仪器分析实验

1、Mulu Mulu §3.1 光谱分析仪器1§3.1 光谱分析仪器2§3.2 光谱分析仪器的使用方法2一、 721E型分光光度计2二、 752N紫外可见分光光度计4三、 UV-2450紫外可见分光光度计4四、 傅里叶变换红外（FT-IR）光谱仪6五、 AA-6300型原子吸收分光光度计9七、 IRIS Intrepid Duo ICP 光谱仪12§3.2 光谱分析法实验14实验一 微量铁的测定14实验二 不同溶剂中丙酮紫外光谱的测绘及氢键强度测定19实验三 导数分光光度法测定有丙酮干扰时乙醇中微量苯21实验四 原子吸收光谱法测定水中的钙24实验五 火焰原

2、子吸收法测定钙时磷酸根的干扰和消除26第四篇 色谱分析法28色谱分析法实验29实验六 内标法测定正丁醇的含量29§3.1 光谱分析仪器光谱分析法是根据物质发射或吸收电磁辐射及物质与辐射之间的相互作用，用光学仪器来检测辐射的强弱，从而达到研究物质的化学成分、含量及结构的一大类仪器分析方法。光谱分析法按照吸收物质的粒子不同，可以分为分子光谱和原子光谱。本篇的分子光谱实验内容涉及到的有：研究分子电子光谱的紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱；研究分子振、转光谱的红外（IR）吸收光谱。UV-Vis光谱法主要训练学生在光谱测绘、谱带特征辨识、物化常数据测定、配位化合物组成及定量分析等方面的仪器操

3、作和实验技能。IR光谱则注重近代红外光谱仪器的基本操作技能和液体、固体等纯物质样品的结构分析方法和谱图解析能力训练。原子光谱实验内容涉及到的有：研究物质中无机元素组成的原子发射光谱（AES）和元素成分含量的原子吸收光谱（AAS）。AES侧重于发射光谱与映谱仪器的构造原理、操作方法和释谱操作，以及进行物质所含元素的定性和半定量分析的方法训练。AAS主要训练学生掌握现代原子吸收仪器的测量原理、操作方法和物质所含元素的定量分析方法。现代光谱分析法的仪器种类繁多，各种光谱分析方法所用仪器各有特点，同种分析方法所用仪器因型号不同也有区别。但归纳起来，以吸收为基础的光谱仪器一般都是由光源、光学系统、样品池

4、、检测系统等4部分构成；以发射为基础的光谱仪器则由光源、光学系统和检测系统等3部分构成。§3.2 光谱分析仪器的使用方法一、 721E型分光光度计1、结构原理分光光度计由光源、单色器（分光元件）、吸收池、检测器和测量信号显示系统等五部分构成。其工作原理如图2-1所示。光源单色器吸收池检测器信号显示图2-1 分光光度计工作原理光源产生的复合光通过单色器（721E的分光元件为光栅）时被分解为单色光，当一定波长的单色光通过吸收池中被测溶液时，一部分被溶液所吸收，其余的透过溶液达到检测器并被转换为电信号，从而被显示或记录下来。2、仪器部件和仪器操作键介绍 仪器的部件如图2-2所示样品室 比色

5、皿架拉杆 波长调节旋钮 波长显示窗口 操作面板 显示器图2-2 仪器部件图仪器操作键介绍：方式设定键（MODE）：用于设置测试方式。仪器可供选择的测试方式有透射比方式和吸光度方式。使用方式设定键（MODE）可选择测试方式。“100%T/0ABS”键：用于自动调整100%T（100%T透射比）或0ABS（零吸光度）。注意当波长改变时，请不要忘记重新调整100%T或0ABS。“0%T”键：用于自动调整零透射比。仪器在开机预热后，将挡光体插入样品架，将其并推或拉入光路，按“0%T”键调零透射比（在T方式下），仪器自动将透射比零参数保存在微处理器中。仪器在不改变波长的情况下，一般无需再次调投射比零。仪

6、器在长时间使用过程中， 0%T有时可能会产生漂移。调整0%可提高测试数据的精确度。波长调节旋钮：用于设置分析波长，波长显示窗口在仪器的顶部。电源开关：用于控制仪器电源的开或关。仪器使用前，首先检查仪器铭牌上标明的工作电压是否与供电电压相符。3、仪器的使用样品测试前的准备：打开电源开关，使仪器预热20分钟，仪器接通电源后即进入自检状态，自检结束仪器自动停在吸光度测试方式。注意开机前，先确认仪器样品室内是否有东西挡在光路上，光路上有东西将影响仪器自检甚至造成仪器故障。用波长设置旋钮将波长设置在将要使用的分析波长位置上，注意每当波长被重新设置后，请不要忘记调整100%T。打开样品室盖，将挡光体插入比

7、色皿架，并将其推或拉入光路。并盖好样品室盖，按“0%T”键调透射比零（在T方式下）。仪器在不改变波长的情况下，一般无需再次调投射比零。仪器在长时间使用过程中， 0%T有时可能会产生漂移。调整0%可提高测试数据的精确度。取出挡光体，盖好样品室盖，按“100%T”调100%透射比。通常情况下，只要开机预热后调一次透射比零，此后，只要仪器不关机，一般可无需重复调透射比零。样品测试：按“方式键”（MODE）将测试方式设置为吸光度方式：显示器显示“X.XXX”若设置为投射比方式，显示器显示“XXX.X”。用波长设置旋钮设置要分析的波长，如340nm.将参比溶液和被测溶液分别倒入比色皿中，比色皿内的溶液液

