸鉀標準滴定溶液

試樣的配製

試液中Fe2+含量的測定關閉儀器和攪拌電源開關清洗滴定管、電極、燒杯並放回原處清理工作臺，罩上儀器防塵罩，填寫儀器使用記錄

結束工作

實訓小結

每滴加一次滴定劑，平衡後測量電動勢。滴定過程的關鍵是確定滴定反應的化學計量點時,

所消耗的滴定劑的體積。首先需要快速滴定尋找化學計量點所在的大致範圍,正式滴定時，滴定突躍範圍前後每次加入的滴定劑體積可以較大，突躍範圍內(nèi)每次滴加體積控制在0.1mL。

E～V曲線法

記錄每次滴定時的滴定劑用量（V）和相應的電動勢數(shù)值（E），繪製E～V曲線，此曲線上的拐點對應的體積即為滴定終點時所耗標準滴定溶液的體積。

E-V曲線法簡單，但準確性稍差。

一階微商法

將V對△E/△V作圖，可得到一呈峰狀曲線，曲線最高點由實驗點連線外推得到，其對應的體積為滴定終點時標準滴定溶液所消耗的體積Vep。

二階微商法（作圖法）

以Δ2E/ΔV2對V繪製曲線，此曲線最高點與最低點連線與橫坐標的交點即為滴定終點體積。

二階微商法（計算法）

滴定體積V1

VepV2△2E/△V24.4

0

-5.9

為什麼氧化還原滴定可以用鉑電極作指示電極？滴定前為什麼也能測得一定的位？本實驗採用的兩種滴定終點指示方法，哪一種指示靈敏準確且不受試液底色的影響？

思考題綜合技能訓練標準加入法測定牙膏中F-的含量職業(yè)關鍵能力：獲得新知識的能力；學習中能提出不同見解的能力；按工作任務的要求，運用所學知識提出工作方案、完成工作任務的能力；工作中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。知識目標：樣品的採集、預處理方法，電極的選擇方法，溶液的配製，電池電動勢的測定方法，選擇合適的定量分析方法對樣品進行定量分析，正確計算和表述分析結果。專門技能：根據(jù)試驗方案，選擇合適的電極，正確嫺熟地搭建實驗裝置，在規(guī)定的時間內(nèi)，完成專案規(guī)定的任務。素質目標：培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與實驗態(tài)度；培養(yǎng)學生團隊競爭和團隊協(xié)作精神，培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力，遵守實驗室各項規(guī)章制度。

課程任務

綜合技能訓練根據(jù)專案查閱資料設計實驗方案優(yōu)化實驗方案採集、預處理樣品組建實驗裝置正確規(guī)範操作正確處理數(shù)據(jù)準確表述分析結果準確記錄數(shù)據(jù)

綜合技能訓練

根據(jù)專案查閱資料每個學生充分利用網(wǎng)路資源和圖書館資料，查閱相關的國家標準。

設計實驗方案運用已查閱的資料，設計實驗過程，包括儀器及配套設施的選擇，溶液的配製，數(shù)據(jù)的處理等。

優(yōu)化實驗方案三人一組，互相討論，取長補短，整理出一套完整、合理的實驗方案。

綜合技能訓練

組建實驗裝置根據(jù)實驗方案選擇儀器及配套設施，正確規(guī)範搭建實驗裝置。

正確規(guī)範操作嚴格按照操作規(guī)程使用儀器，以精益求精的實驗態(tài)度對待實驗中的每一個細節(jié)，注意安全，遵守實驗室各項規(guī)章制度。

採集、預處理樣品用正確的採樣方法採集樣品，用合理的預處理方法對樣品進行預處理，以保證測試數(shù)據(jù)的真實性。

綜合技能訓練

正確處理數(shù)據(jù)根據(jù)所學的理論知識，選擇正確的數(shù)據(jù)處理方法，快速準確地處理實驗數(shù)據(jù)。

準確表述分析結果完成實驗報告，對所做的實驗結果進行自我評價。

準確記錄數(shù)據(jù)以科學求實的態(tài)度，準確記錄實驗中每一個數(shù)據(jù)。

基本技能訓練認知紫外可見分光光度計

職業(yè)關鍵能力:根據(jù)說明書學習新知識的能力；各種不同型號儀器的知識遷移能力。

知識目標：理解紫外-可見分光光度法的定義、特點；掌握紫外可見分光光度計的組成及主要構件的作用；掌握紫外-可見分光光度計的類型及特點；理解物質對光的選擇性吸收；掌握朗伯-比爾定律。

專門技能：儀器組成、配套部件、面板按鍵的認知。

素質目標：規(guī)範操作，注意安全，遵守實驗室各項規(guī)章制度。

課程任務

為什麼上述溶液呈現(xiàn)不同的顏色？

問題由於溶液對光的選擇性吸收引起的，溶液呈現(xiàn)的是被吸收物質的互補色。單色光複色光互補光

原因如何更精確地說明物質具有選擇性吸收不同波長的光的性質？(動畫M1-2-3.swf)1-c(KMnO4)=1.56×10-4mol·L-12-c(KMnO4)=3.12×10-4mol·L-13-c(KMnO4)=4.68×10-4mol·L-1KMnO4溶液的光吸收曲線吸收曲線測定方法最大吸收峰

問題（續(xù)）

紫外可見分光光度法是基於物質分子對200-780nm區(qū)域光的選擇性吸收而建立起來的分析方法。

分類依據(jù)：檢測器和波長區(qū)域

特點:高靈敏度、相對誤差小、分析速度快。

概念、分類、特點光源單色器吸收池檢測器信號顯示系統(tǒng)

組成結構

光源：提供符合要求的入射光。要求：在整個紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強度、較好的穩(wěn)定性、較長的使用壽命。紫外光源---氘燈可見光源---鎢燈

光源

單色器：將光源發(fā)射的複合光分解成連續(xù)光譜並可從中選出任一波長單色光的光學系統(tǒng)。棱鏡單色器光柵單色器

單色器

吸收池：又叫比色皿，用於盛放待測溶液和決定透光液層厚度的器件。

主要有石英吸收池和玻璃吸收池兩種。在紫外區(qū)須採用石英吸收池，可見區(qū)一般用吸收玻璃池。

吸收池

利用光電效應將透過吸收池的光信號變成可測的電信號。

常用的有光電池、光電管或光電倍增管。

檢測器

信號顯示器

以檢流計或微安表指示儀錶數(shù)字顯示和自動記錄型裝置

信號顯示系統(tǒng)

