仪器分析实验

仪器分析实验李保新、吕家根、张耀东、刘伟仪器分析实验组成：光四个实验（紫外-可见、荧光、原子吸收）邻二氮菲分光光度法测定微量铁

紫外分光光度法测定蛋白质含量原子吸收光谱法测定钙最佳实验条件的选择荧光光度法测定多维葡萄糖粉中维生素B2的含量色谱两个实验（气相色谱、液相色谱）反相色谱法测定样品中甲苯的含量苯、甲苯、乙苯混合物的分离与定量分析电六个实验电位滴定法测定NaOH

pH计的使用及溶液pH值的测定

离子选择电极法测定氟离子

库仑滴定法测定硫代硫酸盐循环伏安法测定亚铁氰化钾综合性试验一个实验银纳米粒子的合成及其表征紫外-可见吸收光谱法又称紫外-可见分光光度法，是以溶液中物质的分子或离子对紫外和可见光谱区辐射能的选择性吸收为基础而建立起来的一类分析方法。紫外光：10-400nm可见光：400-780nm，可被人们的眼睛所感觉特点：带光谱分子光谱应用：定性分析-最大吸收波长定量分析-朗伯-比尔定律（标准曲线法和标准加入法）定性分析原理吸收曲线：吸收峰的数目、位置、相对强度以及吸收峰的形状

根据朗伯－比耳定律：A=εbc，当入射光波长λ及光程b一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度A与该物质的浓度c成正比。

标准曲线法：只要绘出以吸光度A为纵坐标，浓度c为横坐标的标准曲线，测出试液的吸光度，就可以由标准曲线查得对应的浓度值，即未知样的含量。

定量分析原理仪器组成部件各种类型的紫外-可见分光光度计，如下图所示，从总体上来说是由五个部分组成，即光源、单色器、吸收池、检测器和信号显示记录装置。光源检测器信号显示记录装置吸收池单色器邻二氮菲分光光度法测定微量铁实验目的学习确定实验条件的方法，掌握邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理。掌握721型分光光度计的正确使用方法，并了解此仪器的主要构造。用分光光度法测定试样中的微量铁，目前一般采用邻二氮菲法。该法具有高灵敏度、高选择性，且稳定性好，干扰易消除等优点。

在pH=2～9的溶液中，Fe2+与邻二氮菲(phen)生成稳定的桔红色配合物Fe(phen)32+：此配合物的lgK稳=21.3，摩尔吸光系数ε510=1.1×104L·mol-1·cm-1，而Fe3+能与邻二氮菲生成3∶1配合物，呈淡蓝色，lgK稳=14.1。所以在加入显色剂之前，应用盐酸羟胺(NH2OH·HCl)将Fe3+还原为Fe2+，其反应式如下：

2Fe3++2NH2OH·HCl→2Fe2++N2+H2O+4H++2Cl-

测定时控制溶液的酸度为pH≈5较为适宜。用邻二氮菲可测定试样中铁的总量。实验预习预习邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理。了解721型分光光度计的正确使用方法，并了解此仪器的主要构造。721型分光光度计，1cm吸收池，10mL吸量管，50mL比色管（或容量瓶）仪器和试剂仪器1.0×10-3mol·L-1

铁标准溶液：准确称量0.4822gNH4Fe(SO)4·12H2O于烧杯中，加入80mL6mol·L-1HCl和少量水，溶解后转移至1L容量瓶中，以水稀释至标线，摇匀。

100μg·mL-1铁标准溶液:准确称量0.8634gNH4Fe(SO)4·12H2O于烧杯中，加入80mL6mol·L-1HCl和少量水，溶解后转移至1L容量瓶中，以水稀释至标线，摇匀。

