仪器分析实验大纲

1、实验一 原子发射光谱定性分析1 目的要求了解中型摄谱仪的性能及光谱分析实验的基本操作；检查试样中是否含有被测定的元素。2. 实验原理原子的核外电子一般处在基态运动，当获取足够的能量后，就会从基态跃迁到激发态，处于激发态不稳定（寿命小于10-8 s），迅速回到基态时，就要释放出多余的能量，若此能量以光的形式出显，既得到发射光谱。在激发源的作用下，原子被激发。处于激发态的原子不稳定，10-8 s内又向低能级跃迁，并发射特征谱线。1）能量（电或热、光） 基态原子 2）外层电子(outer electron) （低能态E1 高能态E2）3）外层电子（高能态E2 低能态E1）4）发出特征频率()的光子.

2、 由于原子或离子的能级很多并且不同元素的结构是不同的，因此对特定元素的原子或离子可产生一系不同波长的特征光谱，通过识别待测元素的特征谱线存在与否进行定性分析定性原理。3. 仪器装置光谱分析仪器一般由激发光源、光谱仪及检测系统三部分组成。（1） 光 源提供试样蒸发、原子化、激发所需的能量要求：温度高；稳定，重现；背景小（无或少带光谱）；简便、安全。种类：火焰；电弧（直流电弧、交流电弧）；电火花；等离子体。（2） 电极和试样的引入方式(a)电极多由石墨（Graphite）制成：高熔点、易提纯、易导电、光谱简单；(b)固体试样：金属或合金直接做成电极(固体自电极)；粉末试样可与石墨粉混合装样；(c)

3、溶液试样：滴在电极上，低温烘干；使用ICP可直溶液进样。（3） 检测方式(a) 目视法：用眼晴观察和比较谱线强度进行半定量的光谱分析的方法即为目视法。(b) 摄谱法：用光谱感光板来记录辐射谱线的方法。在该方法中，将感光板置于摄谱仪的焦面上，接收由光源所辐射出的试样中的元素谱线而感光，在暗室经过显影和定影处理之后得到供分析测定用的光谱底板，然后在映谱仪上观察谱线的特征位置及谱线的大致黑度进行定性和半定量分析。(c) 光电法：利用光电接收装置来接收谱线强度，并将其转换成电信号，再经电学系统放大，测量并记录谱线强度的仪器叫光电直读光谱仪。4. 定性分析的方法(铁光谱比较法)此法是以铁的光谱图作为基准

4、波长表，把各种元素的波长标于这个图中，从而构成一个标准图谱。当把试样与铁并列摄谱于同一块感光板上后，把感光板上的铁谱与标准铁光谱图对准位置，根据标准图谱上标明的各元素灵敏线，可对照找出试样中存在的元素，查找出了的试样元素谱线必须与标准铁光谱图中标明元素的谱线位置相吻合。由于样品成分往往是复杂的，元素谱线互相重叠干扰的情况是可能的，所以观察到某一元素的一条谱线时，尚不能完全确定该元素存在，还应经过验证：查找是否有第二条、第三条灵敏线出现，若有，便可确认该元素存在。思考：为什么要以Fe谱作标尺？答：Fe谱线丰富（有数千条）、均匀（强度及间距）、每条谱线波长已知。分段曝光法实际工作中，由于样品的复杂

5、性（不同元素的激发电位不同等），要想获得准确、完整的定性信息，需采用“分段曝光法”。注意：一旦起弧，则不要停弧。在一电流值曝光一段时间后，迅速将电流快速增至下一电流值。5、实验步骤 （1）准备石墨电极(削上电极若干根)；（2）装样品(土壤, 碳酸钙, 煤灰各两分)；（3）摄谱(注意的事项)；（4）显影（5min)、定影(15min)；（5）看谱(注意实验结果的记录)。6、问题讨论 (1)原子发射光谱定性分析的原理是什么？(2)简述看谱的步骤，并说明其理由。实验二 苯甲酸、水杨酸、对氨基苯甲酸的红外光谱分析一、实验目的 1、掌握红外光谱测定的样品制备方法。 2、掌握芳香族化合物红外光谱的特征。

6、3、比较诱导效应和共轭效应对不同物质红外光谱的影响。4、进一步熟悉红外光谱仪的结构及使用方法。二、实验原理当一定频率（一定能量）的红外光照射分子时，如果分子某个基团的振动频率和外界红外辐射频率一致，二者就会产生共振。此时，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，这个基团就吸收一定频率的红外光，产生振动跃迁（由原来的基态跃迁到较高的振动能级），从而产生红外吸收光谱。如果红外光的振动频率和分子中各基团的振动频率不一致，该部分红外光就不会被吸收。用连续改变频率的红外光照射某试样，将分子吸收红外光的情况用仪器记录下来，就得到试样的红外吸收光谱图。由于振动能级的跃迁伴随有转动能级的跃迁，因此所得的红外光

