仪器分析实验讲义

1、仪器分析实验讲义2014年3月实验目录实验1 ICP-AES法测定不同茶叶水中的微量金属元素1实验2 火焰原子吸收法测定自来水中钙、镁硬度9实验3 氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定16实验4 紫外-可见分光光度法测定鸡蛋中蛋白质的含量19实验5 氨基酸类物质的荧光光谱分析20实验6 荧光素的最大激发波长和最大发射波长的测定23实验7 有机化合物的红外光谱分析25实验8 聚合物的红外光谱分析27实验9 根据1HNMR推出有机化合物C9H10O2的分子结构式28实验10 利用13CNMR鉴定邻苯二甲酸二乙酯31实验11 X射线衍射物相分析36实验12 X射线衍射物质结构分析39实验13 气相色

2、谱法分离测定奶茶中胆固醇41实验14 气相色谱法测定白酒中的杂醇43实验15 气质联用选择离子扫描法测定饮料中的塑化剂46实验16 液相色谱仪分离测定奶茶、可乐中咖啡因49实验17 高效液相色谱法分析芳香类化合物50实验18 毛细管电泳仪分离测定雪碧、芬达中苯甲酸钠52实验19 氟离子选择电极测定天然水中氟离子含量55实验20 循环伏安法测定电极反应参数59实验21 聚苯胺的电化学法制备及降解特性研究61实验22 差热与热重分析研究CuSO45H20的脱水过程63实验23 热重法测定草酸盐混合物中的金属离子含量67实验24 差示扫描量热法测量聚合物的热性能70附录1：核磁波谱常用数据表71附录

3、2：TIC /SIM仪器参数(参考)74实验1 ICP-AES法测定不同茶叶水中的微量金属元素 一、实验目的（1）掌握电感耦合等离子体发射光谱分析的基本原理。（2）初步掌握顺序光电扫描光谱仪的使用方法。（3）测试不同品种茶水中微量元素的含量，同时结合本实验的结果，去查阅有关资料，了解矿物质和微量元素是构成机体组织和维持正常生理功能所必需的无机物质。二、实验原理ICP-AES法由于具有灵敏度高、精确度高、稳定性好、线性范围宽、基体效应小、分析速度快以及多元素同时测定等优点。用ICP-AES法能够方便、快速、准确地测定茶叶水中微量元素。图 1 ICP-AES原理图ICP光谱仪是一种以电感耦合高频等

4、离子体为光源的原子发射光谱装置。由高频等离子体发生器、等离子炬管、进样系统、光谱分光系统、检测器和数据处理系统组成,结构原理图见图1。高频等离子体发生器向耦合线圈提供高频能量，等离子炬管置于耦合线圈中心，内通冷却气、辅助气和载气，在炬管中产生高频电磁场。用微电火花引燃，让部分氩气电离，产生电子和离子。电子在高频电磁场中获得高能量，通过碰撞把能量转移给氩原子，使之进一步电离，产生更多的电子和离子。当该过程象雪崩一样进行时，导电气体受高频电磁场作用，形成一个与耦合线圈同心的涡流区。强大的电流产生的高热把气体加热，从而形成火炬形状的可以自持的等离子体。试样由蠕动泵定量提取，经载气带入雾化系统进行雾化

5、，以气溶胶形式进入等离子体炬管中心通道，在高温和惰性氩气气氛中，气溶胶微粒被充分蒸发、原子化、激发和电离。被激发的原子和离子发射出很强的原子谱线和离子谱线。光谱分光系统将各被测元素发射的特征谱线分光，经光电检测器由数据处理系统对实验数据进行处理打印输出。 本实验用不同品种的茶叶样品做水泡溶出分析,采用直接水煮溶出方法,对不同品种茶叶中钙、镁、锰、锌、铁、铝元素进行ICP-AES法的定量分析测定。 三、仪器与试剂ICP发射光谱仪型号：美国PE公司Optima 7000DV空气压缩泵，抽虑泵，布氏漏斗，移液管，容量瓶，纯氩(99.99%)，分析纯HCl、HNO3， ，钙、镁、锰、锌、铁、铝标准储备

6、液浓度均为1000mg/，实验用水均为去离子水。茶叶样品为：普通绿茶，普通红茶。四、实验步骤1标准系列溶液配制：用浓度均为1000/各元素标准储备液配制标准系列溶液。标准系列溶液的浓度见表1，由于标准系列配制时溶液的浓度跨度较大，为了准确配制标准系列溶液，必须用二次稀释法，方法如下：分别从Fe、Zn的标准储备液中取0.1mL，移入25mL“混合-1”标签容量瓶中；从Mn的标准储备液中取1.0mL，移入25mL“混合-1” 标签容量瓶中；从Al的标准储备液中取2.0mL，移入25mL“混合-1” 标签容量瓶中，然后定容。再从“混合-1”中分别取1.0mL，3.0mL，5.0mL，移入50 mL分

7、别标有“1#”，“2#”，“3#”标签的容量瓶中。从Ca的标准储备液中分别取0.1mL，0.3mL，0.5mL，移入标有“1#”，“2#”，“3#” 标签的容量瓶中。从Mg的标准储备液中分别取0.1mL，0.5mL，1.0mL，移入标有“1#”，“2#”，“3#” 标签的容量瓶中。然后全部加去离子水定容，空白标液即去离子水。元素波长nm空白标样mg/L1标样mg/L2标样mg/L3标样mg/LCa317.9302.06.010Mg285.2102.01020Mn257.6100.82.44.0Zn206.2000.080.240.4Fe238.2000.080.240.4Al396.1501.

