仪器分析实验手册

1、Department of ChemistryCapital Normal University仪器分析实验手册Laboratory Manual ofInstrumental Analysis首都师范大学北京市化学实验教学示范中心2010-10前 言仪器分析实验是仪器分析化学课程的重要组成部分。通过学习本课程，使学生加深对各种仪器分析方法的基础理论和工作原理的理解，正确和较熟悉地掌握仪器分析方法的基本操作，培养学生运用仪器分析手段解决实际问题的能力，为后续课程的学习及科研工作打下良好的基础。本讲义是在总结我系仪器分析教学经验基础上，结合我校现有实验条件编写而成。实验内容包括电化学分析、原子发

2、射光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法和毛细管电泳法等，共5个实验。 【仪器分析实验目的】(1) 正确、熟练地掌握仪器分析实验的基本操作技能，学习并掌握典型的分析方法。(2) 熟悉并掌握各种常见分析仪器的基本原理，认真学习它们的使用方法和性能。(3) 通过一些验证性实验，使学生充分运用所学的理论知识指导实验；培养手脑并用能力和统筹安排能力。(4) 通过一些综合性实验，培养学生的综合素质及科研能力。(5) 培养严谨的科学态度和实事求是、一丝不苟的科学作风；培养科学工作者应有的基本素质。 【仪器分析实验基本要求】仪器分析实验是让学生以分析仪器为工具亲自动手去获取需要的信息，是在老师指导下所进行的一种

3、特殊形式的科学实践活动，是学生未来走向社会独立进行科学实践的预演。因此，学生进行教学实验，决不是按照仪器分析实验教材所说明的操作步骤做一遍，测几组实验数据，写一个简单的实验报告就行了，而是要通过仪器分析实验对具体的实验过程有一个直观、感性的认识，在此基础上再通过认真、严格、细致的操作练习，在获取实验数据的过程中培养良好的科学作风和独立从事科学实践的能力，为学习后续课程和将来参加工作打下良好的基础。(1) 学生在实验之前，应做好预习工作，仔细阅读仪器分析实验教材中的规定与要求，弄清楚方法的原理、实验操作的程序和应注意的事项，特别是安全事项，认真做好预习笔记。(2) 学生应在实验教师的指导下开启或

4、使用实验仪器，不得擅自开启或使用实验仪器。(3) 严格按照仪器分析教程和仪器操作说明书操作，出现意外，应随时告知实验指导教师。(4) 学生实验开始后，要求学生细心观察和详细记录实验中发生的各种实验现象，随时记录所有实验数据在专用的实验记录本上，记录的原始数据不能删改，如有疑问可与同组学生进行现场讨论，并通过与指导老师的探讨解决疑问，必要时可重做实验，最后经指导老师认可后完成实验内容。(5) 认真阅读“实验室安全制度”和“学生实验守则”，遵守实验室的各项规章制度。了解消防设施和安全通道的位置。树立环境保护意识，尽量降低化学物质(特别是有毒有害试剂以及洗液、洗衣粉等)的消耗。(6) 保持实验室内安

5、静、实验台面清洁整齐。爱护仪器和公共设施，树立良好的公共道德。(7) 认真、及时写好实验报告。撰写实验报告是仪器分析实验的延续和提高，实验数据的处理与分析都要在报告中体现出来。报告的内容除了实验名称、日期、方法和原理、实验仪器型号、所用试剂规格与浓度、实验操作条件、步骤、实验数据(图谱)、实验现象等规范内容外，还要包括学生对该实验的总结与讨论，对少数实验异常现象的分析和解释等。对实验中异常情况的深入分析和解释，有可能启发人们从中发现新的实验事实和苗头，获得意想不到的有价值的实验结果。(8) 教师应提前进入实验室，检查实验仪器设备，在实验前先检查学生的预习情况，结合当次实验内容中涉及的操作要点对