7、谱不是简单的吸收线，而是一个个吸收带 。红外吸收光谱是有机化合物结构鉴定的重要方法之一。红外光谱定性分析一般采用以下两种方法： （1）已知标准物对照 （2）标准图谱查对法解析红外图谱的大致步骤如下： （1）先从特征频率区入手，找出化合物所含主要官能团。 （2）指纹区分析，进一步找出官能团存在的依据。因为一个基团常有多种振动形式，所以，确定该基团就不能只依靠一个特征吸收，必须找出所有的吸收带。（3）对指纹区谱带位置、强度和形状的仔细分析，确定化合物可能的结构。（4）对照标准图谱，配合其他鉴定手段，进一步验证。三、仪器和试剂 1、仪器 ：红外光谱仪；玛瑙研钵、压片模具、压片机2、试剂：未知样品 A

8、、B、C（分别为苯甲酸、水杨酸、对氨基苯甲酸中的一种）；KBr四、实验步骤 1、开机：打开电脑、进入仪器管理系统后，打开红外光谱仪的开关，预热 10 min。 2、制样：用吸附溶剂的脱脂棉将玛瑙研钵和模具擦拭干净，自然晾干备用。以大约1001 的比例，取少量 KBr 和待测样品置于玛瑙研钵中，充分研磨至颗粒的直径约为2m（肉眼看不到固体颗粒）。将适量研磨好的混合物装于压片模具中（均匀铺在压模内），于压片机上在 10 Mpa 压力下，压制 1min，制成透明的圆 形薄片。 3、测定： 1）双击 OPUS.EXE 文件，进入操作界面。 2）点击“高级测量选项”，调出适合的测量参数。 3）用空气作背

9、景，点击“背景单通道”，进行背景扫描。 4）将样品装于样品架上，放入样品室，点击“样品单通道”，进行样品扫描。 5）对所得红外图谱进行处理，如：基线拉平、曲线平滑、标峰位。 6）保存并打印图谱（点击“快速打印”）。 4、测定结束后，取出样品，将研钵、模具、样品架等擦净收好，关机。五、结果处理对所得的红外图谱进行解析，归属主要吸收峰，判断样品 A、B、C 各为何种物质。六、注意事项 1、待测样品及所用 KBr 均需充分干燥处理。 2、研磨时间不宜太长，否则 KBr 粉末吸收空气中的水份太 多会 干扰谱图分析。 3、操作仪器时严格按照操作规程进行。七、思考题 1、红外分光光度计与紫外-可见分光光度

10、计在光路设计上有何不 同？为什么？2、用溴化钾压片法制样时，对试样的制片有何要求？实验三 气相色谱-质谱联用一、 实验目的1. 学习GC-MS的工作原理2. 掌握GC-MS对未知样品的定性及定量分析方法二、实验原理 质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3-10-5Pa ）质量分析器（10 -6Pa ）(1) 大量氧会烧坏离子源的灯丝；(2) 用作加速离子的几千伏高压会引起放电；(3) 引起额外的离子分子反应，改变裂解模型，谱图复杂化。热进样和冷进样热进样 (SPL, WBI)：存在歧视现象和样品热分解冷进样 (OCI, PTV)：进样是在较低温度下进行，定量精度高，歧视效应和热解效应的影响

11、小歧视效应的产生：蒸溜现象，形成气溶胶，分溜现象减小热进样歧视现象的方法：溶剂冲洗法三、 实验部分(1). 样品前处理溶液配制：配置0.5 mol/L KOH甲醇溶液，体积比为2 : 1的正己烷乙醚溶液。取植物油样品12滴（约30mg）至25mL具塞试管或比色管中，加入正己烷乙醚（2 : 1）5mL，0.5mol/L KOH甲醇溶液3mL，摇匀，室温反应10min，加水10mL，反复摇震后，取出移至离心管中，4000rpm离心2min，吸取上层脂肪酸甲酯，做GC-MS分析。若不离心处理，也可以将摇震后的溶液静止30 min，再吸取上层脂肪酸甲酯，做GC-MS分析。(2) 操作步骤GC-MS仪器

12、参数设定：气相色谱条件：J&W DB-17 弹性石英毛细管色谱柱(30m0.25mm0.25m)；载气为纯度99.999%的氦气；柱初温150，保温3min，以20/min升温速率升至200，再以/min升温速率升至230，保温3min；进样口温度250；柱流量1mL/min，分流比1:50；进样量1L。质谱条件：EI离子源，电子能量70eV，扫描测定模式，质量扫描范围29 m/z 400 m/z，离子源温度200，GC-MS接口温度220，溶剂峰切除时间2.0min，质谱检测起测时间2.5min。仪器调试完毕后，吸取处理好的样品进样，对食用油脂肪酸的成分进行测定。(3) 实验结果解析测定结束

13、后，将得到TIC谱图（总离子流图），应用GC-MS专业分析软件对TIC谱图进行鉴定和定量分析。成分鉴定根据GC-MS联用测定所得到的质谱信息，应用GC-MS随机附带的质谱数据库（如NIST 147等）进行检索，通过与标准谱图对照以及质谱碎片峰的分析，确定每一个成分的化学结构。按峰面积归一法进行半定量分析，分别求得各组成化合物的相对含量。实验四 高效液相色谱法实验高效液相色谱法的特点：高压、高效、高速、高沸点、热不稳定有机及生化试样的高效分离分析方法。一、目的与要求1.学习高效液相色谱仪器的操作；.2.了解反相液相色谱法分离的基本原理；掌握用液相色谱分离药物的分析方法；二、方法的原理 高效液相色