8、64.88.0表1 各被测元素标准系列2. 试样处理在台称上称取1.0克茶叶放入100mL的烧杯中，加50mL去离子水。把此烧杯放在电炉上加热至水煮沸，再将电炉的温度调到略小些保持烧杯中的水微沸，保持2 分钟，目的使茶叶中的金属离子尽可能多地溶解到水溶液中。置好布氏漏斗和抽滤装置，将煮好的茶叶水过滤，滤液移到50mL的容量瓶中定容。 3仪器的操作和试样测试（1）开机：接通发射光谱仪电源，开循环冷却水装置电源，开排风，拧开氩气阀门（压力为0.8Mpa），接通空气压缩泵电源。点击电脑桌面上仪器控制软件图标 ，控制软件即运行并进入自检程序见图2，自检程序大约4分钟完成。图2 开机程序自检（2）在控制

9、软件中输入测试信息：图3 控制软件工具栏图4 定义元素首先建立测试方法，点击图3控制软件工具栏中的“建方法”见图4，定义元素目的就是告诉仪器测试什么元素以及选择谱线波长。点击图4中的“元素周期表”即见图5左边元素周期表，在元素周期表中选择测试元素，点击元素周期表中的“表格”即弹出图5右边的波长表，在波长表中列出该元素最强的几条谱线，选中某条谱线波长再点击“把所选波长编入方法”（一般选择“选择顺序”靠前的谱线）。以此类推将所有待测元素的谱线波长都选中后见图6图5 元素周期表即波长表图6 选中待测元素的谱线波长点击方法编辑器下边工具条见图7“校正”，见到图8定义标样，定义标样的目的就是图7 方法编

10、辑器下边工具条告诉仪器有几个校准空白（一般只是一个），几个校准标样（本实验是3个标样），在自动取样器位置下输入数字1按下键，识别码下对应自动显示“校准标样1”，以此类推输入2,3，自动显示出“校准标样2” “校准标样3”。按方法编辑器右边竖条工具按钮中的“校准单位和浓度”见图9，从校准标样1到校准标样3按对应的元素逐个输入浓度值。此时定义元素和定义浓度完成了，按图3 控制软件工具栏“文件” “保存” “方法”，输入文件名（一般以日期为文件名）。 图8定义标样图9 校准单位和浓度 输入试样信息：按图3控制软件工具栏中的“试样信息”按钮见图10，在试样识别码栏下输入试样代码。按图3 控制软件工具栏

11、“文件” “保存” “试样信息文件” 输入文件名（一般为日期名）。到此，所有要测试的信息都输入完成了。图10 试样信息编辑器 按图3控制软件工具栏“工作区”按钮，弹出“打开工作区域文件”选中“ICP”文件，按“打开”见图11 ICP控制软件工作区域。见图11 ICP控制软件工作区域（3）点火：按图11中等离子体控制中 “打开”按钮，点火！45秒倒计时后等离子体火焰点着。10秒后进样系统中的蠕动泵运行，仪器已经进入测试工作状态。图12 手工分析控制（4）测试分析：分三步进行见图12，先测分析空白，一般分析空白就是配标样的去离子水溶液，将进样毛细管插入空白溶液中，点击“分析空白”按钮，当取样进度条

12、走完表示测试结束。接着测试校准标样，将毛细管插入标样1中，点击“分析标样”按钮，方法同前，直到标样3测试结束。在标样的测试过程中光谱显示窗口中显示各元素的光谱强度峰，同时在校准曲线窗口中显示各元素的标准工作曲线。最后测试试样，点击“分析试样”，方法同前，直到最后试样测试结束，在试样测试过程中结果窗口中自动显示试样的测试值。五、实验数据（1）记录仪器型号：（2）记录仪器工作参数：表2. 仪器工作参数等离子体流量辅助气流量雾化器流量射频功率进样量 L/min L/min L/min W Ml/min（3）实验报告要求：将各元素所测得平均强度值用自己的软件分别作出工作曲线，利用各元素工作曲线计算出茶

13、叶样品中各元素的浓度，并计算出每克茶叶中各元素的含量（mg/g）,实验数据填入表3中。表3 各种茶叶水中微量金属元素测量值及仪器精密度元素CaMgMnAlFeZn分析线波长nm茶叶样1 （mg/L)RSD茶叶样1元素含量(mg/g)茶叶样2 （mg/L)RSD茶叶样2元素含量(mg/g)六、思考题 （1）谈谈ICP光谱的特点。 （2）选择元素分析线的基本原则是什么？（3）查阅有关微量元素与健康关系的资料，根据实验所测得不同茶叶中各元素的含量，你认为喝什么茶叶比较好。（4）通过本实验你学到了什么？七、注意事项（1）仪器在正常工作状态切不可打开等离子体观察窗的门。（2）实验中经常观察等离子体各项工

