第5届全国大学生化学实验邀请赛实验B微波萃取气相色谱法测定土壤中有机氯农药残留

第五届全国大学生化学试验邀请赛实验试卷选手编号：试验B 微波萃取-气相色谱法测定土壤中有机氯农药残留竞赛内容分得竞赛内容分得数分604050总分150该试验竞赛〔包括思考题〕时间为8:00(8:30)am-4:00(4:30)pm。每超时10min扣5分，最多不能超时30min〔以10min为计时单位，缺乏10min按10min计〕；由于仪器数量缺乏以及运行时间较长，因此请您不要无谓地等待。您可进展后续试验预备或填写试验报告、答复思考题等，以避开无法按时完成全部试验；假设您某个试验步骤完成得较快，确需等待肯定时间后才能进展下一步的试验，请向监考教师提出，由其记录您的等待时间(填写试验报告或答复思考题不能算作等待时间)；由于有机溶剂与水完全不同的特性,因此在用滴管等转移有机溶剂时应防止其滴落。一、试验目的本试验通过样品预处理〔微波萃取、层析柱分别净化以及浓缩等〕及仪器分析测定等步骤，使学生了解实际样品中微量有机组分分析的整个过程，生疏并把握利用现代装置和二、试验原理及试验内容环境及其环境污染问题已成为全球最为关注和争论的热点问题之一。在环境有机分析中，除COD，BOD等常规监测工程外，还需分析简单环境基质中微量或痕量毒害污染物，如禁用多年，但在环境中仍广泛存在的长久性有机污染物〔POPs〕六六六和DDT。因此，对样品的预处理和器的检测力量提出了更高的要求。有关样品的预处理方法很多，常用方法包括常规加热、液-液萃取〔LLE〕、索氏抽提〔8页〕1〔Soxhlet〕、固相萃取〔〔8页〕1〔B〕〔B〕广州2023.07〔〔8页〕2效、溶剂用量少等特点而受到广泛重视。试验原理300MHz300000MHz的电磁波。当微波电磁场作用于消解或萃取体系时，各种带电离子或具有肯定极性的溶剂和目标物分子从原来的热运动状态转为跟随微波交变电磁场进展快速的排列取向。如，承受微波频率为2450MHz，就会消灭每秒近25亿次交变，分子间就会产生剧烈的摩擦。在这一微观过程中，微波能量转化为样品内的能量，从而降低目标物与样品的结合力，加速目标物从固相转移到溶剂相的速率，提高萃取效率，从而到达快速消解或萃取的目的。GC分别分析，还需要承受一系列的分别、净化、浓缩或衍生化等前处理步骤，以消退样品基体对测定的干扰，同时保护仪器。试验内容〔操作60分〕本试验竞赛内容主要包括：器皿洗涤；层析柱的填充；谱〔GC〕测定土壤中微量有机氯代农药〔BHCs或六六六〕含量；试验报告及思考题。三、试剂、材料和仪器〔HPLC级〔80-100目〔100-200目〕、无水硫酸钠和浓硫酸〔AR级〕；五氯硝基苯内标〔PCNB,2.0g/mL〕；4种氯-1.0g/mL〕，按要求稀释至使用浓度〔P5试验报告〕。主要试验材料11个、50mL1个、50mL容量瓶23个、PTFE11支〔见图〕，2个，经抽1〔杯〕11条。主要试验仪器：XT-9900〔上海拓微波溶样测试技术HP-1毛细管色谱柱〔15m0.32mm0.25m〕4890型气相色谱仪〔Agilent公司，美国〕；旋转蒸发仪；氮吹仪。样品及净化柱填充剂的制备〔全部由试验室完成制备并置于称量台旁〕土壤样品制备：采集的土壤样品〔一般不少于20g〕风干后，除去土样中石子和动植物2mm100目尼龙筛混匀后备用。无水硫酸钠：置于马弗炉内，450℃灼烧4h，备用。去活化硅胶〔80-100目：72h，60180h3%的蒸馏水去活化，密封保存待用。后密封保存待用；中性氧化铝〔100-200目：72h，60250h3%的蒸馏水去活化，密封保存待用。四、器皿洗涤〔留意有机溶剂的选择、润洗量及润洗方法〕。五、试验步骤微波萃取步骤准确称量2.00g土壤样品，置于PTFE萃取罐中，参加约20mLCH2Cl2萃取溶剂，加盖密封，摇匀。贴好标签，交监考教师进展微波萃取。将整个萃取罐放入XT-9900型高压密闭微波消解仪炉腔内，按说明书完成仪器初始化调整。设定微波萃取压力0.2MPa，萃取时间为5min，功率400W，开启微波开关。5-10minPTFE样品杯，渐渐翻开样品杯杯盖，参加1-22-3min。