14、谱法是一种现代的液相色谱分析方法。它选用颗粒很细的高效固定相，采用高压泵输送流动相，分离、定性及定量分析通过液相色谱仪器来完成。 根据使用的固定相及分离原理不同，一般将其分为分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱和凝胶色谱等。 本实验采用键合硅胶固定相，流动相为甲醇/0.1%柠檬酸（25/75,V/V)，用反相色谱分离原理分离分析市售的葛根素注射液中葛根素。采用内标法定量。三、分析步骤1、仪器与试剂 （1）高效液相色谱仪，UV-VIS紫外检测器(250nm)， （2）色谱柱：15cm4.6mmODS柱 （3）流动相：甲醇/0.1%柠檬酸（25/75,V/V)，1ml/min.（4）微量进样器25L

15、（5）99%葛根素标准品,对羟基苯甲醛（AR内标物） （6）市售的葛根素注射液2、溶液的配制（1）内标液的配制准确称取0.6250克对羟基苯甲醛于500mL容量瓶中，用甲醇稀释至500mL，得1.25mg/mL的内标溶液。(2)标样的配制（a）准确称取25mg葛根素纯品（99%）于50mL容量瓶中，用甲醇溶解，并稀释至刻度，摇匀备用。（b）0.05mg/mL标准溶液的配制：准确移取上述标准溶液1.00mL于10mL容量瓶中，加1.00mL内标液，用甲醇稀释至刻度，摇匀。3、样品溶液的制备（a）取2.00mL葛根素注射液于500mL容量瓶中，用甲醇稀释至刻度，摇匀。（b）准确吸取2.00mL样品

16、溶液及1.00mL内标液于10mL容量瓶，用甲醇稀释至刻度，摇匀。四、测定步骤1、色谱条件色谱柱：VP-ODS(1504.6mm)流动相：甲醇/0.1%柠檬酸=25/75（体积比）流量：1.00mL/min检测波长：250nm进样量：10L2、测定校正因子注入0.05mg/mL标准溶液10L，测定内标物的峰面积A对（标）及葛根素的峰面积A葛（标）。3、样品分析及数据处理：准确注入0.05mg/mL样品溶液10L，根据内标物峰面积A对（样）及葛根素的峰面积A葛（样），用下式计算浓度：X（mg/mL）=99%0.05A葛（样）A对（标）/ A葛（标）A对（样）1250五、问题及讨论1、试比较内标法

17、和归一化法的优缺点；2、何为反相液相色谱法实验五 ICP原子发射光谱法同时测定Ca2+、Fe3+和Zn2+1. 目的要求（1）了解电感耦合高频等离子体（ICP-AES)发射光谱仪的性能及基本操作技术；（2）掌握ICP-AES分析样品的基本分析方法。2. 实验基本原理ICP-AES分析是将试样在等离子体光源中激发，使待测元素发射出特征波长的辐射，经过分光，测量其强度而进行定量分析的方法。ICP光电直读光谱仪用ICP做光源，光电检测器（光电倍增管、光电二极管阵列等）检测，并配备计算机自动控制和数据处理。它具有分析速度快，灵敏度高、稳定性好、线性范围宽、基体干扰小，可多元素同时分析等优点。激发态的原

18、子是不稳定的，在回复过程中会以光子的形式释放能量，光子能量是两个能级差; 特定能级差对应的波长（光）可以代表此种元素的存在，这是定性分析的基础; 特征光的强度和元素的浓度成正比，这是定量分析的基础.2. OPTIMA2100DV操作程序（1） 保持实验室内通风。打开气源（氩气，空气压缩机和吹扫用氮气）和冷却水（或冷却水循环器）;（2） 打开主仪器电源开关。（通常，此开关应保持打开状态以避免仪器开机时的重新初始化而导致时间延迟）（3） 关闭试样舱门，确保前门紧闭;（4） 启动计算机和WINLAB32软件，等待仪器初始化结束。（5） 点炬，15分钟后仪器自动进行光学初始化，（initialize

19、optics)并检查结果 。也可以选Tools-Spectrometer Control-initialize optics 随时启动，大约4分钟结束。（6） 分析方法编辑;（7） 分析样品;（8） 完成分析后应清洗进样系统，清洗时间和样品有关，一般可以先喷2-5% HNO3大约5分钟，再喷去离子水大约5分钟 。样品基体复杂的要延长清洗过程;（9） 结束后在Plasma框熄矩，熄矩后仪器将保持Plasma和辅气体1到2分钟冷却炬管，此时应继续保持提供氩气;（10） 排出雾室内余液，停止蠕动泵，松开蠕动泵管;（11） 先退出软件，然后关断仪器电源;实验六 离子选择性电极法测定饮用水中氟含量一、

20、实验目的1、 掌握离子选择性电极的响应机理。2、 学会使用离子计。3、 了解氟离子电极测定F-的条件。二、实验原理氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择性电极。将氟化镧单晶（掺入微量氟化铕（）以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装0.1molL-1 NaF和0.1molL-1 NaCl溶液，以Ag/AgCl电极为参比电极，构成氟离子选择电极。测定时，以F-选择电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极，组成测量电池。如果忽略液接电位，电池的电动势为：b0.0592aF总离子强度调节剂的主要成分及作用：（1）NaCl等：高浓度电解质用以维持溶液具有相同的活度系数，消除溶液间离子强度差异对电位的影

