儀分實(shí)驗(yàn)講義(高化)32375

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?. 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，因?yàn)榻M分在兩相間的分配系數(shù)存在微小差異，經(jīng)過(guò)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(cè)器，在檢測(cè)器中轉(zhuǎn)變成電信號(hào)被記錄下來(lái)，信號(hào)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

2、出峰時(shí)間與其分配比有關(guān)，可以用來(lái)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(wú)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(cè)定，都必須全部分離流出，并獲得可測(cè)量的信 號(hào)，而且其校正因子fi也應(yīng)為已知。三、儀器與試劑i. 儀器GC-900型氣相色譜儀（FID檢測(cè)器 ;NHA-氮?dú)淇諝怏w發(fā)生器；GS-2018色譜工作站；AC-5毛細(xì)管色譜柱30mK 0.32mmK 0.25 m;電子天平；5 k微

3、量進(jìn)樣器。儀器工作條件：汽化室溫度：200 C；檢測(cè)室溫度：200;柱溫程序：70 C ；載氣：氮?dú)猓恢皦海?0.04 MPa ;分流比 50/1 ;尾吹氣流量：40 mL min-1;空氣流量：300mL min-1;氫氣流量：25 mL min-1 ;靈敏度：3;進(jìn)樣量：1 k L2 .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(cè)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(cè)器溫度超過(guò)120 C后，打開氫氣閥，調(diào)節(jié)氫氣 表壓力在 0.08 MPa， 點(diǎn)燃?xì)?火焰 ， 氫火 焰點(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(cè)樣定性分析：在選定的實(shí)驗(yàn)條件下，分別注入0.1 L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 0.2 L，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，給出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，列表完 成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3關(guān)機(jī) 實(shí)驗(yàn)完成后，關(guān)機(jī)。首先，將氫氣閥關(guān)死，滅掉氫火焰，然

5、后按“輸入”鍵，顯示 “monitor ”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(duì)混合烴樣，與純樣保留時(shí)間相對(duì)照，確認(rèn)各色譜峰對(duì)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(cè)定水樣中 F-一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握離子選擇性電極法測(cè)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(cè)定操作及數(shù)據(jù)處理

6、方法。二、實(shí)驗(yàn)原理離子選擇電極ISE）分析法是六十年代以后發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)。因?yàn)樗褂玫?儀器簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)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-AgCI為內(nèi)參比電極，O.lmol 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(duì)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 lg f-a在一定條件下膜電位膜與F活度的對(duì)數(shù)值成直線關(guān)系。當(dāng)氟離子選擇性電極

7、做指示電極）與飽和甘汞電極 vs. SCE 參比電極）插入被測(cè)溶液中組成原電池時(shí)，電池的電 極電動(dòng)勢(shì)E在一定條件下與F-活度的對(duì)數(shù)值成直線關(guān)系：E=K -2.303RT lg F-a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(guò)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì) 可以測(cè)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(shì)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(duì)數(shù)值成直線關(guān)系。因此，為了測(cè)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 1

8、10-6 mol L-1范圍內(nèi)時(shí)，氟電極電位與 pF （F-濃度的負(fù)對(duì)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(cè)定。在酸性溶液中，H+與部分F-形成HF或HF-2，會(huì)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（OH3沉積在電極表面上。因此溶液的酸度對(duì)測(cè)定有較大的影響，氟電極適宜測(cè)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(huì)干擾測(cè)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），

9、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、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(hào)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 C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

10、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)電極在使用之前應(yīng)按說(shuō)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M506#）金相砂紙拋光，一般可恢復(fù)原來(lái)的性能，或在濕鹿皮上放少量?jī)?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(cè)定時(shí)應(yīng)按溶液從稀到濃的次序進(jìn)行，在濃溶液中測(cè)定后應(yīng)立即用去離子水清洗到 空白電位，再測(cè)定稀溶液，否則將嚴(yán)重?fù)p傷電極壽命和測(cè)量準(zhǔn)確度。電極也不宜在濃溶 液中長(zhǎng)時(shí)間的浸泡，以免影響