14、作参数是否有变化。尤其注意氩气的剩余量。（3）测试完毕后，进样系统要用去离子水冲洗5min后再关机，以免试样沉积在雾化器口及石英炬管口。实验2 火焰原子吸收法测定自来水中钙、镁硬度一、实验目的 通过用火焰原子吸收法测定自来水中的钙、镁硬度，熟悉火焰原子吸收分光光度法的基本原理了解仪器的基本结构和使用方法。初步了解原子吸收测定中存在的干扰类型及消除方法。掌握基本化学操作。二、实验原理图1 火焰原子吸收分析原理图 原子吸收定律: 仪器光源辐射出待测元素的特征谱线(强度为I0), 经火焰原子化区被待测元素基态原子所吸收, 透过光强(In)符合Lanber-Beer定律:In=I0e-Knl式中,Kn

15、为频率为n时原子蒸气的吸收系数, l 为原子蒸气的厚度, 根据经典的爱因斯坦理论, 吸收系数的积分与基态原子数目有如下关系: 式中, e为电荷, m为电子质量, c为光速, f为振子强度, 对某元素指定的谱线, 为常数, 因此积分吸收与基态原子的浓度成正比, 这是原子吸收分析中基本的定量关系。但是由于原子吸收线半宽为0.001-0.005nm, 非常窄, 进行波长扫描来求出积分吸收是困难的。 因此在实际应用中, 采用锐线光源, 测定吸收线中心波长位置的吸收系数K0(峰值吸收系数), 由于原子吸收测量的温度不太高, 峰值吸收与产生吸收的原子数N也存在线性关系:A=log(I0/I)=KlN 在一

16、定条件下, 吸收值和试样中待测成份的浓度C成正比:A=KlC上式就是进行原子吸收定量分析的基础。火焰原子化过程:原子吸收测量的是火焰中的基态原子数, 因此必须将试样中的待测成份进行原子化, 使其成为基态原子。溶液在火焰中一般经历四个阶段: 雾化形成直径小于10mm的气溶胶。 雾化效率与试液的粘度, 密度和表面张力有关。 原子吸收分析的雾化效率为5-15%。 蒸发气溶胶雾滴与燃气、助燃气混合后, 进入火焰, 雾滴脱去溶剂, 形成气溶胶。 熔化和解离雾粒在火焰中熔化和汽化, 进而解离或还原为基态原子。 Zn, Cd, Ag, Na等的元素氧化物熔点较低, 易于原子化, 测定灵敏度高; Ti, Zr

17、, Hf, B, Al, V, Mo等元素氧化物的熔点很高, 需使用高温火焰才能将其熔化和解离为基态原子。 激发和电离在一定温度下, 部分基态原子的外层价电子跃迁到较高能态或电离, 使基态原子的数目减少。 当火焰温度T<3000K, 该影响很小, 一般可忽略。 火焰原子吸收法测定钙、镁的灵敏度较高。钙为0.05g/mL, 镁为0.005g/mL。 共存的铝、钛、铁、硅酸根、硫酸根对测定有负干扰。 采用释放剂氯化锶或氯化镧可消除干扰。钾、钠对测定有正干扰。 水的硬度是水的一种性质。一般用钙、镁离子的总浓度表示。三、仪器和试剂原子吸收光谱仪型号：美国PE公司 AA800乙炔气体，空气压缩泵分

18、析纯HCl、HNO3， ，钙、镁、标准储备液浓度均为 1000/，20%氯化锶，移液管，容量瓶，实验用水均为去离子水。四、实验步骤1工作曲线标准溶液的配制按以下列表配制各种溶液。表1镁标准溶液配制（溶液总体积50mL） Mg标准溶液Mg标1#Mg标2#Mg标3#Mg标4#Mg标5#20% SrCl2 1.0mL1.0mL1.0mL1.0mL1.0mL10mg/L Mg标液0mL0.5mL1.0mL1.5mL2.0mL稀释后标液浓度mg/L00.10.20.30.4表2钙标准溶液配制（溶液总体积50mL）Ca标准溶液Ca标1#Ca标2#Ca标3#Ca标4#Ca标5#20% SrCl21.0mL1

19、.0mL1.0mL1.0mL1.0mL100mg/L Ca标液0mL0.5mL1.0mL2.0mL4.0mL稀释后标液浓度mg/L01.02.04.08.0表3铝干扰及消除（溶液总体积25mL）Mg干1#Mg干2#Mg干3#Mg干4#10mg/L Mg标液0.5mL0.5mL0.5mL0.5mL100 mg/L Al标液2.0mL2.0mL20% SrCl2 0.5mL0.5mL表4自来水样品测试和Ca的回收实验（溶液总体积25mL）测Mg1测Mg 2测Ca1测Ca 2Ca回1Ca回220% SrCl21.0mL1.0mL1.0mL1.0mL1.0mL1.0mL自来水1.0mL1.0mL4.0

20、mL4.0mL4.0mL4.0mL100mg/L Ca标液2.0mL2.0mL2. 仪器的自检与初始化打开AAnalyst 800原子吸收仪的主机电源开关, 从计算机桌面启动仪器的工作程序。仪器开始对数据通讯、燃烧头的垂直和水平位置、波长扫描机构、狭缝机构进行自检和初始化。自检完成后, 显示主菜单和工具栏见图2。图 2 仪器自检完成 3. 灯的设置 点击工具栏按钮, 即弹出下图3，点击被测元素的灯，仪器会自动进行一系列的图3 灯的设置设置，灯自动设置完成后显示吸收能量值，灯设置完成退出。4. 编辑方法点击工具栏“文件”“新建”“方法”按钮, 弹出下图4。图4 新建方法新建方法中的开始条件，在下