8、面高度不应低于2.5毫米（大约2.5毫升约为比色皿体积的2/3），否则会影响测试参数的精确度。被测试的样品中不能有气泡和漂浮物，否则也会影响测试参数的精确度。打开样品室盖，将盛有溶液的比色皿分别插入比色皿槽中，盖上样品室盖。一般情况下，参比样品放在样品架的第一个槽中。被测样品的测试波长在340nm-1000nm范围内时，建议使用玻璃比色皿，被测样品在190nm-340nm范围内时，建议使用石英比色皿。仪器所附的比色皿，其透射率是经过测试和匹配的，未经匹配处理的比色皿将影响样品的测试精度，比色皿的透光部分表面不能有指印痕迹。否则影响样品的测试度。将参比溶液推或拉入光路中，按“100%T”键调整零

9、ABS或100%T。当测试方式设置为吸光度方式时，仪器在自动调整100%T的过程中，显示器显示“BLA”，当100%T调整完成后，显示器显示“0.000”；若测试方式设置为投射比方式，仪器在自动调整100%T的过程中，显示器显示“BLA”，当100%T调整完成后，显示器显示“100.0”。将被测溶液推或拉入光路中，此时，显示器上所显示的即为被测样品的吸光度参数或透射比参数。二、 752N紫外可见分光光度计1、 测定原理与结构752N 紫外可见分光光度计是采用光栅自准式色散系统和单光束结构光路。氘灯、钨卤素灯发出的连续辐射光经滤色片选择后，由聚光镜聚光后投向单色器狭缝，此狭缝正好于聚光镜及单色器

10、内准直镜的焦平面上，因此进入单色器的复合光通过平面反射镜反射及准直镜准直变成平行光射向色散元件光栅，光栅将入射的复合光通过衍射作用形成按照一定顺序均匀排列的连续的单色光谱，此单色光谱重新回到准直镜上，由于仪器出射狭缝设置在准直镜的焦平面上，这样，西欧那个光栅色散出来的光谱经准直镜后利用聚光原理成像在出射狭缝上，出射狭缝选出指定带宽的单色光通过聚光镜落在试样试样室被测样品中心，样品吸收后透射的光经光门射向光电池接收。2、 使用方法(1) 仪器使用前需开机预热30min。(2) 转动波长调节旋钮，选定所需波长。(3)调零：按A/T/C/F，选择T状态，打开样品室盖，按/0%，显示000.0。(4)

11、以参比溶液调透光率l00%：按A/T/C/F，选择T状态，将参比溶液移入光路，关闭样品室盖，按/0A /100%，显示100。(5)测量试样溶液吸光度：按A/T/C/F，选择A状态，将试样溶液移入光路，关闭样品室盖，显示试样溶液的吸光度。(6)计算试样溶液的浓度：按A/T/C/F，选择F状态，然后按/0%或/0A /100%设定F值，再按SD显示C值或按A/T/C/F切换到C状态显示C值。(7)当仪器停止工作时，先关闭仪器电源开关，再切断电源。三、 UV-2450紫外可见分光光度计1、 测定原理与结构UV-2450紫外可见分光光度计采用双光束光学系统，光源为卤钨灯、氘灯，单色器为闪耀全息衍射光

12、栅，检测器为光电子倍增管，主机通过UVProbe操作软件控制，具有光谱、光度测定、动力学和报告生成四大功能模块。2、 使用方法（1）开机先打开主机，启动微机，双击桌面上的UV Probe，进入操作软件，点连接，仪器进行自检，自检完成后点确定。（2）光谱模块点光谱。点M，建立数据采集方法 。在样品室放入两个参比溶液，点基线，进行基线校正；把外侧的参比溶液换成试样溶液，点开始，采集数据；选择文件/另存为，保存数据，点峰值检测可检出峰值、谷值。点报告，编辑报告。点打印，打印报告。（3）光度测定模块点光度测定。点M。输入波长，点加入，在WL1选入刚才输入的波长，点下一步，再点下一步，再点下一步，点完成

13、，点关闭 。分别编好标准表与样品表。放入两个空白溶液，点自动调零 。点一下标准表，把外面的一个空白溶液换成样品，点读取Std，直到所有标准样品做完。点一下样品表，把外面的样品换成未知样，点读取Unk，即可求出未知样品的浓度。（4）关机先退出软件再关主机。四、 傅里叶变换红外（FT-IR）光谱仪1、 仪器结构与工作原理FT-IR光谱仪器是一种新型干涉调频光谱仪。与色散型红外光谱仪器相比较，它具有不需要狭缝、可同时获得全部辐射波长范围内的所有光谱信息、分辨率高、扫描速度快、灵敏度高、测量精度高光谱范围广等突出的优点。FT-IR光谱仪不需要色散元件，主要由光源、Michelson干涉仪、检测器、计算

14、机和记录仪构成，其结构见图3-3-x。图3-3-x FT-IR型红外光谱仪的结构示意图该仪器的工作原理是：由光源发出的红外辐射信号通过Michelson干涉仪形成干涉信号，通过样品选择性吸收后经反射镜到达检测器，检测器获得的干涉信号以干涉图的形式输入到计算机，由计算机进行傅里叶变换的数学处理，将干涉图还原为正常使用的以透光率（T/%）为纵坐标，波数为横坐标的普通红外光谱图。Michelson干涉仪是FT-IR光谱仪的核心部件，其光学原理示意于图3-3-y。图3-3-y Michelson干涉仪光学原理示意图M1固定式平面反射镜；M1移动式平面反射镜（称动镜）；BS光束分裂器（也称分束器）；S光