請學生閱讀說明書歸納操作規(guī)程(動畫m1-4-1.swf)

學生操作儀器教師現(xiàn)場指導注意：儀器面板的測量模式應按要求選擇

閱讀說明書、練習操作開機預熱選擇光源選擇波長調(diào)透射比為零調(diào)透射比為100%樣品測定學生對其他類型的分光光度計認知7230型紫外可見分光光度計

其他型號儀器

按波長範圍劃分：可見分光光度計紫外可見分光光度計

類型

按光路劃分：單光束分光光度計雙光束分光光度計雙波長分光光度計單光束分光光度計雙光束分光光度計雙波長分光光度計

光路

光的吸收程度與光程長的關係？(動畫M1-2-4.swf)

朗伯定律、比爾定律

朗伯定律、比爾定律

光的吸收程度與濃度的關係？(動畫M1-2-5.swf)

光的吸收定律

概念吸光度入射光通量透射光通量透射比比例常數(shù)

光的吸收定律

物理意義單位濃度的溶液液層線厚度為1cm時，在一定波長下測得的吸光度。A=εbcA=abρ

影響吸收定律的主要因素：入射光非單色性、溶液因素、比爾定律局限性

吸收係數(shù)或

紫外可見分光光度法概述紫外可見分光光度計的認知光吸收定律

總結

分光光度計有哪些組成部件，各有什麼作用？Uv-vis754紫外可見分光光度計的操作步驟？

思考題基本技能訓練紫外可見分光光度計的基本操作及調(diào)校

職業(yè)關鍵能力：學習新知識的能力；根據(jù)實際問題提出解決問題的方案。

知識目標：掌握儀器的各項指標的檢驗與校正方法。

專門技能：掌握儀器的基本操作方法。掌握進行波長校正、吸收池成套性檢驗、光電流穩(wěn)定度檢驗、透射比正確度檢驗。掌握儀器的日常維護和保養(yǎng)，排除儀器常見故障。

素質目標：培養(yǎng)膽大心細的科學作風

課程任務

如果你購買了一部新的手機，你對其品質如何檢查？通話品質、電池的待機時間、外觀、鍵盤是否靈活等。

如果你是某企業(yè)的實驗員，對單位新購置的一臺紫外可見分光光度計如何驗收呢？問題

學生根據(jù)教師的要求用白紙片遮住光路，改變波長從750nm到400nm，觀察白紙片中顏色的變化。

波長準確度的準確檢查譜釹濾光片吸收曲線苯蒸汽的吸收曲線

波長準確度的定性檢查

波長

/nm

溫度

/℃2352573133502518.213.751.322.9

的溶液的透射比以0.001mol.L-1HClO4為參比，以1cm的石英比色皿做吸收池，分別在235、257、313、350波長處測定相應溶液的透射比。

透射比正確度的檢驗JJG178-96規(guī)定：石英吸收池：220nm、蒸餾水；350nm、K2Cr2O70.001mol.L-1HClO4溶液；玻璃吸收池：600nm、蒸餾水；

相對校正法用一套比色皿裝待測試樣的溶劑，以其中一個為參比，測定其他吸收池的吸光度。若吸光度為零，或相等，即可配對。若不相等，可選最小吸光度值的作參比，測定其他的吸光度，求修正值。

吸收池成套性檢驗

學生操作訓練、教師指導

觀看視頻(動畫M1-8-1.swf、動畫M1-8-2.swf)

學生操作，教師指導。

隨機抽查學生進行操作演示。

學生評價。

日常維護、保養(yǎng)

對儀器工作環(huán)境的要求穩(wěn)固的工作臺溫度、濕度合適

儀器保養(yǎng)和維護方法儀器工作電源光源使用注意事項單色器使用注意事項正確使用吸收池

故障排除（1）

故障排除（2）

思考題

簡述波長準確度檢查方法。在吸收池配套性檢查中，若吸收池架上二、三、四格的吸收池吸光度出現(xiàn)負值，應如何處理？單元技能訓練目視比色法測定水中微量鉻

職業(yè)關鍵能力：學習新知識的能力；根據(jù)實際問題提出解決問題的方案。

知識目標：理解目視比色法的定義；掌握目視比色法的方法；掌握限界分析的方法；理解淺色液體的色度概念。

專門技能：掌握標準色階的配製方法；掌握用目視比色法測定水中微量鉻的方法。

素質目標：培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與實驗態(tài)度；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；培養(yǎng)學生團隊合作與競爭的能力。課程任務問題一

比較兩份KMnO4溶液的顏色深淺，判斷其濃度高低？為什麼？結論：相同條件下，顏色越深，則濃度越大。

理論原因、定義、方法

原因：顏色越深，其對應的物質濃度越高。吸光度與濃度是相互關聯(lián)和影響的。

定義：用眼睛觀察比較溶液深淺，來確定物質含量的分析方法。

方法：將有色的標準溶液和被測溶液在相同條件下對顏色進行比較，當溶液液層厚度相同，顏色深度一樣時，兩者的濃度相等。AS=εS·cS·bS

Ax=εx·cx·bx

具體方法目視比色法常用標準系列法進行定量。配製標準色階和試樣、顯色

如果待測溶液與標準色階中某一標準溶液顏色深度相同，其濃度亦相同。如果介於相鄰兩標準溶液之間，則被測溶液濃度為這兩標準溶液濃度的平均值。

具體方法比較判斷實施環(huán)境一套比色管、移液管、容量瓶、標準儲備液、顯色劑問題二

設計實驗方案，用目視比色法測水中微量鉻？

配製標準色階（移液加水顯色定容）

配製試樣溶液（相同條件顯色）

比色分析

請學生討論並設計方案。

顯色反應、顯色劑

鉻在水中常以鉻酸鹽（六價鉻）形式存在，在酸性溶液中，六價鉻與二苯碳醯二肼反應生成紫紅色配合物，可以借此進行目視比色。

顯色反應：將待測組分轉變有色化合物的反應稱變顯色反應

顯色劑：與待測組分形成有色化合物的試劑稱為顯色劑。二苯碳醯二肼為此顯色反應的顯色劑。限界分析

限界分析要求確定樣品中待測雜質的含量是否在規(guī)定的最高含量限界以下。

操作方法配製限界濃度對應的標準溶液，與試樣在相同條件下顯色，比較顏色的深淺判斷待測組分是否超過允許的界限。

若某廠生產(chǎn)的產(chǎn)品中要求Cr(VI)的含量不得大0.02μg/L，如果你是該廠的分析檢測員，你如何用目視比色法來進行分析測定？你會採用標準系列法進行分析測試嗎？為什麼？