21、拉菜单中选中待测元素符号，点“推荐值”，按“确定”。即弹出下图5图5 方法编辑在定义元素选项中，元素，波长，狭缝，信号的类型和测量都已经自动设定，点击方法编辑器下端“校准” 见下图6 中右竖条，点“标样浓度”选项。图6 方法编辑器在“识别码”下输入校正空白编码号及标准溶液编号，在“浓度”下输入对应标准溶液的浓度值。点击工具栏“文件”“保存”“方法”，在弹出的“方法另存为的名称中，一般用日期加元素符号作为文件名保存。点击工具栏“文件”“新建”“试样信息文件”，弹出下图7。图7 试样信息编辑器在“试样识别码”下输入试样编号。点击工具栏“文件”“保存”“试样信息文件”，在弹出的“试样信息文件另存为”

22、文件名时同样用日期加元素符号作为文件名保存。 5. 打开工作区点工具栏中，在弹出的打开工作区域文件中，选“火焰.”文件名，即弹出下图： 开启排风，开启空压机, 使其输出压力为0.6 MPa。打开钢瓶装乙炔, 使其出囗压力为0.1 MPa。 按火焰控制器中开关按钮，几秒钟后仪器自动点火。 6. 测试条件选择 在喷入同一浓度的标准溶液时, 改变乙炔流量, 找出最佳的乙炔流量。 在喷入同一浓度的标准溶液时, 改变燃烧器高度,找出最佳的燃烧器高度。7. 镁工作曲线绘制，铝干扰及消除在上述测定条件下,将表1配制的Mg标准溶液从稀浓度到高浓度依次喷入火焰, 测定吸收值，作出Mg的工作曲线。 将表3配制的铝

23、干扰及消除溶液，从1#到4#依次喷入火焰, 测量吸光度值。 讨论所测结果。8. 钙工作曲线绘制，样品测试和钙的回收实验在上述条件下, 将表2配制的Ca标准溶液从稀浓度到高浓度依次喷入火焰，测定吸收值，作出Ca的工作曲线。将表4配制的溶液依次喷入火焰，测定和计算自来水中钙、镁含量及回收率。五、数据处理1.仪器型号2.仪器工作参数元素波长nm灯电流mA 能量狭缝 空气L/min 乙炔L/min镁 钙3. 实验数据记录4. 实验报告要求将钙、镁所测得吸光度值用自己的软件分别作出工作曲线，再利用钙、镁的工作曲线将其它相关的测得数据代入，计算出每升自来水中钙、镁含量及钙的加标回收率，并制作以下表格。每升

24、自来水中测Mg1测Mg 2测Ca1测Ca 2回收率Ca回收1Ca回收2测得值mg/L平均值mg/L六、思考题（1）原子吸收分析时为什么要使用锐线光源？（2）火焰原子吸收法具有哪些特点？（3）如何消除原子吸收分析中的化学干扰？实验3 氨基酸类物质的紫外光谱分析和定量测定一、实验目的（1）掌握紫外可见分光光度计的工作原理与基本操作。（2）学习紫外可见吸收光谱的绘制及定量测定方法。（3）了解氨基酸类物质的紫外吸收光谱的特点。二、实验原理紫外-可见分光光度法属于吸收光谱法，分子中的电子总是处在某一种运动状态中，每一种状态都具有一定的能量，属于一定的能级。电子由于受到光、热、电等的激发，从一个能级转移到

25、另一个能级，称为跃迁。当这些电子吸收了外来辐射的能量，就从一个能量较低的能级跃迁到另一个能量较高的能级。物质对不同波长的光线具有不同的吸收能力，如果改变通过某一吸收物质的入射光的波长，并纪录该物质在每一波长处的吸光度（A）,然后以波长为横坐标，以吸光度为纵坐标作图，这样得到的谱图为该物质的吸收光谱或吸收曲线。当一定波长的光通过某物质的溶液时，入射光强度I0与透过光强度It之比的对数与该物质的浓度c及厚度b成正比。其数学表达式为： （一）式（一）为Lambert-Beer定律，是分光光度法定量分析的基础，其中T为透光率(透射比）。物质的吸收光谱反映了它在不同的光谱区域内吸收能力的分布情况，不同的

26、物质，由于分子结构不同，吸收光谱也不同，可以从波形、波峰的强度、位置及其数目反映出来，因此，吸收光谱带有分子结构与组成的信息。氨基酸类物质的一个重要光学性质是对光有吸收作用。20种氨基酸在可见光区域均无光吸收，在远紫外区（<220 nm）均有光吸收，在紫外区（近紫外区）（220 nm300 nm）只有三种AA有光吸收能力，这三种氨基酸分别是苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸，因为它们的结构均含有含有苯环共轭双键系统。苯丙氨酸最大吸收波长在259 nm、酪氨酸在278 nm、色氨酸在279 nm，蛋白质一般都含有这三种氨基酸残基，所以其最大光吸收在大约280 nm波长处，因此能利用分光光度法很方便的