15、源；D检测器图3-3-y中M1与M2为互相垂直的两块平面反射镜，其中M1固定不动，M2为可沿图中箭头所示方向作微小移动的动镜。BS为置于之间的与两镜面各呈45°角的光束分裂器。近红外干涉仪中的光束分裂器一般由石英和CaF2为基质制成，中红外的一般由KBr基质制成，远红外的一般是Mylar膜或网格固体材料。Michelson干涉仪的光学原理是：由光源S发出的红外辐射经光束分裂器BS分成强度相同的两束-光束和光束，光束透过BS到达M2并被反射到达检测器D；光束反射的固定镜M1，再由M1沿原路反射回来通过BS到达检测器D。如果进入干涉仪的是波长为l1的单色光，开始时，因M1和M2到BS的距

16、离相同（此时称M2处于零位），光束和光束到达检测器的位相相同，发生相长干涉，亮度最大。当动镜M2移动l/4的距离时，光束的光程变化为l/2，在检测器上两束光的光位相差为180°，发生相消干涉，亮度最小。当动镜M2移动l/4奇数倍时，光束和光束的光程差为±l/2、±3l/2、±5l/2、（正负号分别表示动镜从零位向两边的位移），都会发生相消干涉。当动镜M2移动l/4的偶数倍，即光束和光束的光程差为l的整数倍时，都会发生相长干涉。在上述两种位移之间则发生部分相消干涉。因此，匀速移动M2，即连续改变光束和光束的光程差时，在检测器D上记录的信号将呈余弦变化，动镜

17、M2每移动l/4的距离，信号就会从明到暗周期性地改变一次见图3-3-z(a)。图3-3-z(b)是另一入射光波长为l2的单色光所得的干涉图。如果是两种波长的单色光一起进入干涉仪，则获得两种单色光干涉图的加合图见图3-3-z(c)。图3-3-z 单色光的干涉当入射光为连续波长的多种单色光时，得到的是中心极大、两侧迅速衰减的对称的红外光谱干涉图（见图3-3-w）。图3-3-w 红外光谱干涉图这种多波长复合光的干涉图是所有各波长单色光干涉图的加合。当这种多波长复合光通过试样时，由于试样对不同波长光的选择性吸收，干涉图曲线发生变化见图3-3-u (a)。像图3-3-z(a)这样复杂的干涉图是难以解释的

18、，需要通过计算机进行快速的傅里叶变换处理，获得我们所熟悉的以透光率为纵坐标、波数为横坐标的普通红外光谱图见图3-3-u(b)。图3-3-u 同一种有机化合物的干涉图（a）和红外光谱图（b）图（a）中扫描线表示的是动镜的移动轨迹2、 仪器使用方法(1)开机依次打开主机电源和计算机电源，待进入Windows界面后，启动Spectrum程序，进入Spectrum。(2) 采集背景光谱在样品室光路上放置参比物质，点击“Instrument”下的“Scan”，出现样品扫描窗口，在options复选框中的Scan 选“background”，（漫反射方法中将options复选框中的units选为“%R”，

19、并选择duration复选框中的scan number的数字），点apply、scan后扫描背景光谱，结束后在光谱文件名对话框输入背景光谱文件名进行保存。（3）采集样品光谱在样品室光路上放置试样，点击“Instrument”下的“Scan”命令，出现样品扫描窗口，点apply、scan后扫描背景光谱，结束后在光谱文件名对话框输入样品光谱文件名进行保存。（4）编辑并打印光谱光谱图点gragh format调整坐标，点label peaks显示谱峰波数，点Text在谱图上标注测试相关信息，然后点击“Print”打印。五、 AA-6300型原子吸收分光光度计1、 仪器结构及工作原理 AA-6300型

20、原子吸收分光光度计的光学系统示意图如3-2-17所示图3-2-17 AA-6300型原子吸收分光光度计的光学系统示意图原子吸收分光光度计主要由光源、原子化装置、分光系统及检测显示系统等组成。该仪器所用光源是能够产生待测元素的特征光谱（实际上是辐射被测元素的共振辐射线和其它非吸收谱线）的空心阴极灯，其结构如图3-2-!8所示；图3-2-18空心阴极灯示意图 1一空心阴极；2一阴极玻璃罩；3一阳极4-外玻璃罩；5石英窗；6一底座原子化装置采用预混合型燃烧器，其结构见图3-2-19；分光系统用光栅作色散元件；检测器是光电倍增管，检测信号经放大后由表头或数字显示装置读取测量数值。图32 -19预混合型

21、燃烧器示意图燃烧器插座；2雾化器；3一撞击球；4一雾化器固定板和固定螺丝；5一雾化室；6混合室；7一安全塞；8-废液排放口 AA-6300型原子吸收分光光度计的基本工作原理是：由光源（即空心阴极灯）发射出的待测元素的共振辐射线，通过由原子化器产生的基态愿子蒸气时，部分被吸收，部分透过，透过部分的辐射线经单色器分光后，照射到检测器（光电倍增管）上，光电转换为电信号，经放大后，由读数装置显示出吸光度，据此可分析被测元素的浓度或含量。AA-6300型原子吸收分光光度计结合两种背景校正功能：D2 法（氘灯法）和 SR 法（自吸收法），可根据要测定的样品选择合适的背景校正方法。AA-6300 的用户只需