留神将上层萃取液〔由于CH2C220m过滤至50mL10-15二氯甲烷淋洗杯壁及土壤样品数次，过滤，合并淋洗液于50mL梨形瓶中。〔浓缩后萃取液约0.5～1m10m2-次〔5mL2吹扫至约1mL，待下一步的层析柱净化。净化柱的充填及萃取液净化*无水硫酸钠(0.5g)硫酸硅胶(4.0g无水硫酸钠(0.5g)硫酸硅胶(4.0g)(1.5g)(2.5g)脱脂棉〔不要压太紧〕当层析柱填充完毕后，以吸耳球从柱顶端用力吹出柱中二氯甲烷，随后参加约0.5-1g无水Na2SO4，并尽快将刻度离心管中萃取液以滴管加至无水Na2SO4上，再以少量正已烷洗涤离心管2-次〔总洗涤量不超过1m，一并转移至无水Na2SO4上。待萃取液完全浸入层析柱填充物后，再移液枪枪头洗脱〔以原梨形瓶承接。 移液枪枪头*要求层析柱填充均匀、吸附剂内空隙小。浓缩定容及气相色谱测定将淋洗液旋转蒸发至约0.5mL〔2-3mL〕正已烷淋洗梨形瓶，一并转移至离心管中。然后，以高纯N2留神吹扫至不多于1.0mL，由参赛自行选择溶剂并定容至1.0mL〔。贴上有您编号的标签，10L2.0g/mLPCNB待色谱分析〔需考生自行完成进样等操作，进样量为1。留意：4及其数据已供给应各位参赛者。考生只需携预处理后的样品进入色谱分析试验室〔．B302B304房间〕，自行完成色谱进样后即离开。待．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．测样品的色谱图及其数据在色谱分析完成后〔6-8min〕，再供给应各位参赛者。280oC300oC；柱箱升温程序为：初100oC20oC/min140oC1min；载气：N21.0mL/min；不分流〕。六.数据处理〔试验报告，40分〕〔包括考生样品分析结果〕，独立完成该局部的试验报告〔见下表〕。有机氯农药标准系列浓度(ng/mL)和PCNB有机氯农药标准系列浓度(ng/mL)和PCNB所对应的测量值〔A〕校正曲线的绘制〔内标法〕待测物-BHC-BHC-BHC-BHCAAAs1-BHC-BHC标峰面积Ass2s3As4As5样PCNB峰面积AiAAAi1i2i3Ai4Ai5AxPCNB峰面积Aix教师签名：样品-BHC-BHcx(ng/mL)(ng/g)wx=-BHC-BHC-BHC-BHC土壤中农药含量w〔〔B〕广州2023.076〔6〔8页〕七、试验思考〔共50分〕1.〔6分〕假设需测定某一基体不明的样品中某种微量金属元素，不实行基体分别等干扰消退过程，你有什么具体方法获得更为准确的测量结果？为什么?另外，现在有一批环境土壤样品要寄送到某测试单位，要求分析其中的各种金属元素浓度，但你不能确定对方的分析结果是否牢靠。请你想个最简洁的方法，可以推断其分析结果的牢靠性。2.〔12分〕本试验中，假设你还平行进展了10个空白样品分析。在最正确仪器工作条件下，测得这些空白样品中-BHC的含量(ng/g)分别为：0.21;0.18;0.18;0.21;0.22;0.28;0.16;0.20;0.22;0.18请检验上述测量值中是否有不合理的数据〔置信度95。另外，通过该试验，你获得的-BH限〔DL〕是方法检测限〔MDL〕还是仪器检测限〔IDL〕?为什么？其值是多少？附：舍弃商Q值〔表中Q值右下角标数字表示置信度〕测定次数/n 3

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8 9 10Q 0.940.900.760.640.560.510.470.440.41Q 0.970.950.840.730.640.590.540.510.493.〔10分〕在本试验中，为什么需要参加内标物〔PCNB〕？在所获得色谱图中，有两个物质的色谱峰未完全分开，请使用尺子大致取得它们的峰形数据〔80ng/mL的色谱图〕，并计算其分别度R；同时，请提出2种措施或方案〔如提出更多的可行措施可加2-3分，但方案不合理将扣1-2分〕，使这两个色谱峰完全分开，并分别简述理由。4.〔10分〕本试验所承受的气相色谱检测器是对含卤素有机化合物响应格外