基础化学实验III(仪器分析部分).docx

实验一 紫外吸收光谱法测定双组分混合物一、实验目的1、 掌握单波长双光束紫外可见分光光度计的使用。2、 学会用解联立方程组的方法，定量测定吸收曲线相互重叠的二元混合物。二、方法原理根据朗伯比尔定律，用紫外-可见分光光度法很容易定量测定在此光谱区内有吸收的单一成分。由两种组分组成的混合物中，若彼此都不影响另一种物质的光吸收性质，可根据相互间光谱重叠的程度，采用相对的方法来进行定量测定。如：当两组分吸收峰部分重叠时，选择适当的波长，仍可按测定单一组分的方法处理；当两组分吸收峰大部分重叠时（见图1），则宜采用解联立方程组或双波长法等方法进行测定。图1 高锰酸钾、重铬酸钾标准溶液吸收曲线解联立方程组的方法是以朗伯-比尔定律及吸光度的加和性为基础，同时测定吸收光谱曲线相互重叠的二元组分的一种方法。从图2可看出，混合组分在1处的吸收等于A组分和B组分分别在1处的吸光度之和AA+B1，即：AA+B1 = A1bcA + B1bcB同理，混合组分在2处吸光度之和AA+B2应为：AA+B2 = A2bcA + B2bcB若先用A、B组分的标样，分别测得A、B两组分在1和2处的摩尔吸收系数A1、A2和B1、B2；当测得未知试样在1和2的吸光度AA+B1和AA+B2后，解下列二元一次方程组：AA+B1 = A1 b cA + B1 b cBAA+B2 = A2 b cA + B2 b cB即可求得A、B两组分各自的浓度cA和cB。cA= (AA+B1 B2 - AA+B2 B1) / ( A1 B2 - A2 B1)cB= (AA+B1 - A1 cA) / B1一般来说，为了提高检测的灵敏度，1和2宜分别选择在A、B两组分最大吸收峰处或其附近。图2 高锰酸钾、重铬酸钾标准溶液及混合溶液的吸收曲线三、仪器和试剂1紫外可见分光光度计（UV/VIS 916型）；1cm比色皿；2容量瓶、移液管、烧杯；30.0200mol/L KMnO4标准溶液（其中含H2SO4 0.5mol/L，含KIO4 2g/L）；40.0200mol/L K2Cr2O7标准溶液（其中含H2SO4 0.5mol/L，含KIO4 2g/L）。四、实验步骤1分别吸取一定量的0.0200mol/L K2Cr2O7标准溶液，稀释配制成浓度为0.0008 mol/L、0.0016 mol/L、0.0024 mol/L、0.0032 mol/L、0.0040 mol/L的系列标准溶液。编号15。2分别吸取一定量的0.0200mol/L KMnO4标准溶液，稀释配制成浓度为0.0008 mol/L、0.0016 mol/L、0.0024 mol/L、0.0032 mol/L、0.0040 mol/L的系列标准溶液。编号610。3按照分光光度计操作规程，开启仪器。4绘制标准溶液在375625nm范围内的吸收光谱图，找到最大吸收波长（1和2）。并测定它们在最大吸收波长（1和2）处的吸光度。操作步骤：4.1 波长扫描(定性)A用去离子水作为空白，做基线；B放入KMnO4标准溶液，在375625nm范围内进行扫描，得到吸收光谱曲线1，在光谱图上标出最大吸收波长（1=545nm）；C放入K2Cr2O7标准溶液，在375625nm范围内进行扫描，得到吸收光谱曲线2，在光谱图上标出最大吸收波长（2=440nm）；D放入试样溶液，在375625nm范围内进行扫描，得到吸收光谱曲线3； E将标准样品及试样的吸收曲线(13)叠在一张图上打印出来。见图2。4.2 固定波长(定量)F输入波长545和440，并以逗号隔开，用去离子水作为空白，调零；G分别放入待测溶液，读取吸光度的值并填入下表。表1 标准溶液及混合液在两个波长处的吸光度（ABS）波长/nm标准溶液1标准溶液2混合液545440五、数据处理1由标准溶液测定的吸光度，分别求得KMnO4和K2Cr2O7在545nm和440nm处的摩尔吸收系数A545、A440和B545、B440。2由试样测定的吸光度AA+B545和AA+B440，列出二元一次方程组，求得cA和cB的浓度。六、问题讨论1、今有吸收光谱曲线相互重叠的三元体系混合物，能否用解联立方程组的方法测定它们各自的含量？