27、测定蛋白质的含量。本实验将对苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸三种氨基酸进行光谱测定及相关定量测定。三、仪器和试剂1 仪器紫外-可见-近红外分光光度计（UV-3600或UV-2401）；分析天平； 0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL移液管若干；10 mL带塞比色管若干。2 试剂 标准溶液(a): 2.0 g/L的苯丙氨酸溶液；标准溶液(b)：0.4 g/L的酪氨酸溶液；标准溶液(c)：0.4 g/L的酪氨酸溶液（所有溶液均用去离子水配制）；酪氨酸待测样。四、实验步骤（1）分别移取标准溶液(a)（2.0 g/L，1.0 mL）、标准溶液(b)（0.4 g/L，1 mL）和标准溶液(c)（0.4 g/

28、L，0.4 mL）标准溶液于10 mL比色管中，用去离子水稀释、定容、摇匀，待用。（2）分别移取0.00、0.5、1.0、1.5、2.0 mL标准溶液（b）于5个10 mL比色管中，并用去离子水稀释、定容，摇匀，待用。（3）双击分光光度计图标“UVProbe”,出现软件界面，点左下角“连接”，系统开始自检，等系统自检结束。预热15-30分钟。待仪器稳定后方可使用。（4）在光谱测量模式下，以去离子水为参比溶液，分别绘制步骤（1）中各溶液在200350nm波长范围内的吸收光谱。并记录各标准溶液的max 。（5）在定量测定模式下，以去离子水为参比溶液，测定步骤（2）中的各标准溶液在max处的吸光度。

29、（6）在步骤5同样条件下，测定未知样品溶液在max处的吸光度。五、数据处理（1）将苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸溶液的吸收光谱叠加在一个坐标系中，比较它们的吸收峰的变化，说说有什么不同，为什么？（2）以上述步骤6测得的各标准酪氨酸溶液的吸光度为纵坐标，相应的浓度为横坐标绘制工作曲线，再根据未知溶液的吸光度，利用标准曲线求出待测样浓度。六、思考题（1）本实验是采用紫外吸收光谱中最大吸收波长进行测定的，是否可以在波长较短的吸收峰下进行定量测定，为什么？（2）被测物浓度过大或过小对测量有何影响？应如何调整？调整的依据是什么？（3）思考紫外-可见分光光度法应用于蛋白质测量的依据，并设计相应的实验方案，测定奶

30、粉中蛋白质的含量。实验4 紫外-可见分光光度法测定鸡蛋中蛋白质的含量一、实验目的（1）熟练掌握紫外可见分光光度计的工作原理与基本操作。（2）学习紫外可见吸收光谱法应用于实际样品测定的方法。（3）学习如何选择显色反应的最佳实验条件。二、实验原理鸡蛋含有丰富的营养成分，如蛋白质、脂肪、钙、铁等微量元素等，是人类最好的营养来源之一。随着市场经济的发展，市面上开始流行名目繁多的鸡蛋，如土鸡蛋、草鸡蛋、洋鸡蛋等，它们之间价格差异巨大，可以达到两倍。消费者在面对这些鸡蛋时往往存在疑惑，不知道价格高的草鸡蛋、土鸡蛋是否具有更高的营养价值。本实验将利用紫外-可见分光光度计对不同鸡蛋中蛋白质的含量进行测定，用数

31、据来解开市场上名目繁多的鸡蛋的“神秘面纱”。由于蛋白质在碱性溶液中，能与Cu2+形成紫红色络合物，且颜色的深浅与蛋白质浓度成正比，故可以用来测定蛋白质的浓度，该方法称为双缩脲法。三、仪器和试剂1 仪器紫外-可见-近红外分光光度计（UV-3600或UV-2401）；分析天平；离心管若干；10 mL带塞比色管若干。2 试剂 鸡卵清蛋白标样，乙酸铵溶液(1.0 mol/L)，硫酸铜（CuSO4·5H2O），酒石酸钾钠（NaKC4H4O6·4H2O），新鲜鸡蛋三种：草鸡蛋、土鸡蛋、洋鸡蛋。四、实验步骤1 待测样品预处理（1）三种鸡蛋各取一枚，分离出蛋白和蛋黄，分别置于干燥洁净的烧杯

32、中，称取4.0 g的蛋清，2.0 g蛋黄，再加入乙酸铵溶液，使每份样品总重达到25.0 g。（2）将6份样品放在磁力搅拌器上搅拌15 min。（3）将搅拌后的样品移至离心管中，在10000 r/min条件下离心20 min，取出，待用。2 双缩脲试剂的配制取0.75 g CuSO4·5H2O和3.0 g NaKC4H4O6·4H2O，用250 mL水溶解，在搅拌下加入150 mL 10氢氧化钠溶液，0.5 g KI；用水稀释定容到500 mL，避光保存。3 蛋白质标样的配制 准确称取鸡卵清蛋白标样100 mg，置于10 mL比色管中，用1.0 mol/L乙酸铵溶液定容至10

33、 mL，充分摇匀。配成浓度为10 mg/mL的卵清蛋白标准溶液。分别移取10 mg/mL卵清蛋白标准溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL于6支5 mL比色管中，分别加入4 mL双缩脲试剂，用乙酸铵溶液定容。摇匀，在室温下放置30 min，待用。4 光谱测定在光谱测定模式下，以乙酸铵为参比溶液，在200800 nm的波长范围内，对样品进行光谱测量，并记录样品的max值。5 绘制标准工作曲线在定量测定模式下，以乙酸铵为参比溶液，测定并记录系列标准样品在max处的吸收值。6 测量系列待测样品分别移取0.2 mL蛋清和蛋黄样品于5 mL比色管中，各加入4 mL双缩脲试剂，用乙酸铵溶