學生訓練、教師指導

操作注意事項：

標準色階的濃度間隔應小，尤其是顏色接近試樣的溶液。不用在有色燈光下，比較顏色。應自上而下觀察比色管裏溶液的顏色。

淺色液體的色度、分析

工業(yè)產(chǎn)品中淺色液體的顏色如何比較？

淺色液體化學品的色度，GB605-88規(guī)定，應採用以鉑—鈷標準液為標準色的目視比色法來測定。

液體的色度的單位用黑曾（HaZen）或度來表示，黑曾單位是指每升含1mg以氯鉑酸（H2PtCl6）形式存在的鉑，2mg氯化鈷（CoCl2·6H2O）的鉑—鈷溶液的色度。

總結

學生歸納目視比色法的特點:優(yōu)點:儀器簡單、操作簡便、靈敏度高。缺點：主觀誤差大、準確度差，標準色階定期重配。

思考題

如何設計實驗方案採用目視比色法對水中的二價鈷離子？

標準色階的濃度間隔應如何來確定？

單元技能訓練工作曲線測水中微量鐵

課程任務

職業(yè)關鍵能力：學習新知識的能力；根據(jù)實際問題提出解決問題的方案。

知識目標：可見分光光度法的相關知識，工作曲線法的繪製、分析結果的獲得。

專門技能：標準溶液的配製；工作曲線的繪製；試樣的測定

素質目標：培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與實驗態(tài)度；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；培養(yǎng)學生團隊合作與競爭的能力。

問題

目視比色法通過眼睛觀察顏色進行分析測定，那如何精確地進行分析測定？採用紫外可見分光光度計，進行分析測定。

可見分光光度法

可見分光光度法是利用測量有色物質對某一單色光吸收程度來進行測定的。如果物質本身沒有顏色該如何測定？

選擇合適的顯色劑，利用顯色反應，進行測定。

分析流程

水中微量鐵，如何進行分光光度法的測定？

(動畫M1-8-3.swf)

問題

顯色條件、測量條件

顯色劑：鄰二氮菲

參比溶液：試劑參比

工作波長：510nm

鹽酸羥胺：還原劑

醋酸鈉溶液：緩衝溶液

工作曲線法

工作曲線法又稱標準曲線法(動畫M1-6-1.swf)。配製濃度不同的待測組分的標準溶液；以空白溶液為參比溶液；在選定的波長下，分別測定各標準溶液的吸光度；以標準溶液濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，在座標紙上繪製的曲線即稱為工作曲線。

繪製方法：

線性方程的回歸

一元線性方程表示：y=a+bx

X為標準溶液的度；y為相應的吸光度；a、b稱回歸係數(shù)。分別為x和y的平均值；、相關係數(shù)接近1，說明工作曲線線性好yi為第i個點的吸光度xi為第i個點的標準溶液的濃度；

學生實驗操作

配溶液開機預熱檢查工作曲線鐵含量測定結束工作注意：應加強學生的容量分析的基本操作規(guī)範

小結

可見分光光度法工作曲線法測定水中微量鐵的實驗條件數(shù)據(jù)處理

設疑思考

結合本實驗，思考如何採用工作曲線法水中微量鉻？

本實驗的顯色條件和測量條件是如何確定的？

單元技能訓練分光光度法測鐵條件實驗

課程任務

職業(yè)關鍵能力：學習新知識的能力；根據(jù)實際問題提出解決問題的方案。

知識目標：顯色條件、測定條件的選擇；測定誤差的影響因素

專門技能：選擇合適的顯色條件和測量條件

素質目標：培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與實驗態(tài)度；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；培養(yǎng)學生團隊合作與競爭的能力。

問題

工作曲線測鐵實驗中所選擇的工作波長，顯色劑用量等分析條件的依據(jù)是什麼？

實驗中，經(jīng)常需要通過實驗摸索最佳的顯色條件和測量條件，取得較高的靈敏度和準確度,主要條件包括有：

入射波長顯色劑用量有色溶液穩(wěn)定性溶液酸度

顯色劑用量

確定方法(動畫M1-2-7.swf)配製一系列被測元素濃度相同不同顯色劑用量的溶液，分別測其吸光度，作A-CR曲線，找出曲線平臺部分，選擇一合適用量即可。

吸光度與顯色劑濃度的關係曲線

溶液酸度

確定方法選擇合適的酸度，可以在不同pH值緩衝溶液中，加入等量的被測離子和顯色劑，測其吸光度，作A-pH曲線，由曲線上選擇合適的pH範圍。吸光度A與pH關係曲線

穩(wěn)定性、干擾消除繪製A對t的曲線，選擇吸光度平坦的部分確定最佳的顯色時間。

干擾的消除

穩(wěn)定性實驗

改變酸度、氧化劑、掩蔽劑消除；改變?nèi)肷洳ㄩL；改變合適的參比溶液。

顯色溫度、溶劑選擇

大多數(shù)顯色反應是在常溫下進行的，有些反應必須在較高溫度下。

繪製工作曲線和進行樣品測定時應該使溶液溫度保持一致。

顯色溫度

溶劑

有機溶劑常常可以降低有色物質的離解度，增加有色物質的溶解，從而提高了測定的靈敏度

入射光波長

一般情況下，應選擇被測物質的最大吸收波長的光為入射光。

干擾物質存在時，依據(jù)“吸收最大，干擾最小”。選擇方法：

繪製光的吸收曲線確定最佳波長。

參比溶液的選擇

參比溶液、吸光度範圍

溶劑參比

試劑參比

試液參比

褪色參比

吸光度範圍

測量吸光度過高或過低，誤差都很大，一般適宜的吸光度範圍是0.2～0.8。

學生實驗操作

準備工作

繪製吸收曲線選擇測量波長

顯色劑用量試驗

溶液pH值的影響

結束工作

注意事項：

顯色過程中，每加入一種試劑均要搖勻。改變波長時應重新校正透射比為100％。

保持儀器的測定條件一致。

總結

請同學們歸納總結今天的實驗的收穫，尤其是對未知問題如何採用分析方法？

最大收穫：保持其他量不變，僅僅改變某一個量時，這種研究方法稱單因素法。單因素法是科研工作中研究某個量對實驗結果影響因素的有效手段之一。紫外吸收曲線的繪製與應用

單元技能訓練

職業(yè)關鍵能力：學習新知識的能力；根據(jù)實際問題提出解決問題的方案。

知識目標：紫外吸收光譜定義及產(chǎn)生、常用術語、常見有機化合物紫外吸收光譜、定性鑒定方法。

專門技能：繪製紫外吸收曲線；採用紫外吸收光譜對未知試樣定性鑒定，推測化合物的分子結構，純度檢查。

素質目標：培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與實驗態(tài)度；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；培養(yǎng)學生團隊合作與競爭的能力。