22、简单地切换原子化器，即可改变测定方式，因此可简单、快速地在火焰测定和石墨炉测定之间进行来回切换。此外，从手动操作一直到使用自动进样器的自动连续多元素测定，有多种测定操作方式可供选择。这样，可根据待测样品、元素的数量和性质以及操作者的熟练程度进行权衡，选择所使用的测定操作方式。2、 火焰连续法操作步骤1、开空气压缩机，输出压力0.35兆帕。2、开主机，开计算机。3、运行软件。在注册ID中输入admin，单击确定。4、单击元素选择，单击ok。5、单击选择元素。在出现的对话框中： 1、选择要测量的元素。2、选火焰连续测量。单击确定。6、单击下一步，单击编辑，单击校准曲线设置。在行数选项中设置标准点个

23、数并单击更新，并在下面的表格中从低到高输入每个标准点的浓度值。单击更新，单击ok。7、单击样品组设置，在样品数中设置样品点个数，单击更新，单击ok。8、单击下一步，单击连接/发送参数。9、初始化过程中会提示要进行乙炔压力监视器、空气压力监视器和废液水位监视器的检查。（这些检查可以定期做，不用每次都做。如果要做，单击是，然后按照提示完成。如果不做，单击否，再单击确定即可。）初始化结束后单击确定。10、安全提示（提示操作人员去检查）1、乙炔主表压力不低于0.5兆帕。2、燃气出口压力0.09Mpa，助燃气出口压力0.35MPa。3、检查燃烧头是否堵塞。4、安装燃烧头时，确定燃烧头安装到位。5、确定雾

24、化器金属片已固定住。6、每次开机时，检查气管、废液管是否漏气漏水。7、检查废液罐是否有水。（必须有水）8、检查废液管排液口不要插到液面以下。9、设置燃气流量（仪器默认值）。检查完一项就在前面划一个，最后点ok 。11、单击下一步，选择合适的狭缝、点灯方式，然后点灯，做谱线搜索。谱线搜索完成后，单击关闭。12、单击下一步，单击完成。13、开乙炔气，输出压力0.09MP。14、点火：同时按住黑白两个按钮直到点着后再松开。15、点自动调零键。16、吸入空白样品，待显示数据稳定后，点空白键。17、按照设定的浓度，从低到高依次吸入标准样品，待显示数据稳定后，点开始键测标准样品的吸光度值。18、再按照设定

25、依次吸入各个样品，待显示数据稳定后，点开始键测样品的吸光度值。（自动计算出浓度值）19、测量完毕后，保存、打印。再用去离子水冲洗雾化器五到十分钟。20、点火情况下关乙炔钢瓶总阀。火灭后，按排气键将乙炔气排净。（乙炔压力降到零）21、关软件，关主机。22、关空压机，给空压机放气。关计算机。3、 石墨炉操作步骤1 、打开主机、自动进样器、石墨炉开关，打开循环水、氩气（0.35Mpa）；2 、打开软件进行连接；3 、自检完成后，点击WIZARD，选择元素，选石墨炉。普通灯（如有SR灯 可选SR灯， ASC；4 、编辑参数 设置点灯方式 点灯 做谱线搜索 完成搜索后 设置测定参数 工作曲线参数 重复测

26、定条件 设置完成后点确定5、点击下一步 点击编辑制备参数设置标准样品的个数 浓度 及其位置 （将其中标准10uL改为20uL）点击确定6、 点击下一步 设置样品个数及位置 点击下一步 点击完成7 、选中第一行 点击软件上方 编辑中的 插入行 将插入行的功能改为BLK 设置BLK的位置以及将 标准的10uL改为20uL8 、点击仪器菜单中的 石墨炉管口位置 点击确定 此时 自动进样器的进样针会插入进样器1号位置 再点击确定 进样针会停留在石墨炉头正上方 此时 可在软件上调整进样针上下 在进样器下部有两个黑色旋钮 可调节进样针左右 将进样针调节下至石墨管内部 接近石墨管底部的位置 点击确定9 、打

27、开石墨炉上的大电流开关10 、点击试验测定 看测的数值 如果偏大 则选择仪器中的 清烧 清烧完毕后再试验测定 直到数值小于0.00X（有时候可能会大一些）11 、点击开始12 、完成后保存文件，关氩气 设定低温（30度）单步的石墨炉程序将管中残余的氩气释放然后关闭石墨路炉上大电流开关 关循环水关软件 关自动进样器 关石墨炉 关闭主机选择氮气时 在升温程序 气体类型种选择#2既可七、 IRIS Intrepid Duo ICP 光谱仪IRIS Intrepid Duo ICP 光谱仪是美国热电（Thermo Electron）公司于2002年生产的全谱直读型仪器，见图5-20。它采用水平炬构型。