0.15%邻二氮菲水溶液，10%盐酸羟胺溶液（新配），1mol·L-1乙酸钠溶液，1mol·L-1NaOH溶液，6mol·L-1HCl（工业盐酸试样）试剂1.打开仪器电源开关，预热。调解仪器。2.分别将空白溶液和待测溶液装入厚度为b的两个吸收池中，让一束一定波长的光分别照射空白溶液和待测溶液，以通过空白溶液的透过光强为I0，通过待测溶液的光强为I，由仪器直接给出吸光度A.3.吸收曲线的绘制和测量波长的选择。固定待测液浓度，在440-560nm间，每隔10nm（最大吸收波长处,每隔2nm）测量一次吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，选择测量的最适宜波长。4.标准曲线的制作。改变待测溶液的浓度，记录不同的A，绘制标准曲线。基本操作吸收曲线的绘制和测量波长的选择：用吸量管吸取2.00mL1.0×10-3mol.L-1标准溶液，注入50mL比色管中，加入1.00mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2.00mL0.15%邻二氮菲溶液，5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用1cm比色皿，采用试剂溶液为参比溶液，在440-560nm间，每隔10nm测量一次吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，选择测量的适宜波长。实验步骤2.工业盐酸中铁含量的测定：(1)标准曲线的制作:在5支50mL比色管中，分别加入0.20、0.40、0.60、0.80、1.00mL100g/mL铁标准溶液，再加入1.00mL10%盐酸羟胺溶液，2.00mL0.15%邻二氮菲溶液和5.0mLNaAc溶液，以水稀释至刻度，摇匀。(2)试样测定:准确吸取2.0mL工业盐酸三份，按标准曲线的操作步骤，测定其吸光度。1.以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，选择测量的最适宜波长条件。2.以铁浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。根据试样的吸光度，从标准曲线求出工业盐酸中铁的含量（以μg/mL表示），计算测量结果的平均值和相对偏差。数据处理1.邻二氮菲分光光度法测定微量铁时为何要加入盐酸羟胺溶液？2.吸收曲线与标准曲线有何区别？在实际应用中有何意义？3.透射比与吸光度两者关系如何？测定条件指哪些？4.邻二氮菲与铁的显色反应，其主要条件有哪些？5.加各种试剂的顺序能否颠倒？注意事项和问题紫外分光光度法测定蛋白质含量实验目的学习紫外分光光度法测定蛋白质含量的原理。掌握紫外分光光度法测定蛋白质含量的实验技术。掌握TU-1901紫外-可见分光光度计的使用方法并了解此仪器的主要构造。

本实验采用紫外分光光度法测定蛋白质含量。蛋白质中酪氨酸和色氨酸残基的苯环含有共轭双键，因此，蛋白质具有吸收紫外光的性质，其最大吸收峰位于280nm附近（不同的蛋白质吸收波长略有差别）。在最大吸收波长处，吸光度与蛋白质溶液的浓度的关系服从朗伯-比耳定律。280nm275nm实验原理实验预习预习紫外分光光度法测定蛋白质含量的原理。预习紫外分光光度法测定蛋白质含量的实验步骤。了解TU-1901紫外-可见分光光度计的主要构造。TU-1901紫外-可见分光光度计，比色管，吸量管标准蛋白质溶液：5.00mg.mL-1溶液0.9%NaCl溶液，待测蛋白质溶液（牛血清白蛋白）仪器与试剂1.启动计算机，打开主机电源开关，启动工作站并初始化仪器。2.在工作界面上选择测量项目（光谱扫描，光度测量），本实验选择光度测量，设置测量条件（测量波长等）。3.将空白放入测量池中，点击START扫描空白，点击ZERO校零。4.标准曲线的制作。基本操作实验步骤1.标准曲线的制作：用吸量管分别吸取1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL5.00mg.mL-1标准蛋白质溶液于5只10mL比色管中，用0.9%NaCl溶液稀释至刻度，摇匀。用1cm石英比色皿，以0.9%NaCl溶液为参比，在280nm处分别测定各标准溶液的吸光度A280，记录所得读数。2.样品测定：取待测蛋白质溶液3mL，按上述方法测定280nm处的吸光度。平行测定三份。1.以蛋白质浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。2.根据样品溶液的吸光度，从标准曲线上查出待测蛋白质的浓度。数据处理注意事项和问题1.紫外吸收法测定蛋白质含量，有何缺点及优点？2.若样品中含有核酸类杂质，应如何校正？分子发光分析法分子发光分析法包括分子荧光分析法，磷光分析法、化学发光分析法和生物发光分析法。实验原理荧光分析法

常温下，处于基态的分子吸收一定的紫外可见光的辐射能成为激发态分子，激发态分子通过无辐射跃迁至第一激发态的最低振动能级，再以辐射跃迁的形式回到基态，发出比吸收光波长长的光而产生荧光。在稀溶液中，荧光强度IF与物质的浓度c有以下的关系：当实验条件一定时，荧光强度与荧光物质的浓度成线性关系：这是荧光光谱法定量分析的理论依据。a.与紫外-可见分光度法比较，荧光分析法具有更高的灵敏度。b.选择性好。荧光法既能依据发射光谱，又能依据吸收光谱来鉴定物质。c.所需试样量少、操作方法简便。荧光分析法的特点激发光谱：固定测量波长(选最大发射波长)，化合物发射的荧光强度与照射光波长的关系曲线。激发光谱曲线的最高处，处于激发态的分子最多，荧光强度最大。发射光谱：固定激发光波长(选最大激发波长),化合物发射的荧光强度与发射光波长关系曲线。固定发射光波长进行激发光波长扫描，找出最大激发光波长，然后固定激发光波长进行荧光发射波长扫描，找出最大荧光发射波长。激发光波长和发射荧光波长的选择是本实验的关键。荧光光谱激发光谱发射光谱荧光分析仪器