2、设计一个用双波长法测定本实验内容的实验方案。实验二 分子荧光光度法测定二氯荧光素 一、实验目的1、 了解荧光光度法的基本原理2、 掌握荧光分光光度计的结构及使用方法3、 熟悉荧光分光光度计的应用二、方法原理当分子在紫外或可见光的照射下，吸收了辐射能后，形成激发态分子，分子外层的电子在10-8s 内返回基态，在返回基态的过程中，部分能量通过碰撞以热能形式释放，跃至第一激发态的最低振动能级，其它的能量以辐射形式释放出来。这种分子在光的照射下，分子外层电子从第一激发态的最低振动能级跃至基态时，发射出来的光称为分子荧光。它是由于光致发光而产生的，通常分子荧光具有比照射光较长的波长。分子荧光强度可用下式表示：I F2.3KbcI 0当I 0一定时 I F Kc式中K取决于荧光效率，是荧光分子的摩尔吸光系数，b是液槽厚度，c是荧光物质的浓度。由此可见在一定条件下，荧光强度与物质的浓度呈线形关系。又因荧光物质的猝灭效应，此法仅适用于痕量物质分析。下面简要介绍一下我们实验室所用的荧光分光光度计。分子发光光度计（LS50B型，美国Pekin-Elmer公司）。它是将分子荧光和分子磷光测量一体化装置，通过计算机选择测量方式。以氙灯为光源，发射200800nm波长范围连续光谱，采取激发光和发射光和发射光成直角的光路。它的工作原理为：光源光束经激发单色器色散，获得一定波长单色光照射于试样上，由试样发出的荧光经发射单色器色散后照射光电倍增管，将荧光强度信号转变为电信号，放大后于记录器记录或读出信号，PE LS50B型分子发光光度计工作原理如图2115所示（书本123页）。三、仪器和试剂1、仪器 PE LS50B型分子发光光度计；100mL容量瓶，10mL、5mL、2mL、1mL吸量管。2、试剂100.0gm L-1二氯荧光素标准储备液：准确称取 0.0100g 二氯荧光素（A .R），加入 1m o l L-1 NaOH 5m L，再加 3m L 1mo LL-1 HCl溶解后，用二次蒸馏水定容至100 ml；取0.5ml上述溶液，转移至100ml容量瓶中稀释至刻度，配成0.50g m L-1 标准溶液供配制标准系列用。1m o l L-1 NaOH溶液1mo LL-1 HCl溶液待测试样溶液。四、实验步骤1、系列标准溶液的配制 分别吸取 0.50g m L-1二氯荧光素标准储备液 0.0 , 2.0m L , 4.0m L ,6.0mL,8.0m L和10.0m L放入6个100 m L容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀，备用。2、制激发光谱和荧光发射光谱 发射和激发狭缝宽度均为5nm，扫描速度500nm/min，选用激发光波长484nm，荧光波长510nm，在荧光分光光度计上记录485620nm的荧光光谱和400600nm的荧光激发光谱。3、定标准曲线 将激发波长固定在484nm，荧光发射波长固定在510nm，测量系列标准溶液的荧光强度。4、标准系列溶液同样的条件下，测量试样溶液的荧光发射强度。5、标准系列溶液的荧光强度及对应的浓度绘制 I f C曲线，并以试样的荧光强度在标准曲线上查出相应的含量。五、问题讨论1、试说明分子荧光法的基本原理及影响因素。2、如何绘制激发光谱和荧光发射光谱？3、哪些因数可能会对二氯荧光素荧光产生影响？实验三 原子吸收法测定水中钙含量 一、实验目的：1.掌握原子吸收分光光度法的基本原理和原子吸收分光光度计的使用方法；2.利用原子吸收分光光度法测定水中钙含量。二、实验原理：原子吸收分光光度法是利用锐线光源所发出的所测定元素第一共振线的锐线光，去照射用原子化器将样品中被测组分转变成的原子蒸气，由于在一定条件下，原子蒸气对光吸收满足朗伯-比耳定律，以标准样品的吸收与被测样品进行对比，确定样品中被测组分的浓度。原子吸收分光光度法一般用于微量组分或痕量组分的分析。原子吸收分光光度法中所使用的锐线光源为空心阴极灯。所采用的原子化器通常有火焰原子化器和无火焰原子化器两种。本实验使用产生空气-乙炔的火焰原子化器实现原子化。本实验的定量分析方法采用标准曲线法。