課程任務

問題

有色溶液對光選擇性吸收，那麼一些無色的有機溶液是否對光沒有吸收呢？

紫外吸收光譜與可見吸收光譜的異同點？

紫外吸收光譜有哪些具體的應用，如何指導實踐？

紫外光、紫外吸收曲線

紫外光區(qū)域的波長範圍：10－400nm;

可見分光光度法的波長範圍：200nm-400nm

紫外吸收曲線繪製：

即用一束具有連續(xù)波長的紫外光照射一定濃度的樣品溶液，分別測量不同波長下溶液的吸光度，即得到該化合物的紫外吸收曲線。茴香醛紫外吸收曲線

紫外光譜的特點、原因

產(chǎn)生原因(動畫M1-7-1.swf)

特點可用來定性鑒定和結構分析無需加顯色劑，測量簡單方便靈敏度高，準確度σ→σ*＞n→σ*＞π→π*

＞n→π*

分子中價電子的能級躍遷產(chǎn)生。

紫外光譜常用術語

生色團和助色團：產(chǎn)生特徵吸收帶的具有一個或多個不飽和鍵和未共用電子對的基團。

紅移和藍移：由於取代基或溶劑的影響造成化合物結構變化，使吸收峰向長波和短波方向移動的現(xiàn)象。

增色效應和減色效應：由於有機化合物的結構變化使吸收峰摩爾吸光係數(shù)增加的現(xiàn)象。

溶劑效應：由於溶劑的極性不同引起某些化合物的吸收峰的波長、強度和形狀產(chǎn)生變化的現(xiàn)象。

吸收帶的類型K吸收帶

R吸收帶

B吸收帶

E吸收帶乙醯苯的紫外吸收光譜

紫外吸收光譜的應用

定性鑒定未知樣品採用比較光譜法，標準物對照，或者標準圖譜對照。

推測結構

推定化合物的共扼關係、部分骨架；區(qū)分化合物的構型；互變異構體的鑒別；

化合物純度的檢測化合物在紫外區(qū)沒有明顯的吸收峰，而雜質在紫外區(qū)有較強的吸收，就可以紫外吸收曲線檢測出該化合物所含的雜質。如乙醇中雜質苯測定檢查如四氯化碳中二硫化碳測定檢查

實驗內(nèi)容、學生訓練

未知芳香化合物的鑒定(動畫M1-7-2.swf)；

配製溶液；繪製吸收曲線；對照標準圖譜；判斷未知化合物

乙醇中雜質苯的檢查用純乙醇作參比，在200-280nm波長範圍測定吸收曲線

注意事項：

每次換溶液測量，必須必須洗淨比色皿，充分蕩洗。

總結

紫外吸收光譜定義、產(chǎn)生、術語；紫外吸收光譜定性方法；未知芳香化合物的鑒定；乙醇中雜質苯的鑒定。單元技能訓練紫外分光光度法測蒽醌含量

課程要求

職業(yè)關鍵能力：學習新知識的能力；根據(jù)實際問題提出解決問題的方案。

知識目標：紫外光譜定量分析方法、蒽醌的躍遷形式，干擾的消除。

專門技能：吸收曲線的製作，工作波長的選擇，工作曲線的繪製與未知含量的測定。

素質目標：培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與實驗態(tài)度；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；培養(yǎng)學生團隊合作與競爭的能力。

問題

護膚品中的防曬霜為什麼可以防曬？因為防曬霜可以防紫外線,其原理主要是吸收或反射空氣中的紫外線。

紫外與可見分光光度法

可見分光光度法紫外分光光度法定義基於物質對可見光的吸收而對物質進行定性和定量分析的一類方法基於物質對紫外光的吸收而對物質進行定性和定量分析的一類方法有色溶液；顯色劑；控制PH;繪製吸收曲線,選擇最大波長減小干擾;合適的參比液條件繪製吸收曲線,選擇最大波長；合適的參比液儀器400-780nm,鎢燈,玻璃吸收池200-400nm,氘燈,石英吸收池

如何測定蒽醌含量

分析儀器：紫外分光光光度計

分析方法：工作曲線法

分析條件：

工作波長參比溶液

原理π→π*躍遷和n→π*躍遷，在λ251處有強吸收，ε=45820；在λ323處還有一中強吸收，ε=4700；(動畫M1-7-1.swf)

為消除工業(yè)品蒽醌中雜質的干擾，選擇323nm為工作波長

在一定波長和一定比色皿厚度下，繪製工作曲線，由工作曲線找出未知試樣中蒽醌含量即可。

學生實驗

配製蒽醌標準溶液儀器準備波長檢查、吸收池成套性檢驗蒽醌吸收曲線的製作蒽醌未知試樣含量的測定數(shù)據(jù)處理

注意事項玻璃器皿應保持乾燥。甲醇使用時注意安全。

思考題

本實驗為什麼要使用甲醇作參比？

為什麼紫外分光光度計定量測定中沒有加顯色劑？

綜合技能訓練分光光度法測定水中微量鎳

課程任務

職業(yè)關鍵能力:相關資訊資源的能力；具有分析問題和解決問題的能力。

知識目標:綜合運用紫外可見分光光度法中的知識，解決具體問題。

專門技能：實驗方案的設計、實施和實驗結果的分析處理

素質目標:培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與實驗態(tài)度；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；培養(yǎng)學生團隊合作與競爭的能力。

已知在氨溶液中，碘存在下，鎳與丁二酮肟作用，形成組成比為1：4的酒紅色可溶性絡合物。測定試樣（體積為10mL）中的鎳含量，其上限為10mg/L，下限為0.25mg/L。測定時鐵、鈷、銅離子是主要干擾物，消除方法是加入適量Na2-EDTA溶液。

問題請你利用上述已知條件設計一個測定工業(yè)廢水中鎳含量的方案。（含條件實驗、測定步驟、干擾消除以及定量方法與計算等）根據(jù)專案查閱資料設計實驗方案優(yōu)化實驗方案選擇合適的儀器組建實驗儀器及設備正確規(guī)範操作準確記錄數(shù)據(jù)正確處理數(shù)據(jù)準確表述分析結果