11、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(guò)夜，或在 1.0-3.0 molL-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(zhǎng)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

12、逐級(jí)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(jí)稀釋時(shí)只須加入4.5mL 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?或取其平均值）。所有標(biāo)準(zhǔn)系列測(cè)得電位值均減去空白溶液測(cè)得的電位值，求得一系列E值，在普通坐標(biāo)

13、紙上作 AE-pF圖即得標(biāo)準(zhǔn)曲線。吸取自來(lái)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，搖勻，在與測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)曲線相同條件下測(cè)定電 位，求 E。從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出 F-濃度，再計(jì)算自來(lái)水中的氟含量。3. 標(biāo)準(zhǔn)加入法準(zhǔn)確吸取50mL自來(lái)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(cè)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(cè)定E?，計(jì)算出兩次測(cè)定的電位差值。根據(jù)測(cè)定結(jié)果，計(jì)算自來(lái)水中氟含量，并與標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)得的結(jié)果比較。五、實(shí)驗(yàn)記錄與處理1 .

14、列表記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上繪制ElgC f-或EpF曲線。F-的含2 .根據(jù)水樣測(cè)得的電位值，在校正曲線上查得其對(duì)應(yīng)的濃度，計(jì)算水樣中 量。3 .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(cè)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(cè)定-分光光度法一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .學(xué)會(huì)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(cè)

15、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(cè)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。二氧化氮被吸收在溶液中形成亞硝酸，與對(duì)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(cè)定。因?yàn)镹02<氣）轉(zhuǎn)變?yōu)镹02<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(cè)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(duì)亞硝酸根含量繪制標(biāo)

16、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 一砂子）；空氣采樣器< 流量范圍101L min- > S22PC分光光度計(jì)，1cm比色皿。2 .試劑所有試劑用不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(duì)540nm光的吸光度不超過(guò) 0.005。1）吸收液：稱取 5.0g對(duì)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

17、4份吸收原液于1份水的比例混合配成采樣用吸收液。三氧化鉻一砂子氧化管：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，放在紅外燈下或烘箱內(nèi)于105C烘干，烘干過(guò)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(shuō)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三氧化鉻一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NaN0 2），預(yù)先在

18、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100.0 gNO2-，貯于棕色瓶?jī)?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，用水稀釋至標(biāo)線。 此溶液毫升含5.0 gNO。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)氣口接三氧化鉻一砂子氧化管，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(cè)定。若吸收液不變色，應(yīng)

19、延長(zhǎng) 采樣時(shí)間，采樣量不少于6L。在采樣的同時(shí)，應(yīng)測(cè)定采樣現(xiàn)場(chǎng)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(yáng)光直射放置 15min，在540nm波長(zhǎng)處，用1cm比色皿，以水 為參比，測(cè)定吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)溶液中NO?含量gg ）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AvV 口呂號(hào)01 2345 6亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)00.100.200.300.400.500.60溶液/mL4.004.004.004.004.004.004.00吸收原液/mL1.000.900.800.700.600.500

20、.40水/mL00.51.01.52.02.53.0NO2-含量/ g3 樣品的測(cè)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)曲線的方法和條件 測(cè)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。Ao-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(duì)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-NO 2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(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，以防止光照使吸收液顯

21、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(duì)濕度為 30-70%時(shí)使用。當(dāng)空氣相對(duì)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(guò)水面的潮濕空氣通過(guò)氧化管，平衡1h。在使用過(guò)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(huì)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(wú)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5.0 © mL-1亞硝酸根的標(biāo)準(zhǔn)溶液。4 溶

22、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(lái)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、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)因?yàn)榻Y(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(shuō)，就是具有吸收曲線上的不同最大吸收波長(zhǎng)屁ax、

23、最低吸收波長(zhǎng) Anin。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)Aax，吸收系數(shù)拆ax和axxl maxA2比值等物理常數(shù)來(lái)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Anax及摩爾吸收系數(shù)論x并算出吸收系數(shù)的比值論雙1 max",現(xiàn)列表如下：物質(zhì)Anax<nn)£nax£naxAl溶劑£naxA2苯酚2i0.562004.3水270i450苯甲酸23010000水27080012.5苯胺2308600水28014306