先测定含钙浓度为416ppm的标准溶液的吸光度，作出标准曲线，再根据样品的吸光度在标准曲线上求出样品中钙含量。仪器、试剂：岛津AA6601型原子吸收分光光度计；火焰原子化器、钙空心阴极灯；空气压缩机；乙炔钢瓶。钙标准溶液；二次蒸馏水。三、实验内容：1 开机：打开主机电源开关和计算机电源开关，打开乙炔钢瓶的钢瓶阀，调整气体压力为0.1MPa，打开空气压缩机的电源开关。双击计算机显示屏上的“AAPC”图标，在弹出的元素周期表中双击要测定的元素符号。在参数选择窗口选择参数项1，单击“Select”按钮。2 设置测量条件：在“View”菜单上选择“Experiment Conditions”项，弹出测量条件设置窗口。设置如下条件：Lamp turret number: 2. Lamp current value: 8mA.Analysis line wavelength: 422.7nm. Slit width: 0.5nm.Lamp mode: NO-BGC mode.单击屏幕下方的“Line Search”按钮，仪器开始对系统进行初始化，即对仪器各部分进行检查。在对气体泄漏进行检测时，会弹出一个对话框，告知在点击确定按钮后，会有约15分钟的气体泄漏检测时间，但仪器不会在此停止，而是继续进行其他检查。当仪器将各部件检查完成后，会自动选中“Lamp on”选项使灯点亮，并打开“Line Search”窗口，开始进行波长搜索检查，查找该空心阴极灯所发出的光的中心波长。当波长搜索结束后，点击“OK”按钮关闭窗口。选择“Configuration”菜单上的“Spectrometer Configuration”菜单项，打开光度计工作环境窗口。在“Analyst Name” 中输入操作者名字，关闭窗口。3 设置测量模式：选择“Acquire Mode”菜单，选中“Flame Continuous”菜单项。选择此菜单中“Operation Mode”中的“Manual”子菜单项。4 设置原子化器：选择“View”菜单，单击“Atomizer Conditions”菜单项，打开原子化器设置窗口，确定如下条件：Atomizer Positioning：Burner Angle/Height/Lateral position (Turning the corresponding knobs on the front of the main unit.)Fuel Flow Rate：Flame type: Air-C2h2.Fuel Gas Flew Rate: 1.8.5 设置测量参数：选择“View”菜单，单击“Measurement Parameters”菜单项，设置测量参数：Calibration Curve Order: 1st. Zero Intercept: selected.Concentration Units: ppm. Periodic Blank Measurement: Off.Repetition Sequence: SM-M-M- Pre-Spray Time: 3Integration Time: 5. Response Time: 2.6 设置平行测量次数和报告内容不关闭测量参数设置窗口，选择“Options”菜单，单击“Repeat Conditions”菜单项，进行测定平行次数设置，在弹出的表格窗口中，除 BLK 项外，将其它项的重复测量次数改为3，最大测量次数改为5，各项的“CV limits”改为10%，“standard deviation limits”改为0。关闭该窗口。选择“Reports”菜单，单击“Run Time Report Configure”菜单项，打开报告设置对话框，在“Curve”、“ Table”、“ First Repetition”三项前的复选框上打记号。关闭该窗口。