6、学生进行简要讲解，然后指导学生做好实验准备工作。实验过程中，不得擅自离开实验室。注意巡视观察，认真辅导，随时纠正个别学生不规范的操作。目 录实验一 电化学分析法 Electroanalytical Chemistry实验题目1：极谱分析中的氧波、极大现象及迁移电流的消除实验题目2：单扫描示波极谱法同时测定铅和镉实验地点：实验楼203室实验二 原子吸收光谱法 Atomic Absorption Spectrometry实验题目：原子吸收分光光度法测定水中钙实验地点：实验楼313室实验三 气相色谱法Gas Chromatography实验题目：气相色谱的定性和定量分析实验地点：实验楼107室实验四

7、 高效液相色谱法 High Performance Liquid Chromatography 实验题目：高效液相色谱法测定化妆品中防腐剂的含量 实验地点：实验楼105-2室实验五 高效毛细管电泳法 High Performance Capillary Electrophoresis实验题目：高效毛细管电泳法快速测定防腐剂的含量实验地点：实验楼105-1室实验一 电化学分析法实验内容1：极谱分析中的氧波、极大现象及迁移电流的消除一、 基本原理极谱法是在静止溶液中以滴汞电极(DME)为工作电极的伏安方法。极谱仪测量原理如图11所示。在通常的极谱分析中，滴汞周期为35 s，施加在DME上的线性变化

8、电压很慢，约为/min。记录连续滴落汞滴上曲线呈形，称为极谱图，如图12。 图1-1 极谱法的基本装置和电路 图1-2 Cd2+的极谱图E-电源；R-可变电阻；G-电流表 A: 支持电解质， 1 mol/L HClV-电压表；DME-滴汞电极； B: 5 10-4 mol/L Cd2+在1 mol/LHCl中SCE-甘汞电极; C-电解池滴汞电极的“电位窗口”相对参比电极在负值区，溶液中的溶解氧在此范围产生两个还原波见图13，干扰大多数物质的测定，必须采取适当的方法以消除氧的干扰。在不同的介质中，需选用不同的除氧方法。本实验是在中性溶液中，可通纯N2除氧。图1-3 0.1 mol/LKCl的极

9、谱图a：用空气饱和； b：氮气除氧后极谱分析时，一些物质在滴汞电极上反应，电流随极化电压的增加而迅速增加到一极大值，然后下降到扩散电流的正常值。如图1-4所示。这种极谱曲线上出现的比扩散电流大得多的不正常“电流畸峰”，称为“极谱极大”。影响极谱极大的产生，形成，形状以及大小的因素很多。一般说来，溶液愈稀，极大现象也就愈明显。然而极大的大小与被测物质的浓度没有简单关系，故应加以除去。在溶液中加入少量的表面活性物质，能抑制极大现象。常用的试剂有明胶、聚乙烯醇、TritonX100等。图1-4 极谱极大1-极大极谱波；2-消除极大极谱波迁移电流是被测离子在外加电场的作用下，正离子向负极移动，负离子向

10、正极移动，并分别在电极上被还原和被氧化所产生的电流。迁移电流与被测离子没有定量关系，故必须除去。消除的方法是在极谱试液中加入大量的“惰性支持电解质”。常用的支持电解质有KCl、KNO3、NH4Cl、HCl等。二、 实验内容【实验目的】1. 熟悉极谱分析的基本原理。2. 掌握在极谱测量中怎样消除干扰电流的方法。3.【仪器试剂】1. 笔录式极谱仪。2. 氯化钾溶液：0.1 mol/L, 0.01 mol/L。 mol/L PbCl2 溶液。 % 明胶溶液。【实验步骤】1. 溶解氧的极谱波和极大现象取1.0 mL 0.01 mol/L KCl溶液，置极谱电解池中，再加入9.0 mL蒸馏水，采用移液管