方案設計框架

查閱資料及分析資料各類工具書:分析化學手冊資料庫資源萬方資料庫

11:90/

中國期刊網(wǎng)/index.htm

超星數(shù)字圖書館/

中國專利資訊網(wǎng)

/bzsearch/bzsearch.asp

常用搜索引擎：

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方案選擇與設計（1）

分析方法選擇需考慮的幾個因素：測定的要求--結果的準確度和精密度實驗室條件過程的可操作性

小組討論組間互評教師點評確定實驗方案

方案選擇與設計（2）各種試劑及溶液的準備

實驗方案的實施根據(jù)實驗方案，上機操作分析數(shù)據(jù)結果，進行評價得出結論，並與文獻對比

條件試驗：

入射光波長的選擇：以試劑空白為參比，改變波長測量吸光度值，繪製吸收曲線，選擇最大吸收波長顯色劑用量：以試劑空白為參比，測定加入不同顯色劑後溶液的吸光度，繪製A-cR曲線，選擇合適的顯色劑用量掩蔽劑加入量選擇:類似顯色劑用量步驟

pH的控制：繪製pH-c緩衝液曲線，選擇合適的PH

干擾與消除:加入適量Na2-EDTA溶液

工作曲線法

選擇合適的參比

工作曲線的繪製：配置鎳標準溶液，使鎳標準溶液的下限和上限介於0.25mg/L與10mg/L之間，測定各溶液的吸光度值，繪製吸收曲線。試樣測定：按照相同的條件，移取適量水樣，測定吸光度值。定量計算：根據(jù)試樣吸光度值從工作曲線上找出對應的縱坐標，通過工作曲線得出相應的橫坐標，經(jīng)過計算即可求得試樣的濃度

定量分析

其他定量分析方法這種方法是用一個已知濃度的標準溶液（cS），在一定條件下，測得其吸光度AS，然後在相同條件下測得試液cx的吸光度Ax要求：cx與cs濃度應接近，且都符合吸收定律。測定前同樣需考慮各種條件的選擇

比較法

其他定量分析方法

標準加入法取適量的試樣Vx經(jīng)稀釋後，測定其吸光度值Ax

，在試樣中加入濃度值為cs，體積為Vs的標準鎳試樣，再測定其吸光度值Ax+s

。Ax=εbCxAx+s=εb（Cx+ΔC）Cx=ΔC?Ax/（Ax+s-Ax）

用眼睛觀察比較溶液顏色深淺，來確定物質的含量。配製標準色階比色計算目視比色法對於實際測定專案分析的一般步驟資訊的搜集與篩選分析方法選擇需考慮的幾個因素試驗的準備試驗實施結果計算與報告

小結

總結請學生撰寫科技小論文並寫心得體會。認知原子吸收分光光度計基本技能訓練職業(yè)關鍵能力：獲取新知識的能力；掌握新技術、新設備、新系統(tǒng)的能力。知識目標：掌握原子吸收分光光度計的結構、分析流程、儀器類型、基本原理。專門技能：儀器各組成部分的識別，掌握氣體管路的連接，瞭解各按健的作用。高壓鋼瓶識別、空氣壓縮機的認知。壓力儀錶的正確讀數(shù)。課程任務素質目標：規(guī)範操作，注意安全，遵守實驗室各項規(guī)章制度。日常生活中微量元素的攝入非常重要；需要知道各種食品中微量元素的含量。由於含量很低，採用一般的化學分析法很難檢測。紫外可見分光光度法可以測定，但操作複雜、選擇性差。準確快速測定這些元素的含量需採用原子吸收光譜法。問題引入依據(jù)原子蒸氣對特定譜線的吸收進行定量分析。（動畫m2-1-3.swf）測定對象：金屬元素。原子吸收的概念靈敏度高，檢出限低。準確度高。選擇性好。操作簡便，分析速度快。應用廣泛。分析不同元素，必須使用不同元素燈。有些元素，如釷、鉿、銀、鉭等的靈敏度比較低。對於複雜樣品需要進行化學預處理。原子吸收光譜法特點光源（發(fā)射特徵譜線）→原子化器（試樣轉化為原子蒸氣）→分光系統(tǒng)（分離特徵譜線）→檢測系統(tǒng)（信號轉換、放大、顯示）（動畫m2-2-1.swf）分析流程光源原子化系統(tǒng)檢測系統(tǒng)分光系統(tǒng)儀器結構作用：產(chǎn)生原子吸收所需要的特徵輻射。要求：光強大；穩(wěn)定；背景??；壽命長；價格便宜。種類：空心陰極燈、無極放電燈、蒸氣放電燈、鐳射光源燈?？招年帢O燈光源作用：將試樣中待測元素變成氣態(tài)的基態(tài)原子。種類：火焰原子化器；無火焰原子化器。

m2-2-5.swf火焰原子化器霧化器原子化器預混合室無火焰（電熱）原子化器原子化系統(tǒng)作用：將待測元素的吸收線與鄰近線分開。組成：入射狹縫，出射狹縫和色散元件（棱鏡或光柵）。

分光系統(tǒng)作用：將吸收信號轉變?yōu)殡娦盘栕x出。組成：檢測系統(tǒng)由光電元件，放大器和顯示裝置等。主要部件：光電倍增管。

檢測系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)鈕壓力錶電源開關減壓閥瓶體無油空氣壓縮機高壓氣體鋼瓶綠色－氫氣，黑色－氮氣（空氣），白色－乙炔高壓氣體鋼瓶、空氣壓縮機單道單光束原子吸收分光光度計原子吸收分光光度計類型單道雙光束原子吸收分光光度計m2-2-1.swf原子吸收分光光度計類型請同學們根據(jù)我們前面圖片講解的內(nèi)容對照儀器實物認知儀器。注意儀器組成、各部分的作用、關鍵部件、氣體管路的連接。學生認知原子吸收分光光度計的結構：光源:空心陰極燈；無極放電燈。分光系統(tǒng)：入射狹縫；出射狹縫；色散元件。原子化系統(tǒng)：火焰原子化；無火焰原子化。檢測系統(tǒng)：光電元件；放大器；顯示系統(tǒng)。在原子吸收分析中經(jīng)常要接觸乙炔，明火，濃酸等。試驗時一定要注意安全，遵守實驗室規(guī)章制度（見實驗室牆面）。小結何謂原子吸收光譜法？原子吸收分光光度計由哪幾部分組成？各部分的作用是什麼？