7 填写测定步骤和结果表选择“View”菜单，单击“Measured Results”菜单项，弹出测量结果窗口，填写测定步骤表如下表所示：TypeSample IDConc.ppmFinal Conc. Units1BLK0.00002STD4.00003STD8.00004STD12.00005STD16.00006BLK0.00007UNKSample-10.0000ppm保持窗口处于打开状态，再选择“View”菜单，单击“Real Time Graph”菜单项、“Peak Profile Graph”菜单项打开实时吸收显示图，用“Window”菜单上的“Tile Vertical”菜单项使图形排好，以利观察。8 测定：点火：按下仪器前面板上的点火按钮，直至火焰点着。进样：按测量表中的顺序，将进样管插入样品溶液，观察“Real Time Graph”窗口中吸收值的变化情况，当吸收值趋于平直时，单击屏幕下方的“Measure”按钮，对吸光度值进行记录。在仪器进行测定时，不可将进样管离开样品溶液。在标准样品测定完毕后，在标准曲线图上将出现标准曲线。在样品溶液测定完毕后，仪器自动得出测定结果。9 打印报告保存实验结果：选择“Reports”菜单，单击“Quick Report”菜单项，在弹出的窗口中选择要打印的内容，再按“Print”按钮，即可打印出本次实验的报告。选择“File”菜单上的“Save As”菜单项，指定一个文件名，将实验内容以文件形式保存。实验四 红外分光光度法测定 一、实验目的1、掌握红外光区分析时固态试样的制备方法。2、了解如何从红外光谱图中识别基团以及如何从这些基团确定未知化合物的主要结构。3、了解Nicolet AVATAR 360 红外光谱仪的操作规程，学会Nicolet AVATAR 360的使用。二、红外光谱谱图解析(一)。基团频率和指纹频率：1. 基团频率：不同分子中相同基团的某种振动模式，如果振动频率基本相同，总是出现在某一范围较窄的频率区间，有相当强的红外吸收强度，且与其它振动频率分得开，这种振动频率称为基团频率。基团频率受分子中其余部分影响较小，具有特征性，可用于鉴定该基团的存在。大多数特征基团频率出现在40001330cm-1之间。2. 指纹频率：1330400cm-1区间称为指纹区。指纹区出现的频率有基团频率和指纹频率，基团频率容易鉴别，指纹频率指认很困难。指纹频率不是某个基团的振动频率，而是整个分子或分子的一部分振动产生的。分子结构的微小变化会引起指纹频率的变化。指纹频率没有特征性，但对特定分子是特征的。(二)。振动模式：1.伸缩振动：除了双原子的伸缩振动外，三原子以上还有对称伸缩振动和反对称（不对称）伸缩振动。(1).伸缩振动()：(Stretching Vibration)丙酮 甲基丙烯酸 C=O伸缩振动 1716 cm-1 C=C伸缩振动 1637 cm-1(2). 对称伸缩振动(s )：（Symmetric Stretching Vibration）CO2 1388cm-1（拉曼活性） H2O 3657(g), 3400(l)亚甲基 28535 cm-1 甲基 28725 cm-1(3). 反对称伸缩振动或不对称伸缩振动(d)：（Asymmetric Stretching Vibration）CO2 2349 cm-1 H2O 3756(g) 3500(l) 亚甲基 29265 cm-1 甲基 29625 cm-1在 30002800 cm-1是C-H伸缩振动吸收区。2.剪式振动()：（Scissor Vibration）剪式振动也叫变角振动，也叫弯曲振动。水 1645 cm-1 亚甲基 -CH2- 1465 cm-13. 弯曲振动()：(Bending Vibration)弯曲振动也叫变角振动，也叫变形振动。 CO2 弯曲振动 669cm-1(1)。对称弯曲振动或对称变形振动(s)：（Symmetric Deformation Vibration ）甲基对称弯曲振动 1375 cm-1 (2)。不对称(反对称)弯曲振动或不对称变形振动(d)：（Asymmetric Deformation Vibration）甲基不对称弯曲振动 1460 cm-1(3). 面内弯曲振动()：（In-plane Bending Vibration）或面内变形振动：（In-plane Deformation Vibration）-COH面内弯曲振动 1430 cm-1 苯C-H面内弯曲振动 1036 cm-1(4). 