21、响。（2）柠檬酸盐：比F更强的络合剂，优先与干扰离子相结合，从而使氟离子从络合物中游离出来。（3）醋酸、盐酸、氢氧化钠等：形成柠檬酸盐、醋酸盐的p缓冲体系。pH值过低，H+与F-反应生成HF,从而降低溶液中F-含量,检测结果偏低。pH值过高，OH-与氟电极的敏感膜上的La反应生成会La(OH)3，影响氟电极响应特性。三、实验步骤1、氟离子选择电极的准备：将氟电极在去离子水中浸泡8小时或过夜；或在110-3mol/L NaF溶液中浸泡12小时，然后用蒸馏水清洗数次直至测得的电位值约为-300mV(此值各支电极不同)。若氟离子选择电极暂不使用，宜于干放。2、氟离子标准系列溶液的配制：吸取0，1.0

22、，2.0，5.0，7.0，10.0mL氟标准液,分别置于5只50mL容量瓶中，并于各容量瓶中加入15mL总离子强度调节剂， 10mL lmol/L盐酸，加水稀释至刻度，摇匀备用。3、操作：将上述标准溶液依次倒入小聚乙烯塑料烧杯中(浸没电极即可)，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，连接线路，放入搅拌子，开动搅拌器，由稀至浓分别测量标准溶液的电位值，待电位值(或pX值)稳定后读取读数。测定过程中更换溶液时，“测量”键必须处于断开位置，以免损坏离子计。每次测定前用被测试液清洗电极、烧杯以及搅拌子。标准溶液测量完毕后将电极用蒸馏水清洗直至测得电位值-300mV左右待用。4、试样中氟的测定：用小烧杯准确

23、称取约0.5g牙膏，然后加水溶解，加入10mLTISAB。煮沸2min，冷却并转移至50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。 如3操作。四、数据处理记录F-标准溶液的浓度及对应的值，作pF工作曲线。未知样品测得值后，带入工作曲线计算对应的pF，即得分析结果。 五、思考题1、氟离子选择性电极为什么能反映溶液中F-的活度？2、实验中加入离子强度调节剂的作用是什么?离子强度调节剂的一般组成是什么？3、电位分析法与循环伏安法的区别有哪些？（在完成两个实验后回答）实验七 循环伏安法-伏安和极谱分析法一、 实验目的1、 学习和掌握循环伏安法的原理和实验技术2、 了解固态电极的处理方法3、 掌握用循环伏安法判

24、断电极过程可逆性的方法二、伏安和极谱分析伏安和极谱分析是一种特殊形式的电解分析方法，它是指在一定条件下，用小面积电极电解被分析物质的稀溶液，根据所得到的电流-电压（电位）曲线来进行分析的方法。如果工作电极使用滴汞电极等表面能周期性更新的液态电极，就称此法为极谱法；如果工作电极用玻碳、铂、金等固态电极或悬汞、汞膜等固定面积的液态电极，就称此法为伏安法。包括：线性扫描伏安法、循环伏安法、脉冲伏安法、方波伏安法、溶出伏安法三、循环伏安法的基本原理将循环变化的电压施加于工作电极（如铂电极）和参比电极之间，记录工作电极上得到的电流与施加电压的关系。扫描开始时，从起始电压扫描至某一电压后，再反向回扫至起始

25、电压，构成等腰三角形脉冲：正向扫描时：O + 2e = R反向扫描时：R = O + 2e当工作电极被施加对称的三角波扫描电势激发时，其上将产生响应电流，以电流对电位作图为循环伏安图，典型的循环伏安图如下。从循环伏安图中可得到几个重要的参数：阳极峰电流（ipa)、阳极峰电位（Epa）、阴极峰电流（ ipc）、阴极峰电位（Epc） 四、循环伏安法主要参数的应用循环伏安法能迅速提供电活性物质电极反应过程的可逆性、化学反应历程、电极表面吸附等许多信息。由对可逆氧化还原电对的式量电位 E与Epc和Epa的推导的关系为：对于可逆扩散波，峰电流ip由Randle-Savcik方程得到下式 ip=Kn3/2

26、AD1/21/2c在一定实验条件下：ip与扫描速率的1/2次方成正比，据此可判断电极过程是否受扩散控制；在确定扫速下，ip与浓度成正比，据此可进行定量测定。五、实验步骤1、工作电极的预处理固体电极用粒径微米级的Al2O3粉处理抛光。抛光后用蒸馏水洗去表面污物，必要时再移入超声水浴中清洗，每次2-3分钟，直至清洗干净，得到一个平滑光洁的电极表面。2、 配制溶液洗净五个50 mL容量瓶；0.02 mol/L K3Fe(CN)6溶液；2 .0 mol/LH2SO4溶液；分别向5个容量瓶中分别加入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

27、 2.0mol/L H2SO4溶液，加水稀释至刻度，摇匀待用。3、 支持电解质的循环伏安图依次接上工作电极、参比电极和辅助电极；开启电化学系统及计算机电源开关，启动电化学程序，在电解池中放入0.1 molL-1 KCl溶液，插入电极，进行循环伏安仪设定，扫描速率为100 mV/s；起始电位为-0.2V；终止电位为+0.8V。开始循环伏安扫描，记录循环伏安图。4、 不同扫描速率下K3Fe(CN)6溶液的循环伏安图用第1步中2.0ml标准液，分别以16 mV/s、25mV/s、36mV/s、49 mV/s、64 mV/s、81 mV/s为扫速，在-0.2至+0.8V电位范围内扫描，记录循环伏安图。

