两组分混合物的同时测定试验

1、仪器分析实验报告 一实验二 两组分混合物的同时测定实验二 两组分混合物的同时测定学号36010712姓名 张中豪实验日期2009年 月 卫0日第 一 组同组姓名张雪、张琳琳、傅磊、洪延教师评定【实验目的】1. 掌握分光光度法两组分同时测定的方法；2. 学习导数光谱的绘制；3. 掌握导数分光光度法同时测定两组分的方法特点【实验原理】(1)分光光度法同时测定两组分混合物：当体系中有几个组分时，根据吸光度的加和性，体系总吸光度为各组分吸光度之和:nnA总八A = b'心 （1）i 1i吕式中：A总为各组分吸光度 A之和；Ci和；j分别为i组分的浓度和摩尔吸收系数。各组分的吸收光谱既是部分重叠

2、，只要服从吸收定律，就可根据上式测定混合物中各组分的含量。最简单的例子时两组分混合物的测定。例如，在试样中含有两个组分 x和y,其浓度分别为Cx和Cy,在波长、和2下，测得总吸光度和A。根据式(1)，可以得出以下方程组:2-式中，和笠为x,y在波长为 人和、2时，组分x和y的摩尔吸收系数，可用已知浓度的纯组分溶液获得，即分别配制x和y的系列标准溶液，在'1和匕波长下测量x和y系列标准的吸光度，并绘制标准曲线，两标准曲线的斜率极为x和y在r和2处的摩尔吸光系数，代入解方程组，可求得Cx和5。用这种方法，原则上可以同时测定多组分混合物中各组分的含量，但组分增多，误差增大。(2)导数分光光度

3、法同时测定两组分混合物：dnAd nnd ；nd bC获得导数光谱。利用导数光谱进行分14阶导数光谱。在各阶导数光现代的紫外-可见分光光度计一般都能对吸收光谱进行微分处理， 光光度测定，称为导数分光光度法。这样的分光光度计，一般可以获得 谱中，吸光度对波长的微分值与溶液中组分的浓度仍保持线性关系：15式中，c为组分的浓度；n为导数的阶数。因此可以利用导数光谱进行定量测定。由于导数光谱灵敏度高，对于试样纯度检验，多组分混合物的测定，消除共存杂质的干扰与背景吸收，测定浑浊试样都具有特殊的优越性。导数光谱数值的测定方法有切线法、峰谷法和峰零法，即量取两个极值之间的距离p,本实验分别用分光光度法和导数

4、分光光度法测定Cr和Co混合物的浓度。【主要仪器和试剂】仪器：GBC-ci ntralOe 分光光度计；容量瓶：25mL8个；试剂：Co(NO 3)2标准溶液0.350mol/L;Cr(NO 3)3标准溶液0.100mol/L;Co 和Cr混合试样。【实验步骤】(1)分光光度法同时测定两组分混合物组成：配制标准系列溶液：在 4个25mL容量瓶中，分别加入 2.50,5.00,7.5,10.00mL 的Co(NC3) 2标准溶液。 另取4各25mL容量瓶，分别加入 2.50,5.00,7.5,10.00mL 的Cr(NOs) 3标准溶液。分别用去离子水稀释至 刻度，摇匀。绘制。02+和Cr3+标

5、准溶液的吸收光谱：用1cm吸收池，以去离子水做参比溶液，在可见光区分别绘制Co2+和Cr3+溶液的吸收光谱，并由曲线上找出、和、2。标准曲线的绘制：以蒸馏水为参比，在和'2分别测定配制的 Co(NQ)2和Cr(NO3) 3系列标准溶液的吸光度，并分别绘制二者的标准曲线。混合试样吸收光谱：用 1cm吸收池，以去离子水作参比溶液，绘制混合试样的吸收光谱，读出试液在 波长1和'2处的吸光度A1和A 2。14阶导数光谱。(2)导数分光光度法测定两组分混合物：绘制Co和Cr标准溶液的导数光谱：以去离子水作参比溶液，分别绘制标准溶液选择适当阶数的导数光谱作为定量分析的依据。14阶导数光谱。

6、绘制混合试样的导数光谱：在上述条件下，绘制混合试样的【实验数据及结果】1.分光光度法(1 )标准曲线的绘制Co标准液，入=450nm,拟合斜率=3.08857浓度、(、mol/L )项目0.0350.0700.1050.14010.10130.20720.31710.424620.10150.20680.31720.425230.10170.20700.31740.4256平均0.10150.20700.31720.4251Fit Curve 1Co标准液，入=540nm,拟合斜率=2.25914浓度项目0.0350.0700.1050.140i0.07100.14670.22670.3076

7、20.07100.14650.22690.307930.07120.14660.22720.3082平均0.07110.14660.22690.30790.350.30-l0.04o.os0.050.020.25-IFit Curve 1浓度cCr标准液，入=45Onm,斜率=9.917浓度'（moi/L）项目0.0100.0200.0300.04010.09560.19680.29230.394520.09600.19610.29230.394530.09610.19620.29240.3944平均0.09590.19640.29230.3945Fit Curve 1Cr标准液，入=

8、540nm,斜率=6.878、-、浓度X（mol/L）项目、0.0100.0200.0300.04010.08070.14770.21680.286720.08110.14810.21710.287130.08130.14810.21780.2878平均0.08100.14800.21720.2872（2）未知液浓度的计算测定、尹象 项目、未知液入=nm未知液未知液（稀释10倍）入=nm未知液（稀释10 倍）人=nm入=nm1212121212.62232.62771.82471.83110.25800.19380.25560.191822.62532.63161.82671.83290.25