常用的荧光分析仪器由激发光源、单色器、液槽、检测器和显示记录器五部分构成，如下图所示：荧光分析仪器与分光光度计比较主要差别有两点：a.荧光分析仪器采用垂直测量方式，以消除透射光的影响；b.荧光分析仪器有两个单色器，能够获得单色性较好的激发光并消除其它杂散光干扰。液槽显示器单色器检测器I0IIf光源单色器a.光源：在荧光计中常用卤钨灯作光源；荧光分度计常采用高压汞灯或氙弧灯做光源。b.单色器：荧光计的单色器是滤光片，只能用于定量分析；荧光分光光度计采用两个光栅单色器，可获得激发光谱和荧光光谱。c.检测器：荧光计采用光电管作检测器；荧光分光光度计采用光电倍增管作检测器。仪器部件荧光分光光度法测定多维葡萄糖粉中维生素B2的含量实验目的学习荧光分光光度法测定多维葡萄糖粉中维生素B2的分析原理。掌握荧光分光光度计的操作技术和测定多维葡萄糖粉中维生素B2的方法。

维生素B2（又叫核黄素，VB2）是橘黄色无臭的针状结晶，其结构式为：维生素B2易溶于水而不溶于乙醚等有机溶剂，在中性或酸性溶液中稳定，光照易分解，对热稳定。多维葡萄糖粉中维生素B2含量的测定

维生素B2溶液在430～440nm蓝光的照射下，发出绿色荧光，其峰值波长为525nm。VB2的荧光在pH=6～7时最强，在pH=11时消失。维生素B2在碱性溶液中经光线照射会发生分解而转化为光黄素，光黄素的荧光比核黄素的荧光强的多，故测VB2的荧光时溶液要控制在酸性范围内，且在避光条件下进行。多维葡萄糖中含有维生素B1、B2、C、D2及葡萄糖，其中维生素C和葡萄糖在水溶液中不发荧光，维生素B1本身无荧光，在碱性溶液中用铁氰化钾氧化后才产生荧光，维生素D2用二氯乙酸处理后才有荧光，他们都不干扰维生素B2的测定。实验预习预习荧光分光光度法测定多维葡萄糖粉中维生素B2的分析原理。了解荧光光度计的操作步骤和测定多维葡萄糖粉中维生素B2的方法。970CRT荧光光度计（上海分析仪器总厂）5mL吸量管1只，2mL吸量管1只，50mL容量瓶7只10.0μg·mL-1VB2标准溶液（置阴暗处保存），冰乙酸（AR），多维葡萄糖粉试样仪器与试剂1.打开氙灯，再打开主机，然后打开计算机启动工作站并初始化仪器。2.仪器初始化完毕后，在工作界面上选择测量项目，设置适当的仪器参数：激发波长=440nm，发射波长=540nm。3.样品测定。4.退出主程序，关闭计算机，先关主机，最后关氙灯。基本操作1.标准系列溶液的配制及标准溶液荧光强度的测定：在六个干净的50mL容量瓶中，分别吸取0.50、1.00、1.50，2.00、2.50和3.00mLVB2标准溶液，各加入2.00mL冰乙酸，稀释至刻度，摇匀。从稀到浓测量系列标准溶液的荧光强度。2.未知试样的测定:

称取0.15-0.20g多维葡萄糖粉试样,用少量水溶解后转入50mL容量瓶中，加2.00mL冰乙酸，稀释至刻度，摇匀。用测定标准系列时相同的条件，测量其荧光强度。实验步骤1.用标准系列溶液的荧光强度绘制标准工作曲线。2.根据待测液的荧光强度，从标准工作曲线上求得其浓度，计算出试样中VB2含量。数据处理1.试解释荧光光度法较吸收光度法灵敏度高的原因。2.本实验为何在酸性溶液中测定维生素B2？注意事项和问题原子吸收光谱法原子吸收光谱法(AtomicAbsorptionSpectrometry，AAS)是根据物质的基态原子蒸气对特征辐射的吸收作用来进行元素定量分析的方法。1.特点(1)检出限低，10-10～10-14g；