28、记下每次所得循环伏安图上氧化还原峰电位Epc、Epa 及峰电流ipc、ipa。六、数据处理循环伏安图上获取参数的数据处理从不同速率下所作的循环伏安图上分别求出Ep，ipc/ipa等参数，从数据判断K3Fe(CN)6电极反应的可逆性。绘制K3Fe(CN)6的氧化还原峰电流ipc、ipa分别与1/2的关系曲线，说明峰电流与扫描速率间的关系；由不同浓度下所得数据绘制K3Fe(CN)6的氧化还原峰电流ipc、ipa分别与浓度c的关系曲线，并说明峰电流与浓度的关系。ip-CiP-1/2iP2.69105n3/2ACD1/21/2七、思考题从循环伏安图可以测定那些电极反应的参数？从这些参数如何判断电极反应

29、的可逆性？如何判断碳电极表面已处理好？ 循环伏安法的理论基础是什么？K4 Fe(CN)6和K3 Fe(CN)6的循环伏安图是否相同，为什么？实验八 气相色谱法分析测定混合物中苯、甲苯、二甲苯（归一化法）一、目的要求1)学会和掌握色谱归一化定量分析方法；2)学会并掌握氢火焰离子化检测器的检测原理及其使用。二、基本原理 色谱法（Chromatography）是一种物理或物理化学的分离分析方法。利用物质在流动相与固定相两相间的分配系数差异而被分离。当两相相对运动时，样品中的各组分将在两相中多次分配，分配系数大的组分迁移慢，反之迁移快而被分离。以气体为流动相的色谱法称为气相色谱法， 根据色谱柱内径的大

30、小分为：填充色谱和毛细管色谱法。 本实验是以邻苯二甲酸二壬酯（DNP)作为固定液，6201白色硅藻土为担体的填充色谱法，FID为检测器，高纯N2为载气。归一化法定量测定混合物中苯、甲苯、对二甲苯进行分离测定。三、仪器试剂和条件仪器：1490型气相色谱仪(带FID)，氢气发生器，空气源，色谱工作站。色谱柱；柱长2m，内径3mm不锈钢柱。10DNP6201白色担体(80-100目)。试剂： 固定液；邻苯二甲酸二壬酯(DNP) 担体；6201红色担体(80100目) 载气：高纯N2 苯、甲苯、对二甲苯(分析纯) 等体积的苯和甲苯混合样（测定甲苯校正因子用） 等体积的苯和对二甲苯混合样（测定对二甲苯校

31、正因子用） 混合样品 色谱分析条件：柱温：100检测温度150气化温度：150衰减12载气流量：25毫升分进样量1l四、分析步骤1.固定相的配制及柱子的装填 称取邻苯二甲酸二壬酯1.80克于小烧杯中，加入苯为溶剂，搅拌并稍温热，使之溶解。然后称取12克已筛取的80-100目的6201白色担体，将其倒入溶液中，使担体刚浸没在液面下。轻轻摇动或轻轻搅拌下，在通风橱中或在红外灯下加热，使溶剂挥发至干燥无苯气味为止。再次用80-100目筛子过筛。抽真空装柱，老化后待用。2.校正因子f的测定与计算测定： f甲苯：3mL苯+3mL甲苯混合，进样。 f对二甲苯：3mL苯+3mL二甲苯混合，进样。在上述色谱条

32、件下，分别进测定甲苯、对二甲苯校正因子用混合物样品1-2L，苯、甲苯，对二甲苯依次出峰，峰形对称、根据色谱峰面积计算各自的校正因子f。样品分析即结果定量计算 在色谱分析条件下，用微量进样器进样1-2L ，各组分按 苯、甲苯、对二甲 苯次序出峰，峰为尖峰，故采用峰高定量。记录各组分的峰高h，按归一化法公式计算各组分的含量。五、注释和问题 (1)峰高校正因子（峰面积）需自行测定。 (2)试比较外标法、内标法、归一化法等各种定量方法的优缺点。实验九 食用醋中醋酸含量的电位滴定法测定电位滴定法简介: 电位分析法是通过测定在零电流条件下的电极电位和浓度间的关系进行分析测定的一种电化学分析法。它包括直接电

33、位法和电位滴定法。 电位滴定法是向试液中滴加能与被测物质发生化学反应的已知浓度的试剂，观察滴定过程中指示电极电位的突跃，以确定滴定的终点。根据所需滴定试剂的量，可计算出被测物的含量。 电位滴定与指示剂滴定法相比的优点：利用电极电位的“突跃”代替了指示剂的变色指示滴定终点的到达，可用于四大滴定中滴定突跃小或不明显的滴定反应。可用于有色或浑浊试样的滴定。可实现自动化。指示电极：在电化学池中藉以反映待测物浓度，响应激发讯号的电极。 参比电极：在测量过程中，温度恒定时，电位基本不发生变化的电极。其主要作用是提供一个恒定的电极电位标准，因此应具备好的可逆性、重现性和稳定性。一、实验目的1、掌握电位滴定的