面外弯曲振动()：（Out-of-plane Bending Vibration）或面外变形振动：（Out-of-plane Deformation Vibration）-COH面外弯曲振动 940 cm-1 苯 CH面外弯曲振动 673 cm-14. 平面摇摆振动(r)或面内摇摆振动：（Rocking Vibration）如长链的聚乙烯，长链脂肪酸等的CH25.非平面摇摆振动()或面外摇摆振动：（Wagging Vibration）6.卷曲振动或扭曲振动(t)：（Twisting Vibration）长链脂肪酸 -CH2- 的扭曲振动位于1300 cm-1，这个扭曲振动红外谱带强度较弱，拉曼谱带强度很强。三、红外光谱仪操作规程1 开机 打开电源开主机开计算机打开OMNIC2制样（KBr压片法）取100毫克左右干燥的KBr（市售分析纯KBr可满足一般红外分析要求），1毫克左右样品在玛瑙研钵中混合研磨，使平均颗粒尺寸为2um左右。试样与KBr的比例与试样的结构有关。对于具有强极性官能团的物质样品与KBr的比例可达1：600，对于极性小的样品KBr的比例可减少。3 采集样品谱图（Collect菜单）从Collect菜单中选择Collect Sample，按屏幕出现的指南操作 4 数据处理（Process菜单）(1)Automatic Baseline Correct(出现二张谱图)。(2)激活第一张谱图，在View菜单下隐藏（Hide Spectra）(3)平滑谱图（Smooth）(4)激活前一张谱图，在View菜单下隐藏（Hide Spectra）5 分析(Analyze菜单）(1) 找峰（Find Peaks）Replace (2) 利用图标工具标峰(3) 在View菜单下单击Full Scale。6 打印，存贮（File菜单）（1） 存贮在File菜单下单击Save as按屏幕出现的指南操作。（2） 打印在File菜单下单击Printer Setup选择打印要求。四、实验内容苯甲酸红外光谱测定（KBr压片）五、结果分析见苯甲酸红外谱图CH（Ar）3077，3012 C=C（Ar）1600,1582,1495,1450(O-H)(形成氢键二聚体) 30002500（多重峰）(C=O) 1688(O-H)935 C=O 1428 C-O-H (面内弯曲振动)1250实验五 火焰光度法测定水中K+、Na+的含量一、实验目的1、巩固火焰光度法的理论知识。2、学会用6410火焰光度计测定水样中钾、钠含量的方法。二、实验原理火焰发射光谱分析法是利用火焰（本实验用100#汽油）本身提供的热能来激发样品中的原子，使原子发射出元素的特征光谱，依照谱线的强度来进行定量分析。由于火焰的温度不高，激发能较低，所以一般只适用于碱金属元素的定量分析。火焰光度计本身无法测出元素的绝对浓度值，所以需要用事先配好的标准溶液做参比。三、仪器结构本仪器有主机一台，汽油气化器一台，空气压缩泵一台。6410火焰光度计采用了微机技术，能实现许多功能的自动化，面板上有8个按钮和一个数据显示窗，还有一些用于指示状态的发光二极管，8个按钮功能如下：PRINT；打印键。按一次打出K+、Na+读数，再按一次，送出打印纸，若先按一下打印键，自动打出“上分”等数据表头。ZERO：为自动调零键。以调节试剂空白为0。MODEL：模式切换键。一开机，仪器在EM（相对发射强度测试方式）。按一次为 g/ml，按第二次为m mol/L，按第三次又回到EM方式。CONC：浓度曲线输入键。当吸入标准样品时，按下此键，可显示出标准试液的数值，用以校正仪器，检查仪器的工作状态。GAIN：满度调节键。再EM下，当吸入最高浓度标准样液后，按下此键，屏显100。READ键：读数键。当CONT灯亮时（在SIGNAL右边），READ灯一直闪烁，表示仪器在连续采样、读数，若此时打印机开着，仪器将连续打印数据。在保持HOLD灯亮时，READ灯不亮，屏显数字不变，这时按下READ键，灯亮约6秒后屏显此次侧得数据。SIGNAL键：为信号连续采样状态与保持状态切换键，用以控制CONTh与HOLD状态。