9、780.19380.25590.192332.62742.63251.82921.83410.25770.19370.25600.1927平均2.62502.63061.82691.83270.25780.19380.25580.1923测量发现，未知液浓度的吸光度标准溶液在线性范围之外，所以将未知液稀释十倍以后再测量其吸光由实验原理中的公式可知，解方程组Ax -"二 A祝Cy其中x为Co, y为CrA yA2=/Cyx1=3.089;,J =9.917爲=2.259;,；y2 = 6.878带入稀释后的值，解方程组，得：第一组：CCo（稀释）=0.1355 mol/L CCr（稀释

10、）=-0.0163mol/L第二组：CCo（稀释）=0.1278 mol/L CCr（稀释）=-0.0140mol/L2.导数分光光度法由吸收图谱可以看出，Cr在400nm和600nm左右有吸收峰，而 Co在500nm左右有吸收峰，所以,计算Co浓度系数应选择500nm处的极值距离，计算 Cr浓度应选择400nm或者600nm左右的极值距离Co标准曲线导数，取第一和第二组较为明显的波峰和波谷0.035 mol/L0.070 mol/Lp1- !浓度(mol/L)0.0350.0700.1050.140波峰组12121212波峰y0.0025850.0016460.0050920.0032290

11、.0077110.0049170.0103410.0066260.105 mol/L0.140 mol/L波谷y'0.001147-0.0034110.002345-0.0067470.003569-0.0102120.004827-0.013749极值距离p0.0014380.0050570.0027470.0099760.0041420.0151290.0055140.020375拟合斜率1=0.03892，拟合斜率2=0.14602Cr标准曲线导数，取第一和第二组较为明显的波峰和波谷0.010 mol/L0.020 mol/L0.040 mol/L0.030 mol/L浓度(mo

12、l/L)0.0100.0200.0300.040波峰组12121212波峰y0.0030760.0022760.0064170.0032830.0094390.0040690.0128690.006601波谷y'-0.002518-0.001583-0.005499-0.003372-0.008245-0.005086-0.011074-0.006879极值距离p0.0055940.0038590.0119160.0066550.0176840.0091550.0239430.01348拟合斜率1=0.60815，拟合斜率 2=0.31363未知样（测两次）取400nm和500nm左右

13、较为明显的波峰和波谷,图中A为波长，B为导数值D.06-.in-0.03-400KO实验编号12波峰组400nm500nm400nm500nm波峰y0.0490760.0291380.0490760.029278波谷y'-0.022140-0.017254-0.021550-0.017366极值距离p0.0712160.0463920.0706260.0466441 2对于Co,取500nm左右处的编号第 2组极值距离，k1=0.14602对于Cr，取400nm左右处的编号第1组极值距离，k2=0.60815p1=k1C1, P2=k2C2将编号第1组p带入，为Co, C2为Cr,解得

14、,C1= 0.318 mol/L， C2=0.117 mol/LC1= 0.319 mol/L， C2=0.116 mol/L将编号第2组p带入，C1，为Co， C2为Cr，解得,【结果讨论】在采用分光光度法同时测定两混合物组成时，从结果看，由于有一个组分的结果为负数，实验失败。 分析原因如下：（1）标准溶液配制：将原液转移到容量瓶的过程中部分溶液沾到容量瓶刻线以上部分的内壁上，而且后 来滴加去离子水至容量瓶刻线时不慎超过了刻线，故造成容量瓶内溶液体积实际高于所规格的体积，使溶液浓度偏低。(2)比色皿：比色皿没有清洗干净，表面残留有较多的前一组测量物质，影响了本组测量，或者比色皿上残留有少量气

15、泡，影响了光度的吸收。【注意事项】1. 比色皿每次使用都要清洗干净。依次用自来水，弱碱洗涤剂，蒸馏水仔细淋洗。2. 使用前先用被测溶液淋洗内壁3次，注意保护其透光面，拿取时不要触碰到。3. 比色皿要配对使用，不同盒子里的比色皿不能混用。4. 比色皿放入比色皿槽架时应该有固定朝向。【思考题】1、 分光光度法中，两组分同时测定时，如何选择测定波长和匕？答：在紫外波长分光的光谱范围，如300-800nm分别对于两个组分的标准试样进行扫描，将两个扫描结果吸光度图谱重叠比较，选出两个吸收峰线的交点，即能让对两个组分的吸光度都很大的点。此两点对应的波长即为测定波长 入1, 2°2、导数光谱条件(光谱带通、扫描速度、步长)的改变，对导数光谱是否产生影响？试加以说明。答：(1)光谱带通又称单色仪的光谱通带或带宽。指单色仪出射狭缝的辐射波长区间宽度。如出射狭缝为S(mm)，单色仪的倒线色散率为D(nm/mm)，则光谱通带 入=DX S(nm)i. 光谱带通越大，导数光谱的扫描范围越大。狭缝设定的越窄，图谱分辨率越高，但信噪比下降；当狭缝过宽时，图谱的重现性变好，但峰形变宽，有时会将有用的小峰掩盖在其中；ii. 如果狭缝选择的较窄，扫描速度应该放慢；因为检测器尽管比人的眼睛灵敏，但也有惰性；当狭缝窄扫描速度快时，检测器的响应速度下