11、挤入空气气泡，使试液中的溶解氧尽量达到饱和。然后提高储汞瓶，待汞滴流出后，用蒸馏水吹洗电极，并用滤纸吸干插入电解池的试液中，调节汞柱高度，使滴汞周期为35 s。在外加电压0 0.2 V间，记录极谱波。2. 极大现象的抑制在上述测量溶液中，滴加2滴明胶（此时明胶的浓度约为0.005 %），搅匀。 在0 电压之间记录极谱图。3. 氧波的消除对实验步骤2 测定溶液通纯氮气10 min。然后再次记录极谱波。4. 迁移电流及其消除（1）取0.01 mol/L PbCl2 1.0 mL 于 10 mL小烧杯中，滴加0.5 %明胶两滴，加蒸馏水9.0 mL，通纯氮气5 min。在0.2 V0.7 V间记录极

12、谱图。（2）分别取0.01 mol/L PbCl2溶液 1.0 mL 置于两个 10 mL小烧杯中其中一个烧杯中加入0.1 mol/L KCl溶液9.0 mL，另一个烧杯中加入0.01 mol/L KCl溶液9.0 mL。分别滴加0.5 %明胶2滴，通N2气5 min，在0.2 V0.7 V之间记录它们的极谱图。实验完毕后，移去电解池，用蒸馏水吹洗电极几次，滤纸粘干后，降下储汞瓶。清理实验中滴落的废汞，储于安全地方。【结果处理】1. 用文字注明每幅极谱图的实验条件。2. 列表记录Pb2+的极谱电流id 与KCl浓度的关系。【问题讨论】1. 比较氧波极大、氧波及除氧后的极谱波，并写出氧在DME上

13、的化学反应式。2. 简述极谱测定中的除氧方法。3. 如果是阴离子在滴汞电极上还原时，由于迁移电流的存在，将会如何影响被测物质的测量结果？实验指导教师 邹 洪实验内容2：单扫描示波极谱法同时测定铅和镉一、 方法原理单扫描示波极谱法是为克服经典极谱法的不足而发展起来的快速电分析测量技术之一。我国制造的型示波极谱仪的基本电路示意图如图15所示。而示波极谱图如图16所示。具有测量灵敏度高，操作方便，简单等特点。图1-5 单扫描极谱仪的基本电路V-极化电压； R-可调电阻；P-荧光屏； DME-滴汞电极；SCE-甘汞电极； Pt-辅助电极单扫描示波极谱法与经典极谱法的主要不同之处是：扫描速度不同，经典极

14、谱法的比较慢，约为/min；而单扫描示波极谱法比较快，一般大于/s。施加极化电压的方式和记录谱图方法不同，经典极谱法极化电压施加在连续滴落的多滴汞上才完成一个极谱图；而单扫描示波极谱法仅施加一滴汞的生长后期12s瞬间内完成一个极谱图。前者采用笔录式记录法，而后者采用阴极射线示波管法。定量分析依据的电流方程也不同，经典极谱法服从尤考维奇（Illkovich）方程，而示波极谱法则服从RandlesSevcik方程。图1-6 单扫描极谱图a. 一种物质还原波； b. 两种物质还原波对可逆电极反应过程，在示波极谱仪上峰电流ip可表示为：ip =2.69102 n3/2 D1/2 v1/2 A c (1

15、1)而对滴汞电极，由于电极面积不断变化，其大小可表示为：A=0.85 m2/3 t2/3 (12)代入(11)式中，即为单扫描示波极谱法在滴汞电极s上的电流方程：ip =2.29102 n3/2 m2/3 tp2/3 D1/2 v1/2 c (13)式中为ip峰电流（A），n为电子转移数，m为汞流速(mg/s)，tp为汞滴生长至电流峰出现的时间(s)，D为扩散系数(cm2/s)，v为扫描速度(V/s)，c为被测物质浓度(mol/L)。在约2.5 mol/L HCl介质中，Pb2+和Cd2+均能在滴汞电极上产生良好可逆极谱波。波峰电位分别在和左右(vs.SCE)。用常规波和导数波都可同时测定铅、