28、采集信号以水平观测为主，辅以垂直观测。双向观测拓宽了分析的线性范围。分光系统采用中阶梯光栅，辅以高质量的石英棱镜，对入射光进行二维交叉色散，得到全谱图。选用高级次光谱线作分析线，分辨率高，抗干扰能力强。光电转换检测器采用固体成像电荷注入式器件（CID），灵敏度高，覆盖谱线波长范围宽。图5-20 IRIS Intrepid Duo ICP 光谱仪该仪器能检测元素周期表中绝大多数元素，多数元素的检出限可达ppb级。此外，多元素同时测定功能使该仪器分析样品速度快、效率高。若配以自动进样系统及网络传输功能，则更节省人力。1、 仪器结构及性能指标该仪器主要由等离子体光源、进样系统、分光系统和检测器等部分

29、组成。(1) 电感耦合等离子体光源由高频发生器、负载线圈及石英炬管等组成。高频（简称RF）发生器是它激式，由石英晶体震荡控频。其功能是将50Hz的市电变频至27.12MHz输入负载线圈，RF功率为7501500 W连续可调。负载线圈由表面镀银的细铜管绕3圈制成。当输入高频电流后，便产生强大的高频电磁场。使用时内通纯水冷却。炬管有3层石英同心管组成，置于负载线圈中心位置。氩气分三路通入炬管。第一路由切线方向进入，流经外管与中管之间夹层，称等离子体工作气流，流量为15 L· min-1 。它沿切线方向进入，同时起到冷却炬管的作用。第二路亦由切线方向进入，流经中管和内管之间夹层，称辅助气流

30、，流量为01.5 L· min-1 。当开通上述两路气流后，在高频电磁场作用下，启动点火线圈，打出电火花，点燃ICP炬。第三路称样品气或载气，气压为1545 psi（1.03×1053.10×105 Pa）连续可调。载气先通入雾化器，使之吸入并雾化样品试液。然后，载气携带着样品气溶胶通过炬管内管，由管尖喷出，进入ICP炬中心通道，形成原子发射光谱。(2) 进样系统由蠕动泵、同心型雾化器及旋流雾化室组成。泵为四通道，转速为0200 r· min-1连续可调。雾化器的溶液提升量约23 mL· min-1 。(3) 分光系统由入射狭缝、准直境、石英棱

31、镜、中阶梯光栅、聚焦镜等组成，密封在一个光室内。恒温35，并通入氩气驱除空气，形成惰性气氛。棱镜及光栅组成二维分光，焦距381 mm 。中阶梯光栅刻线为52.6 条· mm-1，闪耀角为64.1°，棱镜顶角19°。仪器测量波长范围1651000 nm，分辨率在200 nm处为0.005 nm 。(4) 检测器现代光学仪器多采用“固体成像器件”代替光电倍增管，作为光电转换检测器。它是一类以半导体硅片为基材的光敏元件制成的多元阵列集成电路式的焦平面检测器。目前较成熟的主要是电荷注入器件（CID）和电耦合器件（CCD）。详见第二章2.3节。这类器件具有光电效应的量子效率

32、高、在低温下使用暗电流小、线性范围宽（可达107109）、检测速度快、体积小等优点。该仪器使用第四代高性能电荷注入检测器（CID38APIC）,具有262144个检测单元，能随机性计费破坏性读取信号，无“溢出”现象。工作温度为-40,采用高效半导体致冷。2、 光谱仪的操作(1) 预热 在测定前4h，先开氩气源，再打开主机电源，使分光系统的密封光室升温至35保持恒温，并充氩气驱除空气。这样，仪器才能投入正常使用。(2) 测定方法设置 1. 开启计算机，仪器自动进行联机及自检。完成后，点击屏幕上的“TEVA”标符，打开仪器的控制软件窗口。 2. 点击“File”菜单，选“Open”则显示以前用过的

33、方法名，可点击之，重复使用或修改。若要创建新方法，则选“New”，显示出元素周期表，以供选择待测元素及分析线，每个元素都备有若干条谱线，其相对强度以其他元素的干扰线和干扰强度都能一目了然，可根据样品实际情况选用。选定后，点击“OK”，关闭周期表窗口。 3. 点击任务栏中“Method”钮，显示出的窗口左边列出多项设置条款，逐一点击进行设置，无特殊需要可用缺省值。标准溶液的浓度应输入。本实验需设置的具体条件见表5-3，设置完毕后，点击“Method”菜单中的“Save”，给方法命名后储存。(3) 测定 1. 启动。开足各路氩气，夹紧蠕动泵夹子，开排风机，点击任务栏中的点火按钮，仪器自动点燃ICP

34、炬，并开泵使雾化系统工作。 2. 试运行。打开新编的方法窗口，点击“Run”菜单，选“Standard”弹出“标准化”对话框，选择“高标”，吸入待测组分的标准混合液，看各组分的扫描图，对准峰值进行修正。若谱线强度过小，可换线。如无信号，说明照相镜头未对准，可运行工具栏中“Full Frame”命令，拍全谱，选定所需谱线对光。此外，再运行“高标”，吸入样品试液扫描，看干扰情况并选择合适的背景校正点。若干扰严重应另选线。最后，点击“Done”，结束试运行。 3. 标准化。在菜单栏上点击标准化图标，重开标准化对话框，分别运行“低标”和“高标”并吸入相应溶液，完成对仪器的标准化。结果存盘。 4. 吸入