34、液定容、摇匀，在室温下放置30 min。以乙酸铵为参比溶液，测定并记录每一个样品溶液在max处的吸收值。五、数据处理绘制标准工作曲线，根据标准工作曲线求出各待测样品的蛋白质含量。六、思考题（1）选择显色反应的最佳条件的依据是什么？（2）本实验中测定鸡蛋中蛋白质含量的依据是什么？应用紫外-可见分光光度计能否有其他方法测定蛋白质的含量，如有，请设计合理的实验方案。实验5 氨基酸类物质的荧光光谱分析一、实验目的（1）了解荧光分析法的基本原理。（2）掌握RF5301型荧光分光光度计的构造、原理及基本操作。（3）掌握荧光分析技术应用于定量分析的原理及方法。二、实验原理荧光物质分子吸收了特定频率辐射能量后

35、，由基态跃迁至第一电子激发态（或更高激发态）的任一振动能级，在溶液中这种激发态分子与溶剂分子发生碰撞，以热的形式损失部分能量后，而回到第一电子激发态的最低振动能级（无辐射跃迁）。然后再以辐射形式去活化跃迁到电子基态的任一振动能级，便产生荧光。荧光分析法具有灵敏度高、选择性好、工作曲线线性范围宽并能提供激发光谱、发射光谱、发光强度、发光寿命、量子产率、荧光偏振等诸多信息等优点，已成为一种重要的分析技术。但由于能够产生强荧光的物质相对较少，故其应用不太广泛。对于没有强荧光或没有荧光的物质的测定可设计相应的反应使其生成具有荧光特性的配合物进行测定。能产生强荧光的物质分子，一般都具有大的共轭键结构或具

36、有刚性平面结构等特征。氨基酸（amino acid）：含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。色氨酸（Try）、酪氨酸（Tyr）和苯丙氨酸（Phe）是天然氨基酸中仅有能发射荧光的组分，可以用荧光法测定。三、仪器和试剂1 仪器F-4600型荧光分光光度计，10 mL带玻璃塞的比色管，分度吸量管2 试剂标准溶液(a): 2.0 g/L的苯丙氨酸溶液；标准溶液(b)：0.04 g/L的酪氨酸溶液；标准溶液(c)：0.04 g/L的酪氨酸溶液（所有溶液均用去离子水配制）；酪氨酸待测样。四、实验步骤1 配制实验样品（1）分别移取标准溶

37、液(a)（2.0 g/L，0.8 mL）、标准溶液(b)（0.04 g/L，1 mL）和标准溶液(c)（0.04 g/L，0.4 mL）于10 mL比色管中，用去离子水稀释、定容、摇匀，待用。（2）分别移取0.00、0.2、0.4、0.5、1.0 mL标准溶液（b）于5个10 mL比色管中，并用去离子水稀释、定容，摇匀，待用。 2 仪器操作（1）打开计算机和分光光度计主机，双击分光光度计图标“FL-Solutions”,等系统自检结束。预热15-30分钟。待仪器稳定后方可使用。（2）选择光谱测量界面（“Method”-“General”“Measurement”“Wavelength scan

38、”），绘制上述步骤（1）中各溶液的激发光谱和发射光谱，并确定各自的Emmax和Exmax。（3）选择定量测定界面（“Method”-“General”-“Measurement”-“photometry”），依据上述步骤中测得的酪氨酸的Emmax和Exmax，设定定量测定的参数，测定系列标准溶液的荧光强度Is值，然后在相同条件下测量未知样的相对荧光强度Ix，并记录实验数据。 五、数据处理（1）将测得的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸溶液的激发光谱和发射光谱叠加在一个坐标系中，比较荧光峰位置及强度的变化，讨论各荧光峰变化的理论依据。（2）根据系列标准酪氨酸溶液的荧光强度Is及浓度c,绘制Isc工作曲线,

39、再由测得的Ix，求出待测酪氨酸溶液的浓度。六、思考题（1） 本实验中定量测定的条件参数是如何选择的，为什么？（2） 影响荧光特性的因素有哪些？请列举说明。（3）根据常规的荧光法能够实现混合物中这三种氨基酸的分别测定吗？若能，请说明原因；若不能，请提出可行的测定方案。实验6 荧光素的最大激发波长和最大发射波长的测定一、实验目的（1）熟悉F-4600型荧光分光光度计的工作原理和定性测量方法。（2）掌握物质的最大激发波长和最大发射波长的测量方法。（3）学习识别荧光物质的分子荧光峰和拉曼散射峰。二、实验原理 荧光分光光度计（如日本日立公司的F-4600）主要由光源、激发单色器、样品池、发射单色器、检测

40、器及信号记录显示系统等所组成，其基本结构如下图所示：荧光分光光度计结构示意图 由光源发出的光经第一单色器（激发单色器）分光后入射到样品池上，产生的荧光经第二单色器（发射单色器）分光后进入检测器，检测器把荧光强度信号转化成电信号，并经过放大器放大后经信号记录显示系统输出信号。通常在激发单色器与样品池之间及样品池与发射单色器之间还装有滤光片架，以便不同荧光测量时选择使用各种滤光片。滤光片的作用是为了消除或减小瑞利散射光及拉曼散射等的影响。仪器由计算机控制，并可进行固体物质的荧光测量及低温条件下的荧光测量等。固定第二单色器的波长，使测定的荧光波长保持不变，而不断改变第一单色器的波长，测定相应的荧光强