16、镉。二、 实验部分【实验目的】1. 熟悉单扫描示波极谱法的基本原理和特点2. 掌握示波极谱仪的使用方法【仪器用品】1. JP-1A型或JP-2型示波极谱仪。2. 1.0010-2 mol/L铅离子标准溶液。3. 1.0010-2 mol/L镉离子标准溶液。4. 6 mol/L 盐酸溶液。5. 0.5 % 明胶溶液。6. 氮气。【实验步骤】1. 准备移取水样20.0 mL 置于50 mL 容量瓶中，加入6 mol/L 盐酸溶液10 mL，用0.5 % 明胶溶液1.0 mL。用二次蒸馏水稀释至刻度，摇匀，备用。2. 移取上述溶液10.0 mL 置于小烧杯中，于示波极谱仪上以0.3V为起始电位，测量

17、铅、镉的阴极化常规波峰电流和峰电位。改用导数波方式，测量其峰高度。将“极化方式”旋钮至阳极化方式，测量常规波峰电流和峰电位；导数波高度。3. 在上述测量溶液中，分别1.00102 mol/L铅和1.00102 mol/L镉标准溶液个各0.20 mL，搅匀后同操作2 测量阴极化常规波峰电流和峰电位，导数波高度。4. 再取上述试液10.0 mL 置于小烧杯中，通入氮气10 min，按操作2、3 进行测量。【结果处理】1. 用表格形式列出所测量的数据。2. 从峰电位数据，计算铅和镉的E值。3. 按下述标准加入法公式： (14)计算水样中铅和镉的浓度。式中c为被测物质在试液中的浓度，V为试液体积，cs

18、和Vs为加入标准溶液的浓度和体积，h和H分别为加入标准溶液前后的波峰高度。【问题讨论】1. 通N2气和N2气不同测量的结果有何差别？溶解氧是否影响铅、镉的示波极谱法测定？2. 阴极化和阳极化方式测出的铅和镉的ipa / ipc是多少？请对所测量结果给出合理解释。3. 单扫描示波极谱波的主要特点是什么？导数波方式测量有何优点？ 实验指导教师 邹 洪实验二 原子吸收分光光度法测定水中钙一、 基本原理原子吸收光谱法（atomic absorption spectrometry, AAS），又称为原子吸收分光光度法或简称为原子吸收法。原子吸收是指气态基态原子对于同种原子发射出来的特征光谱辐射具有吸收能

19、力的现象。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外层电子由基态跃迁到较高能态所需能量的频率时，原子就产生共振吸收。原子吸收分光光度法就是根据物质产生的原子蒸气对特定波长光的吸收作用来进行定量分析的。当光源发射的某一特征波城的辐射通过原子蒸气时，被原子中的外层电子选择性吸收，使透过原子蒸气的入射辐射强度减弱，其减弱程度与蒸气相中该元素的原子浓度成正比。原子吸收光谱法的特点：(1) 检出限低，灵敏度高。火焰原子吸收法的检出限可达到10-9 级，石墨炉原子吸收法的检出限可达到10-1410-10g。(2) 分析精度好。火焰原子吸收法测定中等和高含量元素的相对标准差可小于1%，其准确度已

20、接近于经典化学方法。石墨炉原子吸收法的分析精度一般为3%5%。(3) 分析速度快。原子吸收光谱仪在35 min 内能连续测定50 个试样中的6 种元素。(4) 应用范围广。可测定的元素达70 多种，不仅可以测定金属元素，也可以用间接原子吸收法测定非金属元素和有机化合物。(5) 仪器比较简单，操作方便。(6) 原子吸收光谱法的不足之处是多元素同时测定尚有困难，有相当一些元素的测定灵敏度还不能令人满意。二、 仪器简介原子吸收分光光度计由锐线光源、原子化器、分光系统和检测系统等四部分组成。图2-1 原子吸收光谱仪结构示意图锐线光源：光源的作用是发射出能为被测元素吸收的特征波长谱线，对光源的要求是发射