35、未知试液，仪器自动运行清洗及采集信号，计算出试液中待测元素浓度，存盘并显示出来。若不满意可删除，重新测定。(4) 关机 1. 测定完毕后，依次吸入稀HNO3及去离子水清洗雾化系统数分钟。然后，点击任务栏中熄火图标，熄灭ICP炬，同时蠕动泵停转，松开泵夹，以免泵管长时间受压而变形。 2. 在菜单栏上选点“CID温度”，则显示CID的冷却温度变化，待升至室温后，关掉氩气源。 3. 关闭主机电源，关闭排风机，清除废液，做好清洁工作。打印测定结果，关闭电脑，结束实验。§3.2 光谱分析法实验实验一 微量铁的测定实验目的 1.掌握72型和721型分光光度计的使用方法；2.掌握用比色法测定微量成

36、分或杂质的操作。实验原理测定物质中的微量成分或杂质，如果采用滴定分析或重量分析的方法，相对误差会很大，因此多采用较准确且简便快速的比色分析法。比色分析法是根据被测定成分在一定条件下和某种试剂作用生成有色溶液后，再与标准溶液进行颜色深度的比较来判断被测定成分的含量的分析方法。用比色法测定微量成分时，一般相对误差约为15。比色分析的方法主要分为两大类，第一类是目视比色法。其中又可分为标准系列法、侵入比色法、稀释法比色滴定法等。第二类是光电比色法。目视比色法的设备较简单，但误差较大。光电比色法较灵敏准确，但在操作时要注意电源的稳定和电池的保护。本实验采用72型和721型分光光度计进行比色。用比色法测

37、定试样中的微量铁时，可选用NH4SCN、磺基水杨酸（以SSal表示）或邻菲罗啉（以Phen表示）为显色剂。SCN-与Fe3+在稀HNO3溶液中能形成一系列血红色络合物Fe(SCN)n3-n。但不稳定、易褪色、灵敏度低，逐渐被SSal和Phen所替代。SSal2-与Fe3+在pH值811.5下形成黄色络合物(Fe(SSal)n)3-，邻菲罗啉在pH值19时与Fe2+形成橙红色络合物Fe(Phen)32+，二者都灵敏、稳定，故应用较多。本实验选用邻菲罗啉为显色剂测定水中微量铁。邻菲罗啉(O-Phenanthroline,缩写为Phen)，分子结构式是： (C12H8N2)在pH值29范围内，能与亚

38、铁离子(Fe2+)形成很稳定的橙红色络合物：在波长508nm处有最大吸收，消光系数1.1104（max处），最低检出浓度为510-6mol.L-1。通常在510nm处（或绿色滤光片）进行比色测定。当Fe3+形式存在时，要预先用还原剂盐酸羟胺NH2OH·HCl（或对苯二酚）将其还原为Fe2+：2Fe3+2NH2OH·HCl2Fe2+N2O+6H+2Cl-+H2O本法显色速度较慢，故要放置10分钟，但若pH过小（pH<2），显色速度更慢且色变浅。Bi3+、Ca2+、Hg2+、Ag+、Zn2+等离子与显色剂形成沉淀。Co2+、Cu2+、Ni2+等离子则形成络合物。故应注意它

39、们的干扰。较大量的草酸盐（pH>6时）及酒石酸盐（pH>3时）无干扰，而CN-严重干扰测定。仪器与试剂仪器：721型分光光度计一台；比色皿一套。试剂：1. 0.1mg·mL-1铁标准溶液的配置：在分析天平上准确称取分析纯铁铵钒NH4Fe(SO4)2·12H2O0.8640g放于250mL烧杯中，加50100mL水溶解，加4mol·L-1H2SO440ml(或浓H2SO45ml)酸化，定量转移到1L容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。所得标准溶液每mL含Fe3+0.1mg；2. 0.1%邻菲罗啉水溶液：称取0.1g邻菲罗啉溶于100mL水中，加数滴醋酸使其溶解完

40、全；3. 1%盐酸羟胺水溶液：称取1g盐酸羟胺溶于100mL水；4. HAc-NaAc缓冲液（pH=4.6）：称取1.36g分析纯醋酸钠，加120mL冰醋酸溶解醋酸钠后，加水稀释至500mL。实验步骤1. 标准系列的配制用刻度移液管分别移取0.1mg·mL-1的Fe标准溶液0.0mL、0.3mL、0.6mL、0.9mL、1.2mL、1.5mL、1.8mL分别放入7只50mL容量瓶中（即相应各瓶内含铁为0.00mg、0.03mg、0.06mg、0.09mg、0.12mg、0.15mg、0.18mg），依次分别加入HAc-NaAc缓冲液5mL，盐酸羟胺溶液3mL，混匀，稍放置，再分别加入

41、邻菲罗啉5mL，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置10分钟。用1cm比色皿做以下实验。2. 邻菲罗啉铁吸收曲线的绘制将上述含铁0.09mg/50mL、0.18mg/50mL和空白溶液分别装入三个1cm比色皿中，以空白溶液为参比溶液调节透光率100%点（即吸光度的零点）用分光光度计分别在420、440、460、480、490、500、505、510、515、520、540、560、580、600、620、640nm波长处测其吸光度（每次改变波长时，都要调节透光率100%点，而后再测其吸光度）。以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制邻菲罗啉的吸收曲线，求其最大吸光度时的波长maxnm值。3. 标准曲线