(2)准确度高，1%～5%；

(3)选择性高，一般情况下共存元素不干扰；

(4)应用广，可测定70多个元素（各种样品中）；2.缺点：难熔元素、非金属元素测定困难，不能进行多元素同时测定。

原子吸收光谱仪（原子吸收分光光度计）主要由锐线光源、原子化器、分光系统、检测系统和电源同步调制系统五部分组成。

原子吸收光谱法测定钙最佳实验条件的选择实验目的学习原子吸收光谱法最佳实验条件选择的方法。掌握火焰原子吸收分光光度计的使用方法。

在原子吸收测定中，实验条件的选择直接影响到测定的灵敏度、准确度、精密度和方法的选择性。本实验通过对一系列实验条件（包括燃气的流量比、灯电流、单色器通带宽度以及燃烧器高度和位置）等的选择和优化，选定测定钙的最佳实验条件。

助燃比不同，火焰的温度和性质不同，因而元素的原子化程度不同。通常固定空气流量，改变燃气流量来改变助燃比。在不同助燃比时测定吸光度，吸光度最大的助燃比为最佳助燃比。实验原理燃气、助燃气的流量比火焰的种类燃助比火焰的性质火焰状态应用范围富燃火焰约1：3还原性层次模糊呈亮黄色易氧化而形成难解离氧化物的元素化学计量火焰约1：4中性层次清楚蓝色透明大多数元素皆适用贫燃火焰约1：6氧化性火焰发暗高度缩小金属和不易氧化的元素乙炔-空气火焰的种类

灯电流的选择要从灵敏度和稳定性两方面来考虑。灯电流过大，易产生自吸作用，多普勒效应增强，谱线变宽，测定灵敏度降低，工作曲线弯曲，灯的寿命减小。灯电流低，谱线变宽小，测定灵敏度高，但是灯电流过低，发光强度减弱，阴极发光不稳定，因而谱线信躁比降低。一般的原则是在保证稳定和适当的光强输出的情况下，尽可能选择较低的灯电流。灯电流

通带宽度的选择以能将吸收线和邻近线分开为原则。通带较窄，灵敏度较高，但躁声较大，信躁比不一定高。对许多元素来说，为了得到最大信躁比、较高的灵敏度以及较宽的校正曲线，要求有0.2nm通带宽度。

火焰的部位不同，其温度和还原气氛不同，因而被测元素基态原子的浓度随火焰高度的不同而不同。在实验中通过改变燃烧器高度并测定吸光度，以吸光度最大时的燃烧器高度为最佳燃烧器高度。单色器通带宽度燃烧器高度实验预习预习原子吸收光谱法最佳实验条件选择的方法。了解火焰原子吸收分光光度计的原理和使用方法。TAS-986型原子吸收分光光度计乙炔钢瓶，空气压缩机钙空心阴极灯100.0µg/mL钙离子储备液仪器和试剂1.溶液的配制：5.00µg/mL钙离子标准溶液。准确移取100.0µg/mL钙离子标准溶液5.00mL于100mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。2.最佳实验条件的选择：(1)燃气流量的选择改变乙炔流量为1.2、1.5、1.8、2.0L/min，在每一乙炔流量下测定5.00µg/mL钙离子标准溶液的吸光度。作吸光度-乙炔流量曲线，曲线上最大吸光度所对应的燃气流量即为最佳燃气流量。实验步骤(2)灯电流的选择在选定的最佳助燃比及燃烧器高度条件下，分别在灯电流为2、4、6、8mA时喷雾5.00µg/mL钙标准溶液，测量吸光度，并观察不同灯电流的稳定性。读数稳定及大的吸光度所对应的灯电流即为最佳灯电流。(3)狭缝宽度的选择在上述选定的实验条件下，将狭缝宽度分别置于0.1nm、0.2nm、0.4nm处，喷雾5.00µg/mL钙标准溶液，测量吸光度。选择不引起吸光度减小的最大狭缝为最佳狭缝宽度。(4)测量结束后用高纯水冲洗原子化器2min，先关乙炔气再关空气。(5)退出工作站，关闭计算机，关闭Tas986电源开关。1.绘制吸光度-乙炔流量曲线，曲线上最大吸光度所对应的燃气量即为最佳条件。2.绘制吸光度-灯电流曲线，读数稳定且大的吸光度所对应的灯电流即为最佳灯电流。3.绘制吸光度-狭缝宽度曲线，吸光度最大处的狭缝宽度为最佳条件。4.综合上述条件，得出测钙的最佳实验条件。数据处理分离与分析技术

色谱法是一种分离技术。试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的两相间不断进行着的分配过程。其中的一相固定不动，称为固定相；另一相是携带试样混合物流过此固定相的流体（气体或液体），称为流动相。

气相色谱：流动相为气体（称为载气）；按固定相的不同又分为：气固色谱和气液色谱液相色谱：流动相为液体（称为淋洗液）。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。气相色谱法的特点（1）分离效率高：复杂混合物，有机同系物、异构体。手性异构体。（2）灵敏度高：可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量.（3）分析速度快：一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。（4）应用范围广：适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。不足之处：