空白键：a:按空白键：再按打印键，打出表头。b:漂移校正：在吸入浓度最高的标样时，按一下空白，再按一下CONC键，即可校正。c:与SIGNAL联用，用于K、Na通道切换。四、实验内容仪器的检测准备接通空压机电源和主机电源，使压力稳定在0.1MPa左右的压力指示。顺时针将进样旋钮关到底。逆时针转燃气针阀（约5圈），约30秒左右，按下点火按键20秒，观察火焰状态，调节助燃气旋钮，使火焰高度为36cm高，呈纯净兰色。将废液管插入500ml烧杯接废液，将进样管插入50ml装有去离子水的烧杯中，缓缓逆时针打开进样钮，吸入空白液清洗至火焰再呈稳定的兰色。按下ZERO键，使仪器屏显为0，（不为零，则反复按几次，直至为0）试液的准备:系列标准溶液的配制（各100ml) 单位：mol/L溶液号0#1#2#3#4#5#样品K+01.010-11.010-21.010-31.010-41.010-5取2ml原液稀释至100mlNa+01.010-11.010-21.010-31.010-41.010-5在m mol/L工作方式下以试剂为空白调0，以1#样调100，然后分别测出2#5#样的数值，再测试样值各打印3次。在换试样时，应用去离子水吸洗至火焰呈兰色。以读数为纵坐标，标准液浓度为横坐标作出工作曲线，并从工作曲线上找出样品的浓度。注意：测试时不要随意按调各键钮。关机步骤：用空白液清洗35分钟。关掉空压机电源。关闭进样阀。关闭主机电源。待火焰熄灭后，关闭燃气阀（顺时针旋到底）倾掉废液，并将进样管放在去离子水中。实验六 离子选择性电极法测定水中氟离子 一、实验目的1、 掌握直接电位法的测定原理及实验方法。2、 学会正确使用氟离子选择性电极和酸度计。二、实验原理氟离子选择电极是以氟化镧单晶片为敏感膜的电位法指示电极，对溶液中的氟离子具有良好的选择性。氟电极与饱和甘汞电极组成的电池可表示为：KCl(饱和),Hg2Cl2|HgE（电池）=E（SCE）- E（F） = E（SCE）- k + RT/F ln(F,外)= K + RT/F ln(F,外)用离子选择性电极测量的是溶液中离子活度，而通常定量分析需要测量的是离子的浓度，不是活度。所以必须控制试液的离子强度。如果测量试掖的离子强度维持一定，则上述方程可表示为：E（电池）= K + RT/F lgcF三、仪器和试剂1pH计，电磁搅拌器。2氟离子选择性电极，饱和甘汞电极。3氟离子标准溶液：0.100mol/L；1.010-3mol/L。4总离子强度缓冲溶液（Total Ionic Strength Adjustment Buffer简称TISAB）四、实验步骤1、 预热及电极安装接通电源，预热仪器20min，校正仪器，调节零点。氟电极接仪器负极接线柱，甘汞电极接仪器正极接线柱。将两极插入蒸馏水中，开动搅拌器，使电位小于-320mV，若大于-320mV，则更换蒸馏水，如此反复几次即可达到电极 的空白值。2、工作曲线法（1）标准溶液的配制及测定分别准确移取氟离子（10-3mol/L）标准溶液0.50，0.70，1.00，3.00，5.00，10.00mL于100mL容量瓶中，加入20mLTISAB，用去离子水稀释至刻度，摇匀。将标准溶液分别倒出部分于塑料烧杯中，放入搅拌磁子，插入经洗净的电极，开动搅拌器58min后，停止搅拌，读取平衡电位值(注意：测定时，需由低浓度 到高浓度依次测定，每测量1份试液，无需清洗电极，只需用滤纸沾去电极上的水珠)。测量结果列表记录。在坐标纸上作ElgcF图，即得标准曲线，或用excel线性回归得标准曲线。（2）水样的测定用去离子水洗电极至空白电位-320mV。取水样50.00mL，置于100mL容量瓶中，加20mL TISAB溶液，用去离子水稀释至刻度并摇匀。将溶液倒于塑料烧杯中，放入搅拌磁子，插入干净的电极进行测定，读取稳定电位值E1，由E1值从标准曲线上查得氟离子浓度。3、一次标准溶液加入法在上述所测水样中，准确加入1.00mL 10-3mol/L氟离子标准溶液，同样测量出稳定的电位值E2，计算出其差值(E=E1-E2)。由E计算氟离子的浓度。五、结果处理1、用系列标准溶液的数据，在坐标纸上绘制ElgCF-曲线。