思考題原子吸收儀器基本操作

基本技能訓練職業(yè)關鍵能力:靈活運用所學過的知識比較原子吸收光譜法與紫外可見光譜法的異同。學習中能提出不同見解的能力；工作中能提出多種解決問題的思路、完成任務的方案和途徑等方面的能力。知識目標：空心陰極燈的結構、原理、作用；火焰原子化器的組成、作用；原子吸收分析條件設置的內(nèi)容；光譜帶寬的概念。專門技能：掌握儀器開機、關機操作，軟體使用，點火操作，試樣吸光度測定；掌握空氣壓縮機、乙炔鋼瓶的壓力調(diào)節(jié)、排風系統(tǒng)、空心陰極燈的安裝、調(diào)試。掌握儀器使用注意事項。素質目標：能夠根據(jù)儀器使用說明書掌握儀器的操作方法。儀器的日常維護保養(yǎng)及常見故障的判斷，排除。培養(yǎng)學生團隊協(xié)作和團隊競爭的能力。課程任務問題引入前面我們已經(jīng)瞭解了原子吸收光譜法的原理，認識了原子吸收分光光度計。原子吸收分光光度計由四個部分組成，各部分是如何工作的？怎樣操作或使用它來完成分析工作呢？外觀：燈腳、玻璃管、石英透光窗；陰極：待測元素金屬或合金；陽極：鎢棒上鑲鈦絲或鉭片；管內(nèi)充有幾百帕低壓惰性氣體（氖或氬）

空心陰極燈的結構兩極間加電壓氣體輝光放電氣體電離陽離子撞擊陰極自由原子濺射原子激發(fā)發(fā)射特徵譜線空心陰極燈的工作原理（動畫m2-2-4.swf）通入助燃氣\燃氣預混合室混合後點燃試樣經(jīng)霧化後進入火焰產(chǎn)生原子蒸氣原子化器工作原理（動畫m2-2-5.swf）光源發(fā)出的光經(jīng)入射狹縫-凹面鏡反射到達光柵光柵分光後由凹面鏡聚焦於出射狹縫轉動光柵選擇所需的吸收線分光系統(tǒng)工作原理光譜通帶：單色器出射狹縫所包括的波長範圍。光譜通帶＝狹縫（mm）X

線色散率倒數(shù)（nm/mm）（動畫m2-2-11.swf）光由出射狹縫照射到光敏陰極K上經(jīng)打拿極逐級放大最後照射到陽極將光電流轉換為電壓輸出光電倍增管的工作原理（動畫m2-2-12.swf）元素燈對準燈腳適配插入?？招年帢O燈的安裝調(diào)節(jié)燃燒器旋轉、前後調(diào)節(jié)鈕使從光源發(fā)出的光斑在燃燒縫的正上方，與燃燒縫平行。初始化工作軟體的使用空心陰極燈選擇、預熱設置元素條件測量4.逆時針打開鋼瓶總閥5.順時針轉動減壓閥2.順時針旋轉壓力調(diào)節(jié)鈕1.打開電源開關3.調(diào)節(jié)壓力至0.3MPa6.調(diào)節(jié)壓力為0.05MPa氣體壓力調(diào)節(jié)檢查廢液排放管；打開排氣裝置；點火；測量吸光度。點火、測量請同學們按照下列參數(shù)設置實驗條件並測量ρ（Mg)＝

0.3μg/mL溶液的吸光度光源：鎂空心陰極燈；分析線：285.2nm；燈電流：2mA；燃燒器高度：6mm；光譜通帶：0.4nm；燃氣流量：2000mL/min。學生實訓操作儀器操作方法小結接通電源，打開電腦；安裝空心陰極燈；打開主機電源；打開操作軟體，初始化；設置實驗條件，尋峰；檢查排水裝置；開空氣壓縮機,調(diào)節(jié)出口壓力為0.3MPa；開乙炔鋼瓶，調(diào)出口壓力為0.05MPa；點火；樣品測定；結束工作，按相反順序關機，並填寫儀器使用記錄。與UV－Vis的比較相同點均屬於吸收光譜分析均服從光吸收定律。不同點原子吸收光譜分析的吸收物質是基態(tài)原子蒸氣；紫外-可見分光光度分析的吸光物質是溶液中的分子或離子。原子吸收光譜是線狀光譜；紫外-可見吸收光譜是帶狀光譜。簡述空心陰極燈安裝調(diào)節(jié)的目的和方法。原子吸收測量條件應選擇那些內(nèi)容？思考題工作曲線法測定水中微量鎂單元技能訓練職業(yè)關鍵能力：掌握其他元素工作曲線法測定的操作方法，結果計算。知識目標：掌握原子吸收定量分析的理論依據(jù)；掌握原子吸收測定標準溶液、試樣溶液的配製的方法；掌握工作曲線法定量原理，結果計算，工作曲線線性的評價的方法。專門技能：掌握系列溶液的配製、試樣溶液製備的操作；工作曲線法儀器條件的設置操作；標準曲線的繪製、實驗數(shù)據(jù)記錄處理。素質目標：提高分析結果準確度；培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與；培養(yǎng)學生對工作過程和產(chǎn)品品質的自我控制和管理能力；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；培養(yǎng)學生團隊合作與競爭的能力。課程任務在鄰二氮菲分光光度法測定鐵的實驗中我們曾經(jīng)學習過工作曲線法，它的測定原理是什麼？在原子吸收法中如何應用？又如何進行操作？問題根據(jù)光吸收定律A=KbC=K′/C式中：A－吸光度；K－常數(shù)；b－光程長度；C－試液中待測元素濃度。吸光度A與試液濃度C呈直線關係，通過測量待測試液的吸光度就可求得待測試液濃度,如右圖所示。工作曲線工作曲線法定量原理配製標準系列；製備樣品溶液；測量標準系列及樣品溶液的吸光度；繪製工作曲線；利用內(nèi)插法查得試液濃度。

(動畫M2-4-4.swf以AA320型儀器為例）工作曲線法定量操作標準系列溶液配製（學生設計配製方案）：配製標準系列溶液：ρ（Mg）=0.10、0.20、0.30、0.400.50μg/mL的鎂標準溶液?，F(xiàn)有的標準工作液：ρ（Mg）=100μg/mL。

配製溶液體積50mL。如何配製？請設計溶液配製的方案，並完成配製過程。試樣製備：移取水樣10mL，加入100mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至標線，搖勻。溶液配製設置下列實驗條件（TAS990型）分析線：285.2nm；光譜通帶：0.4nm；空心陰極燈電流：5mA；乙炔流量：2000mL/min；燃燒器高度：6mm。實驗條件分析方法設置樣品測量介面點擊“樣品進入“樣品設置嚮導”在校正方法中選“標準曲線”選擇濃度單位下一步輸入標準系列下一步輸入樣品名稱數(shù)量完成返回樣品測量介面在已設置的儀器條件下測定標準系列及樣品溶液吸光度A；繪製A－C工作曲線；樣品含量測定：從工作曲線上查得樣品吸光度所對應的樣品濃度。