34、基本操作和滴定终点的计算方法2、掌握测定醋酸浓度的方法3、学会电位滴定曲线的的绘制，熟练使用pH计二、实验原理HAc + NaOH = NaAc + H2O三、实验步骤1、正确安装电位滴定装置。2、按pH计使用方法，校正好pH计。3、氢氧化钠溶液标定 准确称取邻苯二甲酸氢钾0.4-0.45g克，溶解在锥形瓶中,用氢氧化钠溶液滴定。记录滴定过程中NaOH体积和对应的pH值，以这些数据绘制滴定曲线。4、 样品分析 准确移取20mL食醋于100mL容量瓶中定容，再从容量瓶中移取15mL食醋溶液于烧杯中，加入约35mL水。用氢氧化钠溶液滴定。记录滴定过程中NaOH体积和对应的pH值，以这些数据绘制滴定

35、曲线。注意: 电极浸入溶液的深度应合适，搅拌磁子不能碰及电极。注意观察化学计量点的到达，在计量点前后应等量小体积加入NaOH 标准溶液。滴定时滴定管上挂着的一滴溶液用玻棒取入烧杯中。每次换溶液时，都必须用蒸馏水冲洗电极数次，并用吸水纸轻轻吸干。 五、思考题计算用NaOH滴定HAc时化学计量点的电动势。与实验结果相比较，是否有差别?其原因是什么?与容量分析相比较，电位滴定法有哪些优缺点？pH计测量pH的原理是什么？pH计为什么要用已知pH值的标准缓冲溶液校正？实验十 离子选择性电极法测定饮用水中氟含量离子选择性电极简介电位分析法是通过测定在零电流条件下的电极电位和浓度间的关系进行分析测定的一种电

36、化学分析法。它包括直接电位法和电位滴定法。电位分析法一般使用一支指示电极和一支参比电极。其中，指示电极的电极电位与待测离子的活度（或浓度）符合能斯特（Nernst）方程：式中， 为电对的标准电极电位，R为摩尔气体常数，T为热力学温度，F为法拉第常数，n为电极反应的电子转移数，aO和aR分别为氧化态和还原态的活度。 离子选择性电极响应机理用离子选择性电极测定有关离子，一般都是基于内部溶液与外部溶液之间产生的电位差，即所谓膜电位。当敏感膜两边分别与两个不同浓度或不同组成的电解质相接触时，膜两边交换、扩散离子数目不同，形成了双电层结构，在膜的两边形成两个相界电位j 外和 j 内，产生电位差，即形成膜

37、电位。一、实验目的1、掌握离子选择性电极的响应机理2、学会使用离子计。3、了解氟离子电极测定F-的条件二、实验原理氟离子选择电极是目前最成熟的一种离子选择性电极。将氟化镧单晶（掺入微量氟化铕（）以增加导电性）封在塑料管的一端，管内装0.1molL-1 NaF和0.1molL-1 NaCl溶液，以Ag/AgCl电极为参比电极，构成氟离子选择电极。 测定时，以F-选择电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极，组成测量电池。如果忽略液接电位，电池的电动势为：总离子强度调节剂的主要成分及作用：（1）NaCl等：高浓度电解质用以维持溶液具有相同的活度系数，消除溶液间离子强度差异对电位的影响。（2）柠檬酸

38、盐：比F更强的络合剂，优先与干扰离子相结合，从而使氟离子从络合物中游离出来。（3）醋酸、盐酸、氢氧化钠等：形成柠檬酸盐、醋酸盐的p缓冲体系。pH值过低，H+与F-反应生成HF,从而降低溶液中F-含量,检测结果偏低。pH值过高，OH-与氟电极的敏感膜上的La反应生成会La(OH)3，影响氟电极响应特性。 三、实验步骤氟离子选择电极的准备：将氟电极在去离子水中浸泡8小时或过夜；或在110-3mol/L NaF溶液中浸泡12小时，然后用蒸馏水清洗数次直至测得的电位值约为-300mV(此值各支电极不同)。若氟离子选择电极暂不使用，宜于干放。氟离子标准系列溶液的配制：吸取0，1.0，2.0，5.0，7.

39、0，10.0mL氟标准液,分别置于5只50mL容量瓶中，并于各容量瓶中加入15mL总离子强度调节剂， 10mL lmol/L盐酸，加水稀释至刻度，摇匀备用。操作：将上述标准溶液依次倒入小聚乙烯塑料烧杯中(浸没电极即可)，插入氟离子选择电极和饱和甘汞电极，连接线路，放入搅拌子，开动搅拌器，由稀至浓分别测量标准溶液的电位值，待电位值(或pX值)稳定后读取读数。测定过程中更换溶液时，“测量”键必须处于断开位置，以免损坏离子计。每次测定前用被测试液清洗电极、烧杯以及搅拌子。标准溶液测量完毕后将电极用蒸馏水清洗直至测得电位值-300mV左右待用。试样中氟的测定：用小烧杯准确称取约0.5g牙膏，然后加水溶