42、的绘制 将上述标准系列由稀到浓依次放入1cm比色皿中，用分光光度计在最大吸收的波长（max=510nm）处，用空白溶液作参比测其不同浓度的吸光度，若用光电比色计，选绿色滤光片。以吸光度为纵坐标，铁含量（mg/50ml）为横坐标绘制标准曲线。4. 水样中铁含量的测定用刻度移液管移取水样2mL放于50mL容量瓶中，按配制标准系列的操作顺序，加入各种试剂使之显色，用水稀释至刻度，摇匀。10分钟后，同样以空白溶液参比，用1cm比色皿在510nm下测定水样的吸光度Ax。结果计算由标准曲线上求出相应的铁含量为cxmg/50mL，再求出原水样中含铁量。思考题1. 选择单色光的原则是什么？2. 邻菲罗啉与NH

43、4SCN相比有何优点?3. 使用空白溶液的目的是什么?4. 用邻菲罗啉法测定铁时,为什么在测定前需加入还原剂盐酸羟胺?写出有关反应式。附: 基本条件试验和络合物组成的测定一条件实验1.吸收曲线的绘制（不同波长的吸收情况。见前）。2.有色溶液的稳定性。在50mL容量瓶中加入2mL 0.001mol·L-1标准铁溶液，1mL 10%盐酸羟胺溶液，加入2mL 0.15%邻菲罗啉溶液，5mL 1 mol·L-1NaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀，立即在所选择的波长下，用1cm比色皿，以相应的试剂溶液为参比溶液，测定吸光度。然后放置0分钟、5分钟、10分钟、30分钟、1小时、2小时、

44、3小时、24小时，测定相应的吸光度。以时间为横坐标，吸光度为纵坐标，绘出吸光度-时间曲线，从曲线上观察此络合物稳定性的情况，其曲线用A-t曲线表示。3.溶液酸度的影响在9只50mL容量瓶中，分别加入2mL0.001mol·L-1标准铁溶液，1mL10%盐酸羟胺，2mL0.15%邻菲罗啉溶液，从滴定管中分别加入0mL、2mL、5mL、8mL、10mL、20mL、25mL、30mL、40mL0.1 mol·L-1NaOH溶液，摇匀。以水稀释至刻度，摇匀。用精密pH试纸测定个溶液的pH值。然后在所选择的波长下，用1cm比色皿，以各自相应的试剂溶液为参比溶液，测定其吸光度。以pH值

45、为横坐标，溶液相应的吸光度为纵坐标，绘出A-pH值曲线，找出进行测定的适宜pH区间。其曲线用A-pH值曲线表示。4. 显色剂浓度的影响取7只50mL容量瓶，各加入2mL 0.001 mol·L-1标准铁溶液和1mL 10%盐酸羟胺溶液，摇匀，分别加入0.10mL、0.30mL、0.50mL、0.80mL、1.0mL、2.0mL、4.0mL0.15%邻菲罗啉溶液，然后加入5mL1 mol·L-1醋酸钠，以水稀释至刻度，摇匀。在721型分光光度计上，用1cm比色皿，选择适宜的波长，以试剂为参比溶液，测定显色剂各浓度下的吸光度。以显色剂邻菲罗啉的体积为横坐标，相应的吸光度为纵坐标

46、，绘制吸光度-试剂用量曲线。从而确定在测定过程中应加入试剂的体积。其曲线用A-C表示。二络合物组成的测定摩尔比法取9只50mL容量瓶，各加入1mL0.001 mol·L-1标准铁溶液，1mL10%盐酸羟胺溶液，依次加入0.001 mol·L-1邻菲罗啉溶液1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL、3.0mL、3.5mL、4.0mL、4.5mL、5.0mL，然后各加5mL1 mol·L-1醋酸钠，用水稀释至刻度，摇匀。在所选择的波长下，用1cm比色皿，以各自的试剂溶液为参比液，测定各溶液的吸光度。以吸光度对CR/CM作图，根据曲线上前后两部分延长线的交点位置，

47、确定反应的络合比。三记录格式1.吸收曲线的测绘分光光度计型号： 液槽厚： 日期：波长（nm）420440460480490500505510吸光度A波长（nm）515520540560580600620640吸光度A2. 邻菲罗啉络合物的稳定性分光光度计型号： 波长： 液槽厚： 日期：放置时间0分5分10分30分1小时2小时3小时24小时吸光度A3. 酸度的影响分光光度计型号： 波长： 液槽厚： 日期：容量瓶号1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 NaOH加入量（mL）0.00 2.00 5.00 8.00 10.00 20.00 25.00

48、 30.00 40.00 pH吸光度A4. 显色剂浓度的试验分光光度计型号： 波长： 液槽厚： 日期：容量瓶号1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 NaOH加入量（mL）0.10 0.30 0.50 0.80 1.00 2.00 4.00 吸光度A5. 邻菲罗啉与铁的摩尔比测定分光光度计型号： 波长： 液槽厚： 日期：容量瓶号1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 邻菲罗啉加入量（mL）0.50 1.00 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 5.00 摩尔比R邻/RFe吸光度A6. 标准曲线制作与铁含量的测定

49、分光光度计型号： 波长： 液槽厚： 未知液号: 日期：试液0.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.0 吸取的体积总含铁量吸光度A四曲线的绘制1.吸收曲线；2.A-t曲线；3.A-pH曲线；4.A-摩尔比曲线；5.A-c曲线；6.标准曲线。用方格纸绘制，贴在报告本上。实验二 不同溶剂中丙酮紫外光谱的测绘及氢键强度测定实验目的1了解752N紫外可见分光光度计的操作方法。2掌握紫外光谱的绘制方法。3观察溶剂极性对最大吸收波长位置影响4掌握紫外光谱法测定氢键强度实验原理有机化合物分子吸收紫外光，可使价电子发生*、n*、*和*跃迁呈现紫外吸收光谱。在近紫外光谱区产生的B带、K带和R带