24、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Anax,并計(jì)算出 Anax對(duì)應(yīng)的吸光度的比值。與表上所列數(shù)值進(jìn)行對(duì)照，比較Anax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)波度太低，可將選擇開關(guān)置于“ 0.T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(duì)于高濃度的分析，則可用差示分光光度法來(lái)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Ci<C2,并且Ci<C2<Cx。以Ci作參比溶液，測(cè) C2、Cx的消光度。根據(jù)郎白-比爾定律：A=g LCxAi= £ LC,; A2= e

25、 LC及 Ax=£ LCxA2-Ai= e L(C-Ci >Ax-Ai= e L(CxCi>因?yàn)橐訡i作參比溶液，所以 Ai=0，因此：A2= £ L(C-Ci>Ax= e L(C-Ci>解聯(lián)立方程式可以求得試液的濃度Cx。三、儀器與試劑i 儀器紫外可見分光光度計(jì)<UV2300 ）;細(xì)口瓶；容量瓶；吸量管；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；

26、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(duì) A #、B #及C#溶液在200-360nm波長(zhǎng)范圍掃描，

27、繪制苯酚、苯甲酸及苯胺 的吸收光譜曲線。由曲線上找出Amax,并求出/max所對(duì)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(zhǎng)下，先以蒸餾水作參比溶液，測(cè)定1 #、2#及3 #溶液的消光值。測(cè)定結(jié)果可能是 3#溶液的吸光值為a。假定3#溶液的濃度不知道，是我們要測(cè)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(cè)得 2#及3#溶液對(duì)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

28、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(lái)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(cè)定及結(jié)構(gòu)分析、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握紅外光譜法進(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(cè)定的樣品制備方法；3 學(xué)會(huì)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)

29、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(guò)待測(cè)物質(zhì)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)不同強(qiáng)弱的吸收現(xiàn)象。因?yàn)椴煌衔锞哂衅涮卣鞯募t外光譜，因此可以用紅外光譜對(duì)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(cè)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(duì)物質(zhì)進(jìn)行定量分析。測(cè)定未知物結(jié)構(gòu)是紅外光譜定性分析的一個(gè)重要用途。根據(jù)實(shí)驗(yàn)所測(cè)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(lái)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(duì)樣

30、品做初步了解，如樣品的純度、外觀、來(lái)源及元素分析結(jié)果，及物理性質(zhì) 子量、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)。(2確定未知物不飽和度，以推測(cè)化合物可能的結(jié)構(gòu)；(3圖譜解讀； 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。因?yàn)榻^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(wú)法一一歸屬， 因此，僅僅依靠紅外光譜圖的解讀常常難以確定有機(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(cè)定條件下測(cè)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(duì)強(qiáng)度

31、一致，則兩個(gè)化合物具有相同結(jié) 構(gòu)。因此，可以通過(guò)比對(duì)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(wú)水乙醇(AR、待測(cè)樣品 水楊酸；對(duì)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(wú)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

32、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 1 - 2mg的樣品在瑪瑙研缽中磨細(xì)后加入100-200mg已干燥的KBr粉未，充分混合并研磨，使平均尺寸為2 ym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1 2min即可得到透明或均勻半透明的薄片，壓力不宜太高，否則會(huì)損壞模具。將此片裝于樣品架上，即可準(zhǔn)備掃譜。2 樣品測(cè)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(jí)測(cè)量”選項(xiàng)，建立樣品名稱。(4將壓好的KBr片 未加樣品的

33、)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(duì)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(cè)試液體樣品，掃譜結(jié)束后，及時(shí)用無(wú)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(cè)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(duì)液體樣品，應(yīng)注意使鹽 片保持