21、的特征波长的半宽度要明显小于吸收线的半宽度，辐射强度大，背景低，稳定性好，噪声小且使用寿命长，目前最常用的光源是空心阴极灯。原子化器：原子化器的作用是提供能量，使样品中的分析物干燥、蒸发并转化为气态原子。常用的气态原子化器为火焰和非火焰两种。火焰原子化器一般为预混合型原子化器，由雾化器、雾化室和燃烧器三部分组成。非火焰原子化器：如高温石墨炉。分光系统：原子吸收光谱的分光系统是用来将待测元素的共振线与干扰的谱线分开的装置。它主要由外光路系统和单色器构成。外光路系统的作用是使光源发出的共振谱线能正确地通过被测试样的原子蒸气，并投射到单色器的入射狭缝上。单色器的作用是将待测元素的共振谱线与其他谱线分

22、开，然后进入检测装置。检测系统：在原子吸收分光光度计上，广泛采用光电倍增管作检测器。它的作用是将单色器分出的光信号转变为电信号。这种电信号一般比较微弱，需经放大器放大。信号的对数变换最后由读数装置显示出来。三、 实验内容【实验目的】1、掌握用标准曲线法测定水中钙的方法原理2、学会正确使用火焰原子吸收分光光度计3、初步掌握原子吸收光谱分析时重要操作条件的选择【实验用品】1. Z-8000型原子吸收分光光度计2. 容量瓶（100 mL）8只；3. 吸量管（10 mL）2支、（5 mL）2支；4. 钙标准溶液（100 mg/mL）；5. 氯化镧溶液（30 mgLa/L）【实验方案】1、钙标准系列的配

23、制吸取钙(100 mg/mL)标准溶液：0、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00 mL分别放入6只100 mL容量瓶中，各加入3 mL镧液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。2、水样准备A组：在两只100 mL容量瓶中分别加入5 mL自来水样，在其中一只加入3 mL镧液，另一只不加镧液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。B组：在两只100 mL容量瓶中分别加入10 mL自带水样，在其中一只加入3 mL镧液，另一只不加镧液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。3、操作条件的选择（1）乙炔流量的选择： 在波长422.7 nm，灯电流5 mA，狭缝0.4 nm，燃高7.5 mm，空气1.6 kg/cm2等条

24、件下，改变乙炔流量（如0.35、0.40、0.45 kg/cm2）分别测定4 mg/mL钙标液的吸光度。选出最佳乙炔流量。（2）燃高的选择：用（1）选出的最佳乙炔流量，其余条件不变，改变不同燃烧器高度（如5、7.5、10 mm）分别测定4 mg/mL钙标液的吸光度。选出最佳燃高。最后归纳出本次实验的最佳条件：空气流量 1.6 kg/cm2; 乙炔流量_kg/cm2; 燃高_mm 4、水样中钙的测定 在上述最佳条件下，依下表次序测定标准系列和水样的吸光度。编号0#1#2#3#4#5#水样（1）水样（2）mg/mL-Ca012468A 水样（1）为加镧液；水样（2）为不加镧液。5、 计算求出原水样

25、中钙的含量（mg/L）。【实验讨论】1. 本实验为什么要选择这几项操作条件？2. 空心阴极灯的作用？在使用空心阴极灯时应注意什么？3. 为了安全，在使用空气开关和乙炔开关时，在顺序上必须注意什么原则？4. 讨论测定水样中钙时加镧液的作用？实验指导教师 李志强实验三 气相色谱的定性和定量分析一、 基本原理1. 气相色谱法气相色谱法(gas chromatography, GC)是从1952 年后迅速发展起来的一种分离分析方法。它实际上是一种物理分离的方法：基于不同物质物化性质的差异，在固定相(色谱柱)和流动相(载气)构成的两相体系中具有不同的分配系数(或吸附性能)，当两相作相对运动时，这些物质随