40、解，加入10mLTISAB。煮沸2min，冷却并转移至50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。 如3操作。四、数据处理记录F-标准溶液的浓度及对应的 值，作 pF工作曲线。未知样品测得 值后，带入工作曲线计算对应的pF，即得分析结果。 五、思考题1、氟离子选择性电极为什么能反映溶液中F-的活度？2、实验中加入离子强度调节剂的作用是什么?离子强度调节剂的一般组成是什么？3、电位分析法与循环伏安法的区别有哪些？（在完成两个实验后回答）实验十一 紫外分光光度法测定食盐中的碘含量一、 实验目的与要求1、 掌握紫外分光光度法的测定原理2、 熟练使用岛津UV1700型紫外分光光度计3、 学习紫外分光光度法测

41、定食盐中的碘含量的原理二、 紫外分光光度法的测定原理朗伯定律(1760) A=lg(I0/It)=k1b比尔定律(1852)A=lg(I0/It)=k2cA=lg(I0/It)=kbc三、 紫外分光光度法测定食盐中的碘含量的原理食盐中加入微量的碘酸钾作为补碘剂。在酸性介质中，KIO3与过量的KI的反应如下：IO3- + 5I- + 6H+ = 3I2 + 3H2OI2 + I- = I3-生成的I3-在紫外区的285nm和351nm处各有一个最大吸收峰，通过测定285nm或351nm处的吸光度值，可间接测定IO3-的含量。四、 仪器与试剂仪器：岛津UV-1700型分光光度计KIO3标准溶液（储

42、备液）：1.0 mg / mL（以KIO3 计），使用时 稀释为10.0g / mL 的使用液。KI溶液：0.05 mol / LHCl溶液：0.1 mol / LNaCl溶液：10 %五、 实验步骤1、 吸收曲线的绘制取步骤2中任一标准溶液在分光光度计上从250 nm 至400 nm 进行扫描，在285nm和351nm 处各有一个吸收峰。2、 工作曲线的绘制于7只50 mL容量瓶中各加入5.0 mL 0.05 mol / L KI，2.0 mL 0.1 mol / L HCl，3.0 mL10 % NaCl溶液，再分别加入0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL 10.0g

43、/ mL的KIO3标准使用液，用水冲至刻度，摇匀。以空白溶液作为参比，分别在最大吸收峰285nm和351nm 处测定吸光度值。浓度为横坐标，对应的吸光度值为纵坐标，绘制工作曲线或进行线性回归，求得线性回归方程。3、 样品测定准确称取食盐样品10.00 g 于100 mL容量瓶中，定容至刻度，摇匀待用。于2 只50 mL容量瓶中分别加入5.0 mL 0.05 mol / L KI，2.0 mL 0.1 mol / L HCl，3.0 mL 样品待用液，用水定容至刻度，摇匀。分别在285nm和351nm 处测定吸光度值，记录实验数据。六、 数据处理由线性回归方程求得含量或在工作曲线上查得含量，计算

44、食盐样品中的碘含量。七、 思考题溶液的酸度对分析结果有何影响？盐中常见哪些元素对测定有影响？有何影响？实验十二 恒电流库仑滴定法测定Na2S2O3浓度一、实验目的与要求 1掌握库仑滴定法的原理 2掌握永停终点法指示滴定终点 3掌握库仑计的结构与使用 二、实验原理1、库仑滴定法的原理库仑滴定法原理为，通电电解产生一种物质，其与溶液中的被测物质发生快速、定量的反应，当被测物质滴定完成后，由指示反应终点的仪器发出信号，电解完成，根据法拉第电解定律，根据电量计算出溶液中的被测物质。 法拉第电解定律W: 被测物质的量(g)i: 电解电流(mA)t：电解时间(s)M: 被测物质的摩尔质量n: 电解反应中的

45、电子转移数 恒电流库仑滴定法测定Na2S2O3的原理本实验通电恒电流电解KI溶液，从而产生活性I2作为滴定剂，其与加入的被测物质NaS2O3 定量反应，当I2 与NaS2O3滴定完成后，由指示电极指示终点，电解完成，根据法拉第电解定律，根据电量计算出溶液中NaS2O3的含量 V: Na2S2O3 为被测溶液所取体积(mL) i: 电解电流(毫安) t: 电解时间(秒) n: 电极反应中的电子转移数2、永停终点法的原理永停终点法的装置如右图红线框，外加电压为50100毫伏，两个电极都是铂电极,串联一个电流计以测量电流。当溶液中同时存在同一物质的可逆氧化还原电对时，如I2/I-、Fe3+/Fe2+

46、才有电流通过电解池。当电对中的一种物质的浓度逐步减小时，电流逐步降低，当浓度降至零时，电流也降至零，此时指示终点的到来。 3、库仑计的结构与使用三、仪器与试剂仪器：自制恒电流库仑滴定装置或商品库仑计； 铂片电极4支（约0.30.6cm）；KI溶液：0.1mol/L KI溶液：称取1.7g KI溶于100mL蒸馏水中待用；未知Na2S2O3溶液。 四、实验步骤1、将80毫升0.1mol/L KI倒入电解瓶中，开启磁力搅拌器；然后开启仪器电源预热10分钟。将“量程选择”置于10毫安档；2、按下“启动”、“电流”、“上升”、“补偿极化电位”琴键，调节电流表为20，然后弹起“补偿极化电位”琴键。表头回