50、具有鲜明的特征性，可用于苯环、共轭多烯和杂原子双键等发色团的鉴定。溶剂除对吸收带的形状和强度有影响外，也影响吸收带的位置。一般随着溶剂极性的增加，*跃迁向长波方向移动，而*跃迁向短波方向移动。为了研究和准确鉴定发色团，必须正确选用固定的溶剂，在绘制比较用的紫外吸收光谱图时，必须采用相同的溶剂，以排除溶剂极性对吸收光谱的影响。本实验通过绘制丙酮在不同极性溶剂中的紫外吸收光谱，观察溶剂极性使谱带位置发生位移的规律，测定丙酮在极性溶剂中的氢键强度。仪器与试剂1752N紫外可见分光光度计 2lcm石英吸收池350ml容量瓶 3个41ml吸量管 1支实验步骤1试液的配制取三个50mL容量瓶，洗净后分别用

51、少量水、乙醇、环已烷洗涤三次，晾干。分别移取0.20mL丙酮于各容量瓶中，用相应的溶剂稀释至刻度，摇匀备用。2紫外光谱的测绘将丙酮溶液和相应的溶剂分别装入两只1cm石英吸收池中，盖好池盖后，以相应的溶剂作参比，在220320波长范围内测定各丙酮溶液的吸光度，每隔5nm测定一次（250280nm的最大吸收段每隔2nm测定一次）。谱图绘制及讨论1选择适当比例，以吸光度为纵坐标，波长为横坐标，在同一方格纸上绘制吸收光谱图，注明实验条件，找出谱带的最大吸收波长位置。说明各吸收峰是由何跃迁引起的。2说明溶剂极性对最大吸收波长位置影响的变化规律。3计算丙酮在极性溶剂中的氢键强度。附注1石英吸收池是贵重精密

52、器皿，必须遵守使用规则，严禁手触光面，严防打碎。要用镜头纸擦净透光面。2凡改变波长时，均需用参比溶液重新调至吸光度零点。3实验结束后，依次用稀盐酸（或合适的溶剂）、蒸馏水洗净石英吸收池。严禁用强碱液洗涤。思考题1在近紫外光区可观察到什么吸收谱带？它是由什么发色基团产生的？2随着溶剂极性的增大，各吸收带将发生什么变化？ 实验三 导数分光光度法测定有丙酮干扰时乙醇中微量苯实验目的 1.了解导数分光光度法的基本原理与特点。 2.掌握用导数分光光度法进行定量分析的技术。实验原理导数光谱是对吸收光谱进行微分处理，而得到一条吸光度A对波长的变化率曲线。导数光谱的主要特点是在合适的测量条件下能分辨重叠的吸收

53、峰、辨认和放大较强吸收峰所掩盖的弱吸收峰或吸收曲线上的微小肩峰、以及消除宽带背景吸收。若采用普通的分光光度法测定，则由于乙醇中所含少量的丙酮对微量苯的测定有严重的于扰而无法进行，见图6.6。而在导数光谱中，在原始吸收光谱中的微小苯峰被放大，见图6.8(b)。在4阶导数光谱中，丙酮的干扰被消除，见图6.8(a)。因此，在干扰组分丙酮存在下，用导数分光光度法可以直接测定乙醇中的微量苯，而无需预先分离掉丙酮。 （6.5） 导数分光光度法定量分析的基础是比尔定律。若以A =bc表示比尔定律，则对吸光度A微分，可以得到下列导数关系式：式中，b是吸收池厚度；c为待测组分的浓度。由此可见，吸光度A的各阶导数

54、值均与待测组分浓度成线性关系，并当摩尔吸光系数的各阶导数值为最大时，具有最大的测定灵敏度。 导数光谱峰的测量主要有以下几种方法（见图6.9）。仪器与试剂 1. 岛津UV-2450紫外可见分光光度计 2. l ml.L-1苯的乙醇溶液3. 20ml.L-1丙酮的乙醇溶液 4. l20ml.L-1苯+丙酮的乙醇溶液实验步骤 1. 分别将上述溶液稀释10倍，测定吸收光谱曲线以及苯、丙酮的14阶导数光谱曲线（用乙醇作溶剂及参比溶液）。 2. 根据选定的条件绘制得到苯、丙酮的4阶导数光谱图，确定用于微量苯的定量分析所采用的导数峰值以及（波长）位置。 3. 配制苯+丙酮的乙醇标准溶液，分别取1，2，3，4，5mL于10 mL容量瓶中，用乙醇作溶剂，测量导数光谱峰高，绘制苯的导数值一浓度的工作曲线。 4. 定未知样品中苯的含量，取未知样品4mL用乙醇作溶剂。同上测定其导数光谱峰高，并求其中微量苯含量。数据处理 1. 分别绘制苯、丙酮的乙醇溶液的l4阶导数光谱图。 2. 以苯+丙酮的乙醇溶液的导数光谱峰高为纵坐标，浓度为横坐标，制成峰高一浓度曲线，计算回归方程，并求未知试样浓度。思考题和普通的分光光度法相比较，