26、流动相一起迁移，并在两相间进行反复多次的分配(吸附脱附或溶解析出)，使得那些分配系数只有微小差别的物质，在迁移速度上产生了很大的差别，经过一段时间后，各组分之间达到了彼此的分离。被分离的物质依次通过检测装置，给出每个物质的信息，一般是一个色谱峰。通过出峰的时间和峰面积，可以对被分离物质进行定性和定量分析。2. 定性分析色谱定性分析的任务是确定色谱图上每个峰代表什么物质；定性分析的根据是每个峰的保留值。在一定的色谱条件下，每种物质都有一个各自不变的保留值(tR、VR、或XR)一般不受其它组分共存的影响，对于分析比较简单的样品时，只要在完全相同的色谱条件下，分别测出未知样品中各峰的保留值(tR)与

27、各相应的已知标准纯物质的保留值进行对照，从而确定未知样品中各峰所代表的物质，这一方法称为纯物质对照法，是色谱中普遍使用、最简单的定性方法。3. 定量分析在气相色谱中，定量测定是建立在检测器给出的响应信号(色谱峰的面积Ai或峰高hi)的大小于进入检测器的被测组分的量(重量或体积)成正比的基础上，即:mi式中:mi为组分i的量；Ai和hi分别表示组分i的峰面积和峰高， fi和fhi分别表示单位峰面积、单位峰高所代表组分i的量，又称组分i的校正因子。在式中:A或h是最基本的定量依据。峰高h可用高精度直尺从色谱图上直接测得，峰面积A则是由h和其它参数计算求得的。如:Ai=1.065hiY1/2K式中:

28、 Ai表示峰面积;hi表示峰高；Y1/2表示峰高1/2处的宽度;K表示仪器的衰减在实验应用时，由于各组分在检测器上的响应值不同，即等含量各组分得到的峰高或峰面积是不同的，因此不能直接用峰高或峰面积来比较量的大小。为了使各组分的峰面积或峰高能相互比较，我们选用了某一物质(例如:苯)作为标准，与其它各物质进行比较，计算出相对校正因子。用相对校正因子即可把所有被测物质的峰面积或峰高都校正相当于这个标准物质的峰面积和峰高，从而用这种经过校正后的峰面积或峰高就可以直接计算物质的含量。相对校正因子fi，的计算公式:式中:AiAs、mims分别为物质i和标准物质s的峰面积和重量。本实验中所采用的定量计算方法

29、为峰面积归一化法，当样品中各组分都能流出色谱柱，并在色谱图上都能显示出色谱峰时，即可用此法进行定量计算。若样品中有n个组分，进样量为m，则:使用面积归一化法进行定量分析，方法简便，定量结果与进样量无关，操作条件的变化对结果影响较小，但若各组分不能全部出峰，就不能用此法计算。二、 仪器简介气相色谱仪一般包括载气系统、进样系统、色谱柱、检测器和记录系统等五个部分，见图3-1，方块流程图见图3-2，各部分主要功能如下：图3-1 气相色谱结构示意图图3-2 气相色谱仪方块流程图1. 载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制;2. 进样系统：进样器及气化室；3. 色谱柱：是解决样品组分分离的关键，有

30、填充柱（填充固定相）和毛细管柱（内壁涂有固定液）两大类；4. 检测器：是将样品中的化学组分转化为电讯号，灵敏度和稳定性是关系到整个仪器性能的心脏部件，常用的检测器有TCD、FID、ECD；5. 记录系统：放大器、记录仪或数据处理仪；三、 实验内容【实验目的】1. 掌握根据保留值、利用标准样品进行定性分析的方法.2. 掌握色谱定量分析的原理，练习用面积归一化法定量测定混合物.3. 了解相对重量校正因子的意义、用途和测定方法.【仪器试剂】1. Aglient6890气相色谱仪，配氢火焰离子化检测器（FID）2. 微量注射器若干支3. 油酸甲酯、棕榈酸甲酯、山嵛酸甲酯等待测混合样品及单标准样品【实验