41、度，所得到的荧光强度与激发波长的谱图，称为激发光谱。固定第一单色器的波长，使激发光的波长和强度保持不变，而不断改变荧光的测定波长（即发射波长），测定相应的荧光强度，所得到的荧光强度与发射波长的谱图称为发射光谱。同一荧光物质的分子荧光光谱曲线的波长范围不因它的激发波长值的改变而位移。由于这一荧光特性，如果固定荧光最大发射波长，然后改变激发波长，从激发光谱中确定最大激发波长。反之，固定最大激发光波波长值，测定不同发射波长时的荧光强度，既得荧光发射光谱曲线和最大荧光发射波长值。由于不同的荧光物质有各自特定的荧光发射发射波长值，所以，可用它来鉴别各种不同的荧光物质。三、仪器和试剂1 仪器F-4600型

42、荧光分光光度计；四通石英比色皿一个；10 mL带塞比色管若干。2 试剂 荧光素（分析纯）,去离子水。NaOH溶液（0.1 mol/L）四、实验步骤（1）配制浓度为0.5 ug/mL的荧光素标准溶液（用0.1 mol/L NaOH溶液溶解、稀释、定容）。（2）打开计算机和分光光度计主机，双击分光光度计图标“FL-Solutions”,等系统自检结束。预热15-30分钟。待仪器稳定后方可使用。（3）选择光谱测量界面（“Method”-“General”“Measurement”“Wavelength scan”），设置测量参数（波长范围为200-800nm，激发和发射狭缝宽度为5nm，响应时间为a

43、uto，扫描速度为12000 nm/min），依次固定激发波长值为450 nm、460 nm、470 nm、480 nm、490 nm、500 nm，绘制荧光素的各发射光谱图，并对叠加的谱图进行分析，确定荧光素的荧光发射峰，从而确定它的最大发射波长值。（4）通过上述步骤确定的最大发射波长值，绘制荧光素的激发光谱，确定其最大激发波长值。五、数据处理比较各谱图，根据荧光峰不随激发波长改变而移动的特性，排除杂峰，确定荧光峰的波长范围及其最大发射峰的峰值。六、思考题（1）解释荧光分子的最大激发波长和最大发射波长的相互关系。（2）影响荧光强度的因素有哪些？请列举。实验7 有机化合物的红外光谱分析一、实验

44、目的（1）初步掌握两种基本样品制备技术及傅里叶变换光谱仪器的简单操作。（2）通过谱图解析及标准谱图的检索，了解由红外光谱鉴定未知物的一般过程。二、实验原理物质分子中的各种不同基团，在有选择地吸收不同频率的红外辐射后，发生振动能级之间的跃迁，形成各自独特的红外吸收光谱。据此，可对物质进行定性和定量分析。特别是对化合物结构的鉴定，应用更为广泛。三、仪器和试样 1. 仪器傅里叶变换红外光谱仪（德国Bruker公司，TENSOR 27型; 美国Thermo Fisher公司， Nicolet 6700型）；压片机；玛瑙研钵；红外灯。2. 试剂NaCl窗片、KBr晶体、待分析试样等。四、实验步骤1样品制

45、备(1) 固体样品：KBr压片法用一玛瑙研钵将KBr晶体充分研磨后加入其量5%左右的待测固体样品，混合研磨直至均匀，并使其颗粒大小比所检测的光波长更小(约2m以下)。在一个具有抛光面的金属模具上放一个圆形纸环，用刮勺将研磨好的粉末移至环中，盖上另一块模具，放入油压机中进行压片。KBr压片形成后，用夹具固定测试。（2）液体样品：液膜法取一对NaCl窗片，用刮勺沾取液体滴在一块窗片上，然后用另一块窗片覆盖在上面，形成一个没有气泡的毛细厚度薄膜，用夹具固定，即可放入仪器光路中进行测试，此法适用于高沸点液体样品。2仪器测试与解析 （1）打开红外光谱测试软件进入测试对话框背景测试样品测试标峰值打印谱图取

46、出样品室中样品。解析谱图，推出可能的结构式。（3）查阅萨特勒标准谱图集，直至查到与所测试样品红外光谱图完全一致的谱图才能确定化合物结构。（4）用分子式索引查阅顺序为：化合物分子式化合物英文名称谱图号谱图。五、结果处理（1）简述两种制样方法的适用范围，仪器操作要点。（2）解释谱图中主要吸收峰与官能团的关系，重点写出谱图解释过程。（3）在红外光谱上注出官能团的特征吸收峰。六、思考题（1）为什么测试红外光谱选用KBr、NaCl制样?有何优缺点?（2）用FT-IR仪测试样品为什么要先测试背景?（3）如何用红外光谱鉴定饱和烃，不饱和烃和芳香烃的存在?（4）醇类、羧酸和脂类化合物的红外光谱有何区别?附：油