工作曲線繪製、樣品測定從工作曲線上查得的濃度是經(jīng)稀釋後的濃度。稀釋過程5.00mL→50mL。計算公式：ρ（Mg）=CV0/V1式中：ρ（Mg）水樣中鎂含量，μg/mL；C

工作曲線查得數(shù)值，μg/mL；V0

樣品溶液定容體積，mL；V1

取樣量，mL。結果計算工作曲線法特點：簡單快速；適合組成較簡單的大批量樣品分析。注意事項：標準溶液與試液的基體要相似，以消除基體效應；濃度要合適：標準溶液濃度範圍應將試液中待測元素的濃度包括在內(nèi)。濃度範圍大小應以獲得合適的吸光度讀數(shù)為準；在測量過程中要吸噴去離子水或空白溶液來校正零點漂移；由於燃氣和助燃氣流量變化會引起工作曲線斜率變化，因此每次分析都應重新繪製工作曲線。

特點、注意事項若測定固體樣品或污水樣品中的鎂，實驗條件如何設置？樣品如何處理？思考回答拓展與引申儀器參數(shù)可參考上面的數(shù)據(jù)。標準系列濃度可根據(jù)樣品中含量作適當調(diào)整，但不能超出線性範圍。固體樣品或污水需要將其中的鎂轉化為可溶性的鎂離子。方法—幹灰化或濕消化。標準系列及樣品溶液的製備（移液管，容量瓶的正確使用）；測量條件設置；吸噴溶液時毛細管的位置；空氣對流對火焰的影響；讀數(shù)開始的時間。影響測定準確性的因素本實驗“原子吸收工作曲線法測鎂”的實驗條件是我們從書上引用的，實際工作中我們又如何正確選擇最佳實驗條件呢？在以後的學習中我們將做深入探討。設疑標準加入法測定水中微量銅

單元技能訓練

職業(yè)關鍵能力：掌握其他不同元素、不同樣品標準加入法測定的操作方法。

知識目標：掌握原子吸收測定標準準加入系列溶液的配製方法；標準加入法定量特點、原理、結果計算、使用範圍、操作注意事項。

專門技能：標準加入系列溶液的配製操作；標準加入法儀器條件的設置；標準加入法工作曲線的繪製、實驗數(shù)據(jù)記錄、結果計算。

素質目標：提高分析結果準確度；培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度；培養(yǎng)學生對工作過程和產(chǎn)品品質的自我控制和管理能力；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；培養(yǎng)學生團隊合作與競爭的能力。課程任務原子吸收測定的特點:干擾小，選擇性好,但是對一些複雜基體還是存在干擾，什麼是干擾？如何消除呢？在上一講“工作曲線法測定水中鎂”的注意事項中有一項為“標準溶液與試液的基體應相似，以消除基體效應”。如何做到相似呢？問題干擾：在原子吸收測定中受一些化學或物理因素的影響使得測定結果偏高或偏低的現(xiàn)象。分類原子吸收光譜法的干擾分為：物理干擾；化學干擾；電離干擾；光譜干擾。干擾及分類產(chǎn)生原因：由於溶液的物理性質（如粘度、表面張力、密度和蒸氣壓等）的變化而引起原子吸收強度下降的效應。物理干擾是非選擇性干擾，對試樣各元素的影響基本相同。物理干擾主要發(fā)生在試液抽吸過程、霧化過程和蒸發(fā)過程。消除方法：消除物理干擾的主要方法是配製與被測試樣相似組成的標準溶液。物理干擾及消除產(chǎn)生原因：由於在樣品處理及原子化過程中，待測元素的原子與干擾物質組分發(fā)生化學反應，形成更穩(wěn)定的化合物，從而影響待測元素化合物的解離及其原子化，致使火焰中基態(tài)原子數(shù)目減少，而產(chǎn)生的干擾?；瘜W干擾是一種選擇性干擾。消除方法：使用高溫火焰（氧化亞氮/乙炔火焰），使化合物在較高溫度下解離；加入釋放劑（鑭鹽）；(動畫m2-4-3.swf）加入保護劑（EDTA）；化學分離干擾物質；加入基體改進劑（用於電熱原子化法）。

化學干擾及消除產(chǎn)生原因：在高溫下，原子電離成離子，而使基態(tài)原子數(shù)目減少，導致測定結果偏低，此種干擾稱電離干擾。電離干擾主要發(fā)生在電離勢較低的鹼金屬和部分鹼土金屬中。消除方法：消除電離干擾最有效的方法是在試液中加入過量比待測元素電離電位低的其他元素（通常為鹼金屬元素）。

電離干擾及消除產(chǎn)生原因：光譜干擾是由於分析元素吸收線與其他吸收線或輻射不能完全分開而產(chǎn)生的干擾。光譜干擾包括譜線干擾（吸收線重疊；光譜通帶記憶體在的非吸收線）和背景干擾兩種。消除方法：吸收線重疊－另選其他無干擾的分析線進行測定或預先分離干擾元素。光譜通帶記憶體在的非吸收線－減小狹縫或適當減小燈電流。原子化器內(nèi)直流發(fā)射干擾－光源進行機械調(diào)製，或者是對空心極燈採用脈衝供電。背景干擾－用氘燈校正背景。光譜干擾及消除按照下表中所示配製標準加入系列溶液，並測量吸光度。容量瓶編號