31、方案】1. 色谱操作条件1. 色谱柱: VA-5 MS 弹性石英毛细管柱（30mm）2. 温度控制: 柱温(TC)：150（2min）以5/min升温至250保持10min，进样口温度250，检测器温度2503. 检测器: 氢火焰离子化检测器(FID)4. 载 气: 氮气(N2) 30 mL/min 5. 燃 气: 氢气(H2) 50 mL/min空气(Air) 600 mL/min6. .进样量: 1L，不分流进样2. 实验操作步骤按操作条件开机，基线平直后开始实验。（1）在完全相同的色谱条件下，在VA-5 MS柱上用微量注射器分别注入1 L，油酸甲酯、棕榈酸甲酯、山嵛酸甲酯标准品。观察色谱

32、峰出现并记录色谱图，准确记录保留时间（tR）。（2）在完全相同的色谱条件下，在VA-5 MS柱用微量注射器注入大约1 L待测未知混合样品，观察色谱峰出现并记录色谱图。用记录仪准确记录各色谱峰的保留时间（tR），并保留色谱图定量分析用。3. 色谱图分析与数据处理a) 比较分析的几种酯类组分与未知混合样品中各组分的保留值(tR)，确定未知样品峰是什么物质。b) 测量未知样品各组分色谱图中峰的峰高（h）和半峰宽（Y12），计算出峰面积。c) 根据峰面积归一化法计算未知混合样品中各组分的百分含量。【实验讨论】1. 气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用?2. 本实验定性分析用什么方法？该方法的

33、原理是什么？什么是保留时间？3. 本实验定量分析用什么方法？在什么条件下才能用此法？4. 不同的物质为什么会有不同的保留值？同种物质的保留值是否固定不变？为什么？5. 气相色谱仪开机前应注意什么?关机时又必须注意什么?为什么?附件：Agilent 6890N 系列气相色谱仪操作规程 实验指导教师 李杏茹实验四 高效液相色谱法测定化妆品中防腐剂的含量一、 基本原理高效液相色谱法是一种重要的色谱分离技术。根据所有固定相和分离机理的不同，高效液相色谱法一般可分为吸附色谱、分配色谱、离子交换色谱和体积排阻色谱法。其中分配色谱根据固定相和流动相极性的大小可以分为正相色谱法和反相色谱法。吸附色谱主要依靠氢

34、键结合力吸附到固定相上，和流动相分子竞争吸附活性点，反复地被吸附，又反复被流动相分子顶替解吸，随着流动相的流动而在柱中向前移动。因组分在固定相表面的吸附能力不同，因而吸附-解吸的速度不同，各组分被洗出的时间也就不同，从而使得各组分得以分离。分配色谱是基于样品分子在固定相和流动相之间的分配平衡而实现分离的方法。现常用固定键合相作为固定相，如ODS色谱柱等。二、 仪器简介液相色谱仪一般可以分为输液泵、进样器、色谱柱、检测器和数据系统。高压输液泵的作用是将流动相以稳定的流速或者压力输送到色谱系统，其稳定性直接关系到分析结果的重现性、精度和准确性，其流量变化一般要求小于0.5%.进样器多采用六通阀进样

35、，进样体积由定量管确定。色谱柱是液相色谱实现分离的核心部件，要求柱效高、柱容量大和柱性能稳定。检测器是用来检测从色谱中分离后的流出组分及其含量变化的装置，常用的紫外检测器有紫外-可见分光检测器、蒸发光散射检测器、示差折光检测器、荧光检测器、电化学检测器和质谱检测器。其中示差折光检测器和质谱检测器属于通用型检测器。数据系统一般采用工作站模式进行仪器系统控制、数据采集及数据分析。三、 实验内容对羟基苯甲酸酯(paraben)，又称尼泊金酯，因其低毒、非挥发性、良好的杀菌能力和稳定性，而被用作化妆品和食品中的防腐剂。目前使用较多的几种对羟基苯甲酸酯类防腐剂分别是：对羟基苯甲酸甲酯(methylpar