34、干燥透明，每次測(cè)定前后均應(yīng)用無(wú)水乙醇及滑石粉拋光，在紅外燈下烘干。對(duì)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(duì)鋼制模具表面的腐蝕性很大，模具用過(guò)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(cè)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(cè)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(guò)程二、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(guò)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

35、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(cè)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(guò)測(cè)定特征輻射光 被吸收的大小，來(lái)計(jì)算出待測(cè)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(cè)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(duì)被測(cè)元素的含量Ci<i=1 , 2, 3, 4 , 5）繪制校正曲線 A= f （c>。在同樣條件下，測(cè)定待測(cè)樣品的吸光度值 Ax，從校正曲線求得其含量 Cx。三、儀器與試劑1 儀器TAS-986 原子

36、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（NH 4>2SO4 FeS04 6出0<優(yōu)級(jí)純，分子量 392.12）;硝酸 <優(yōu)級(jí)純）； 待測(cè)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(jí)純硫酸亞鐵銨 （NH4>2SO4 FeSO4 6H2O 于燒杯中，水溶解，加 2.5mL 30%HNO 3，用 5%HNO 3（體積分 數(shù)>移入1000mL容量瓶中，并稀釋至刻度，搖勻。鐵的濃度為 0.1mg mL-1。2. 配制1、2、3、4、5 ygmL-1

37、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(cè)定（1> 實(shí)驗(yàn)條件的選擇a.選擇吸收波長(zhǎng)。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?。?>樣品的測(cè)定按照選出的測(cè)定條件，采用鐵空心陰極燈，測(cè)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(cè)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 mL-1）。測(cè)定空白溶液的吸光度值，從標(biāo)準(zhǔn)曲線得出空白溶液

38、中鐵的濃度Co<mL-1）五、數(shù)據(jù)記錄與處理1 列表記錄所測(cè)數(shù)據(jù)2 以所測(cè)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(jiǎn)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(duì)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(cè)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)譜分析法是在真空系統(tǒng)中，通過(guò)對(duì)樣品所生成的氣態(tài)離子質(zhì)量及其強(qiáng)度的

39、測(cè)定， 進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)分析的方法，其基本過(guò)程如下：1 ）樣品的離子化：通過(guò)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(duì)于有 機(jī)化合物，如果在離子化過(guò)程中接受了過(guò)多的能量，新生的分子離子會(huì)進(jìn)一步裂解，生 成各種碎片離子。2）離子的分離、分析、檢測(cè)。3）信號(hào)記錄，數(shù)據(jù)采集及處理。OtZadrupoiMon romjlln 口 dl： GOllTH：l；rHiR VacuVa;uur MarirToldOutlet圖12-5質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖三、儀器與試劑1 儀器Agile nt 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(duì)

40、二甲苯、正己烷五種分析純?cè)噭┗旌隙伞?. 實(shí)驗(yàn)條件1 ）進(jìn)樣量：2uL2）柱流速：1.6ml min3）進(jìn)樣口溫度250C14）柱溫 50C保持 5min, 5C min 升至 200 °C5）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：-11）載氣流量：1.6mL min-；2）分流比： 50:1；3）進(jìn)樣溫度： 250C；4）柱溫：5

41、0C保持 5min , 5C min-1 升至 200 C；5）電離方式， 70ev 電子轟擊；6）質(zhì)荷比掃描范圍： 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(duì)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(kù)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(cè)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

42、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)生周期變化的電磁場(chǎng)。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(zhǎng)、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。測(cè)角儀X光管高壓變民器 X射線控制器測(cè)角儀控制器 檢測(cè)器商區(qū)PHA數(shù)據(jù)範(fàn)理系統(tǒng)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：2dsin T=n式中d為晶面間距，B為衍射角，n為衍射級(jí)數(shù)，入為入射光特征波長(zhǎng)（本實(shí)驗(yàn)中為 CuKa輻射特征波長(zhǎng)，1.5418?。而X射線對(duì)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(duì)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(cè)定對(duì)物相進(jìn)行定性、定量分析等。X射線衍射儀是利用X射線衍射法對(duì)物質(zhì)進(jìn)行非