1234加入試樣體積V1/mL

25.00

25.00

25.00

25.00

加入ρ＝100μg/mL銅標液的體積/mL

0.00

0.50

1.00

1.50

定容體積／mL

50.00

50.00

50.00

50.00

銅濃度的增量C(Cu)/μgmL-1

0.00

1.002.003.00吸光度A

Ax

A1

A2

A3

注意：這裏使用（2＋100）的硝酸定容，目的是避免銅的水解，使其穩(wěn)定（動畫M2-4-5.swf

以AA320型為例）標準加入法定量測量溶液的吸光度，繪製A-C標準加入工作曲線。曲線延長線與濃度軸的交點CX即為試樣的濃度。標準加入法定量（續(xù)）標準加入法將樣品與標準混合後測定吸光度，達到了標準與樣品基體的相似，因此消除了基體干擾，但是它不能消除背景干擾，消除背景干擾需採用背景校正技術。標準加入法每測定一個樣品需要製作一條工作曲線，不適合大批量樣品的測定。適合於基體複雜的少量樣品的測定。特點及適用範圍按照前面表中的數(shù)據(jù)配製溶液。打開原子吸收分光光度計，安裝銅空心陰極燈，設定儀器條件：測量波長：324.8nm；光譜帶寬：0.4nm；空心陰極燈電流：3mA；乙炔流量：2000mL/min；燃燒器高度：6mm。實驗方法中選擇標準加入法。點火預熱20min。測量溶液吸光度，繪製工作曲線，由曲線延長線與濃度軸的交點查得試樣濃度。學生實驗水試樣中銅含量式中:ρ（Cu）：水樣中銅含量，μg/mL；C：標準加入曲線與濃度軸交點，μg/mL；V0：樣品溶液定容體積，50mL；V1：取樣量，25mL。結果計算標準加入法注意事項相應的標準曲線應是一條通過原點的直線，待測組分的濃度應在此線性範圍之內(nèi)。第二份中加入的標準溶液的濃度與試樣的濃度應當接近，以免曲線的斜率過大或過小，使測定誤差較大。為了保證能得到較為準確的外推結果，至少應採用四個點來製作外推曲線。影響測定準確度的因素：溶液的配製；儀器條件的設置；操作的誤差；周圍環(huán)境的影響（如空氣對流，電壓的波動，機械振動等）小結若水樣中銅的含量很高，超出了工作曲線的線性範圍，這時如何利用標準加入法定量？拓展與引申解決辦法：1.稀釋樣品使銅含量線上性範圍之內(nèi)。2.減少標準溶液的加入量。標準加入法在一定程度內(nèi)消除了基體干擾，但是標準加入法不是萬能的法寶，當干擾嚴重時標準加入法定量存在較大的誤差，這時需要找出干擾原因進行消除。另外一些非線性干擾也只能採用其他方法消除。原子吸收標準加入法適用於樣品基體複雜，存在基體干擾的情況。我們?nèi)绾闻袛鄻悠分惺欠翊嬖诟蓴_？請同學們自己查找有關資料找出答案。設疑頭髮中微量鋅的測定單元技能訓練職業(yè)關鍵能力：掌握生物樣品微量元素的分析技術。知識目標：試樣的採集、清洗、保存技術；幹灰化法、濕消解法、微波消解法處理樣品技術。專門技能：試樣的採集、清洗、保存操作；濕消解法處理生物樣品；實驗數(shù)據(jù)記錄、結果計算。素質目標：提高分析結果準確度；培養(yǎng)學生精益求精的學習態(tài)度與實驗態(tài)度；培養(yǎng)學生對工作過程和產(chǎn)品品質的自我控制和管理能力；培養(yǎng)學生對所做實驗結果進行自我評價的能力；培養(yǎng)學生團隊合作與競爭的能力課程任務鋅是人體中重要的微量元素，頭髮中的鋅含量反映了人體鋅營養(yǎng)水準。如何測定固體樣品中（如頭髮）的鋅？問題取樣要有代表性,即從整體中取出的少量樣品能夠反映被測對象的總體狀況。用於原子吸收分析的樣品在採樣、包裝、運輸、碎樣等過程中要防止污染，污染主要來源於容器、空氣、水和所用試劑。頭髮樣品採集的代表性（代表某人近期鋅營養(yǎng)水準）。採樣方法:發(fā)根部1cm，取1g。取樣技術前處理：液體樣品－過濾、酸化、搖勻。固體樣品－粉碎、混勻，備用。頭髮樣品－經(jīng)清洗，乾燥，剪成碎段混勻。試樣溶液的製備（樣品預處理）：易溶於水或稀酸的樣品－定量稱樣，加水或酸溶解製成溶液；不溶於水或稀酸的樣品－用濃HCl、H2SO4、H3PO4、HNO3、HClO4處理後轉為水溶液；土壤、巖石樣品可採用堿熔或氫氟酸溶解；生物樣品常用幹灰化祛除有機物，然後稀酸溶解。頭髮樣品－定量稱取，加酸（HNO3、HClO4）消化處理，將其中的鋅轉化為溶液上機測定。樣品處理標準儲備液(1mg/mL)：溶解高純（光譜純）金屬絲、棒、片或其鹽於合適的溶劑中（稀鹽酸或硝酸）。儲藏於聚乙烯或聚四氟乙烯容器中，儲期1年。標準使用溶液：依據(jù)使用的濃度隨配隨用。標準溶液配製請同學們按正常的開機順序打開原子吸收分光光度計。定量方法－工作曲線法。儀器條件如下：測量波長213.9nm；光譜帶寬0.4nm；空心陰極燈電流2mA；乙炔流量2000mL/min；燃燒頭高度6mm；學生實訓發(fā)樣採集採集靠近發(fā)根部1cm左右的發(fā)樣1g。採集的發(fā)樣經(jīng)1％洗發(fā)精清洗，自來水沖洗，蒸餾水沖洗，65～67℃烘乾，備用。發(fā)樣處理定量稱取0.5g發(fā)樣於100mL燒杯中；加5mL濃硝酸，低溫加熱溶解，冷卻；加高氯酸1mL，加熱至白煙產(chǎn)生，取下冷卻，定容50mL；同時製備空白溶液一份。學生實訓（續(xù)1）由ρ（Zn）＝100μg/mL鋅標準溶液配製ρ（Zn）=0.00、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00μg/mL的鋅標準系列溶液各50mL。用1％高氯酸溶液稀釋至標線，搖勻。

學生實訓（續(xù)2）由稀到濃逐個測定鋅標準系列溶液的吸光度，繪製標準曲線。測量樣品溶液的吸光度，由標準曲線查得樣品濃度。

樣品含量測定發(fā)樣中鋅含量

ω（Zn）=式中：ω（Zn）：發(fā)樣中鋅的品質分數(shù)，mg/kg；C

：由標準曲線查得消化液中鋅濃度，μg/mL；V

：發(fā)樣消化液定容體積，mL；m：樣品品質，g。結果計算為什麼標準溶液配製使用1％高氯酸溶液定容？是否可用蒸餾水或其他溶液定容？思考，回答：工作曲線法測定中保證結果準確的重點－樣品與標準基體的相似，消除基體干擾。為了達到相似，在標準溶液定容時採用1％高氯酸。

樣品中是否存在干擾？

思考，回答；可通過回收率的測定判斷?；厥章式咏?00%無干擾，回收率顯著偏離100%