36、aben, MP)、对羟基苯甲酸乙酯(ethylparaben, EP)、对羟基苯甲酸丙酯(propylparaben, PP)和对羟基苯甲酸丁酯(butylparaben, BP)。我国卫生部化妆品卫生规范对上述四种防腐剂均限定了用量，其中单一酯的最大允许使用浓度为0.4%，混合酯为0.8%。因此有必要建立一个快速、简便的方法同时测定这四种防腐剂的含量。【实验目的】1. 了解高效液相色谱法分离的基本原理；2. 了解液相色谱仪的基本构造，掌握其基本操作技术；3. 高效液相色谱法应用于防腐剂的测定。【仪器试剂】1. 高效液相色谱仪（Agilent 1200系列）2. 防腐剂标准溶液（对羟基苯甲酸

37、甲酯等五种防腐剂）【实验方案】1. 实验参数流动相：甲醇-水=70:30; 流速为1.0 mL/min；进样量：20 L色谱柱：Agilent Eclipse XDB-C18色谱柱（250 mm4.6 mm，5 m）柱 温：25 检测波长：254 nm2. 实验步骤（1）. 准备流动相；超声脱气处理；开机（2）. 冲洗色谱柱直到基线噪音平直（3）. 分离不同浓度的标准溶液（线性考察）（4）. 测试样品溶液，平行测定5次，评价精密度（5）. 考察加标回收率【备注】分组实验；每组实验内容（3）（4）（5）选择其一进行。3. 数据处理（1）. 采用Excel方法处理数据，绘制标准工作曲线（2）. 测

38、定样品中防腐剂的浓度【实验讨论】1. 液相色谱法定性、定量分析的依据是什么？2. 如何评价混合组分的分离情况？3. 如何调整色谱条件来改善混合组分的分离情况？4. 建立液相色谱法分析样品中某种组分的含量，方法学评价一般需要考察哪些指标？附件：Agilent 1200系列高效液相色谱仪操作规程 实验指导教师 相玉红实验五 高效毛细管电泳法快速测定防腐剂的含量一、 基本原理高效毛细管电泳（High Performance Capillary Electrophoresis， 简称HPCE）是以毛细管为分离通道，以高压电场为驱动力的一种新型液相分离模式。HPCE具有高效、快速的分离特征，而且具有多种

39、分离模式可选，其中最常见的分离模式为毛细管区带电泳（Capillary Zone Electrophoresis，简称CZE）。下面以CZE为例，简要介绍HPCE的基本原理。毛细管电泳分离的驱动力有两个，其一是离子的电泳；其二是电渗现象。什么是电渗现象呢？毛细管的材质一般采用熔融石英，其等电点（pI）约为2.5，当毛细管内溶液的pH大于2.5时，毛细管表面的硅羟基发生电离，毛细管内壁带负电荷，从而对溶液中正离子产生吸引作用，于是在毛细管内壁表面形成双电层。类似于毛细管管内溶液带上正电荷，在正电荷的作用，整个液体向负极移动，这种现象称为电渗现象。在电渗和电泳两种作用力的驱动下，微粒呈现不同的运动

40、趋势：对正离子而言，其电泳方向与电渗方向一致；中性微粒没有电泳速度，只在电渗的作用下向负极移动，而负离子的电泳方向与电渗方向相反，但是一般情况下电渗速度大于电泳速度，最终负离子还是可以运动到负极被检测，从上面分析来看，CZE分离模式中，最先检测到的是正离子，其次是中性微粒，最后是负离子，从而实现不同微粒的分离，如图5-1所示。值得注意的是，CZE模式不能实现中性微粒间的分离，对于中性微粒的分离，可以通过其他分离模式实现，比如胶束电动色谱法（MEKC）。图5-1 不同微粒在毛细管中迁移情况二、 仪器简介HPCE仪器一般可以分为高压电源系统、进样系统、分离系统、检测系统和数据系统，仪器示意图如图5-2.图5-2 毛细管电泳仪器结构示意图高压电源系统主要用来提供稳定连续可调的高压，电压范围一般为030 kV，而且可以任意