47、压机的使用方法（1）压片模具放置在活塞下方。（2）关紧通气口。（3）上下摇把，使活塞下行，压紧模具，直至压力指示到500Kgf/cm2停止摇把，保持1分钟。（4）打开通气口，压力指示回零，取出模具。实验8 聚合物的红外光谱分析一、实验目的（1）掌握几种聚合物的红外制样技术及傅里叶变换红外光谱仪器的简单操作。（2）学会查阅红外标准谱图,定性分析聚合物。二、实验原理聚合物分子中的不同结构单元，在有选择地吸收不同频率的红外辐射后，发生振动能级之间的跃迁，形成各自独特的红外吸收光谱。据此，可对聚合物进行定性和定量分析。特别是对化合物结构的鉴定，应用更为广泛。三、仪器和试样傅里叶变换红外光谱仪（德国Br

48、uker公司，TENSOR 27型；美国Thermo Fisher公司， Nicolet 6700型）、压片机、玛瑙研钵、红外灯、NaCl窗片、KBr晶体、待分析聚合物试样等。四、实验步骤1聚合物KBr压片法对于可用适当溶剂溶解的聚合物可用KBr压片法制样。先将KBr晶体研磨好，用刀片刮入聚合物小碎末(KBr量的百分之五左右)，滴入溶剂混合研磨，这时溶解在溶剂中的聚合物会均匀分散在KBr中，最后烘干溶剂进行压片成形。2薄膜法 (1). 热压成膜法对于某些聚合物可把它们放在两块具有抛光面的金属块间加热，样品熔融后立即用油压机加压，冷却后揭下薄膜夹在夹具中直接测试。(2). 溶液制膜法将试样溶解在

49、低沸点的易挥发溶剂中，涂在盐片上，待溶剂挥发后成膜来测定。如果溶剂和样品不溶于水，使它们在水面上成膜也是可行的。比水重的溶剂在汞表面成膜。3仪器测试与谱图解析（1）打开红外光谱测试软件进入测试对话框背景测试样品测试标峰值打印谱图取出样品室中样品（2）解析谱图，推出可能的结构式。（3）查阅萨特勒标准谱图集，直至查到与所测试样品红外光谱图完全一致的谱图才能确定化合物结构。（4）用分子式索引查阅顺序为：化合物分子式化合物英文名称谱图号谱图。五、结果处理(1) 在红外光谱上注出官能团的特征吸收峰。(2)解释谱图中主要吸收峰与官能团的关系，重点写出谱图解释过程。六、思考题（1）一张高质量的红外光谱图应符

50、合哪些要求?（2）如何获得高质量的红外光谱图?实验9 根据1HNMR推出有机化合物C9H10O2的分子结构式一、实验目的(1)了解核磁共振谱的发展过程，仪器特点和流程。 (2)了解核磁共振波谱法的基本原理及脉冲傅里叶变换核磁共振谱仪的工作原理。(3)掌握AV300MHz核磁共振谱仪的操作技术。 (4)熟练掌握液体脉冲傅里叶变换核磁共振谱仪的制样技术。 (5) 学会用1HNMR谱图鉴定有机化合物的结构。二、 实验原理 1HNMR的基本原理遵循的是核磁共振波谱法的基本原理。化学位移是核磁共振波谱法直接获取的首要信息。由于受到诱导效应、磁各向异性效应、共轭效应、范德华效应、浓度、温度以及溶剂效应等影

51、响，化合物分子中各种基团都有各自的化学位移值的范围，因此可以根据化学位移值粗略判断谱峰所属的基团。1HNMR中各峰的面积比与所含的氢的原子个数成正比，因此可以推断各基团所对应氢原子的相对数目，还可以作为核磁共振定量分析的依据。偶合常数与峰形也是核磁共振波谱法可以直接得到的另外两个重要的信息。它们可以提供分子内各基团之间的位置和相互连接的信息。根据以上的信息和已知的化合物分子式就可推出化合物的分子结。图1是1H-NMR所用的脉冲序列。图1： zg脉冲序列三、仪器与试剂 1. 仪器瑞士bruker公司生产的AVANCE300NMR谱仪；ø5mm的标准样品管1支。滴管1个。2. 试剂TMS

52、（内标）；CDCL3（氘代氯）仿；未知样品:C9H10O2。四、操作步骤1. 样品的配制取2mg的:C9H10O2）放入ø 5mm核磁共振标准样品管中，再将0.5ml氘代氯仿也加入此样品管中（溶液高度最好在3.54.0cm之间），轻轻摇匀，等完全溶解后，方可测试。若样品无法完全溶解，也可适当加热或用微波震荡等致其完全溶解。2. 测谱(1)样品管外部用天然真丝布擦拭干净后再插入转子中，放在深度规中量好高度。严格按照操作规程（此处操作失误有可能摔碎样品管损害探头！）。按下“Lift on/off”键，此键灯亮。当听到计算机一声鸣叫，弹出原有的样品管（有样品管时），若无样品管时，能听到从孔穴中发出气流向上喷射的呼呼声，等待探头穴中向上的气流可以托住样品管时，方可将样品管放到探头穴口，放入样品管。立即再按一下“Lift ln/of”键，使灯熄灭，样品菅徐徐落下到位待测。(2) 样品管外部用天然真丝布擦拭干净后再插入转子中，放在深度规中量好高度（此处操作失误有可能摔碎样品管损害探头！）。(3) 更换样品管。按下“Lift on/off”键，此时灯亮。几秒后，探头穴内发出气流声，计算机一声鸣叫，弹出原有的样品管（有样品管时），或者无样品管时从孔穴中发出气流向上喷射的呼呼声，等待探头穴中向上的气流可以托住样品管时