47、零。3、准确移取1.00mL样品溶液，从电解瓶嘴入口处倒入电解 瓶；磁力搅拌器搅拌将“工作/停止”开关置于“工作”的位置，按下“启动”纽扣键开始分析。液晶屏幕开始显示电解消耗的电量。滴定反应结束，记录消耗的电量数。然后弹起“启动”琴键，读数回零。重复测定六次。五、数据记录与处理 No. 1234567Q C(mol/L) 思考题 （1）试说明永停终点法指使终点的原理。（2）写出Pt阳极和Pt辅助电极上的反应。（3）本实验中是将Pt阳极还是Pt阴极隔开？为什么？实验十三 水体中铜的原子吸收法的测定1. 目的要求（1）了解火焰型原子吸收分光光度计的性能及基本操作技术；（2）掌握原子吸收分析样品的基

48、本分析方法。2. 原子吸收光谱法基本原理原子吸收光谱法是一种基于待测气态的基态原子对特征谱线的吸收而建立的一种分析方法 (1) 原子吸收光谱的产生当有辐射通过自由原子蒸气，且入射辐射的频率等于原子中的电子由基态跃迁到较高能态（一般情况下都是第一激发态）所需要的能量频率时，原子就要从辐射场中吸收能量，产生共振吸收，电子由基态跃迁到激发态，同时伴随着原子吸收光谱的产生。()原子吸收光谱与原子结构 由于原子能级是量子化的，因此，在所有的情况下，原子对辐射的吸收都是有选择性的。由于各元素的原子结构和外层电子的排布不同，元素从基态跃迁至第一激发态时吸收的能量不同，因而各元素的共振吸收线具有不同的特征。A

49、h A* (A、A*分别表示基态和激发态原子)EeEA*EAh(3) 原子吸收光谱的测量峰值吸收 积分吸收亦可用峰值吸收替代,即中心吸收与基态原子数呈正比，因此只要用一个固定波长的光源，在no处测量峰值吸收，即可定量。锐线光源 1） 锐线半宽很小，锐线可以看作一个很“窄”的矩形2） 二者中心频率相同，且发射线宽度被吸收线完全“包含”，即在可吸收的范围之内；( ve = va)只要所讨论的体系是一个温度不太高的局部热平衡体系、吸收介质均匀且光学厚度不太大、入射光是严格的单色辐射，即 且入射光与吸收线的中心频率一致，即 则吸光度A与被测元素的浓度C有严密、确定的函数关系A = k C3. 实验最佳

50、条件的选择(1) 分析线的选择 (2) 狭缝宽度选择 (3) 灯电流选择 (4) 原子化条件4. 实验步骤(1) 标准铜溶液及样品的配置（参见书上内容）(2) 开仪器,调整仪器工作的参数;(3) 测定标准溶液，绘制校准曲线;(4) 测定样品溶液的吸光度值;(5) 关闭仪器(注意关机的顺序);(6) 计算实验结果。5. 结果与讨论(1) 简述空心阴极灯的工作原理。(2) 如何选择最佳实验条件?实验时，若条件发生变化，对结果有何影响?实验十四 邻二氮菲吸光度法测定铁实验目的与要求1、 学习如何选择吸光光度分析的实验条件2、 掌握用吸光光度法测定铁的原理及方法、3、 掌握分光光度计和吸量管的使用方法

51、。重点和难点重点： 吸光光度法测定铁的原理难点： 吸光光度分析实验条件的优化仪器和试剂分光光度计(7221型) ，50ml容量瓶7个，10ml移液管4支。1、铁标准溶液 10ug.ml-1。2、邻二氮菲 1.5g.L-13、盐酸羟胺 100g.L-1 4、NaAC 1mol. L-1 实验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。 。 。 。*0.80.60.40.20显色反应原理Fe3+ + 盐酸羟胺 Fe2+ Fe2+ + 3 NNNNFe2+32+e 508=1.1104 (Lmol-1cm-1)朗伯-比尔定律的

52、分析应用溶液浓度的测定 工作曲线法(校准曲线) 实验内容1、溶液配制：按下列表格进行容量瓶编号铁标准或样品盐酸羟胺邻二氮菲NaAC加水稀释至刻度1铁标准0ml1ml2ml5ml2铁标准2ml1ml2ml5ml3铁标准4ml1ml2ml5ml4铁标准6ml1ml2ml5ml5铁标准8ml1ml2ml5ml6 铁标准10ml1ml2ml5ml7铁样品5ml1ml2ml5ml2、吸收曲线的制作和测量波长的选择 取上述4号溶液,用1cm比色皿,以试剂空白为参比溶液,在440-560nm之间,每隔5nm测量一次吸光度,在最大吸收峰附近每隔2nm测量一次吸光度。然后以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，作图，得吸收曲线，从吸收曲线上选用最大吸收波长为分析波长3、标准曲线的绘制 取1-6号溶液,用1cm比色皿,以试剂空白为参比溶液,在所选波长下测量吸光度 。然后以波长c为横坐标，吸光度A为纵坐标，作图，得标准曲线曲线 4、 试样中铁含量的测定由线性回归方程求得含量或在工作曲线上查得含量，计算铁样品中的含铁量。注 意 事 项1、配置溶液时使用专用移液管，防止公用溶液污染。2、配置溶液时严格定容至刻度线。3、绘制吸收曲线时，每改变一个波长，都应该用空 白溶液校零。思考题1、本实验量取各种试剂时应分别采用何种量器较为合适，