2、根据水样测得的电位值E1，从标准曲线上查到其氟离子浓度，计算水样中氟离子的含量(以mol/L 计)。3、步骤3一次标准溶液加入法所得的E和从标准曲线上计算得到的电极响应斜率代人下述方程： 计算水样中氟离子的浓度。式中cs和Vs分别为标准溶液的浓度和体积。cF-和Vx分别为试液的氟离子浓度和体积。六、问题讨论1氟离子选择电极在使用时应注意哪些问题?2总离子强度缓冲溶液在测量溶液中起哪些作用?仪器操作1、预热 将温度置于（ ），按下-mV键，将量程选择开关旋至“0”，用零点调节旋钮使电表指针指在表头pH“1”处。2、校正 将量程选择开关旋至“校正”，调节校正旋钮，使指针指在刻度“-2”处，再将量程选择开关旋至旋至“0”，完成校正工作，反复校正23次。3、测量 按下读书开关，调节定位旋钮使指针指在刻度“0”处，将氟电极和参比电极插入溶液中，调节量程选择开关，使指针指在刻度范围内，此时电表读数（下排）乘100加上量程选择开关读数乘100即为所测电动势（mV）。实验七 合金钢中铬、锰的的定性分析 一、实验目的1、巩固发射光谱分析法的原理2、学会WKT-6型看谱分析仪器的操作使用方法3、学会用看谱分析法进行合金钢中铬、锰的定性分析二、实验原理看谱分析法使用电源来提供能量，使金属元素产生发射光谱，借助看谱镜观察样品产生的光谱线，根据被测元素的特征线状光谱的波长及强度来进行定性和半定量分析。三、实验准备1.准备样品：将待测合金样品用砂纸除锈打光。2.仪器使用前检查：在通电之前将仪器线路连接情况逐一检查，使各连接线连接正确、稳固。3.电极准备：用砂纸打光两个圆盘台面和铜质圆盘电极。4.看谱分析操作方法：将分析试样放左试台，标准样品放前试台，并调整试样与电极之间的距离（3mm左右）。插上WPF-22型电弧发生器的电源插头，打开电源开关，指示灯亮，放电盘之间应燃弧，若弧焰闪烁不定，须请老师来调整仪器。（注意：当电弧发生器的电源开关拨向“开”后，无论电极之间是否燃弧，都不能用手触碰试台和试样，以防触电。切记！）燃弧正常后，调整主、副试台，调整分两步进行：第一步调整左侧的主试台，先切断电源，松开仪器主体背部的手柄，将比较棱镜全部拉出，调整鼓轮。刻度到35格左右，使镜筒对准弧焰位置，并调整目镜使场内亮度清晰。第二步调整前面的副试台，将比较棱镜推进一半，视场内的光谱便分成上下两部分，上面为主试台上被测样品的光谱，下边为副试台上被测样品的光谱，下边为副试台上标准样品的光谱。四、实验内容1.分析条件选择光源工作状态：交流电源固定电极：铜圆盘分析间隙：约3min2.实验步骤先通过照片的反复比较，识别出标准图谱上的Cr5、Cr6、Cr7、Mn1、Mn3、Mn4等灵敏分析线及其环境。再查对分析线的波长对应的鼓轮刻度数值，并调整好鼓轮刻度。将分析试样放主试台，标准样品放前试台，并调整试样与电极之间的距离（3mm左右），同时将比较棱镜推进一半。将WPF1型电弧发生器背面的光源选择开关拨到“电弧”位置，通过目镜观察谱线，进行分析。五、注意事项1.每次点弧35分钟后应关掉发生器35分钟，以免损坏仪器。2.分析中更换样品时，应先切断电源（发生器的开关），然后用夹子换取：以防烫伤。每换一次样品，须将铜圆盘电极转到一个新位置。3.分析工作全部结束后，应关好电源，拔下插头，清理干净电极、试台。冷却后将仪器盖好。实验报告书写格式要求目的原理实验步骤(简略表述)实验记录：试样号码分析元素拟检的分析线相邻的标准铁谱线对应的鼓轮刻度分析结果结论注：指Cr或Mn填写元素谱线号（如Cr5）和波长填写标准铁谱线号用或表示有或无此分析线填写有什么元素实验八 硫磷混酸的电位滴定 一、实验目的1. 了解和掌握电位滴定法的一般原理和操作2. 掌握利用电位滴定的方法测定试样的含量二、实验原理电位滴定法是根据滴定过程中指示电极电位的变化来确定终点的定量分析方法。用电位滴定法测量硫磷混酸时，随着NaOH滴定剂的加入，待测离子的浓度不断发生变化，在化学计量点附近，待测离子的浓度发生突变，指示电极的电位发生相应的突跃。因此，测量滴定过程中电池电动势的变化，就能确定滴定反应的终点，求出硫酸与磷酸的浓度。滴定终点可通过绘制电位滴定曲线来确定，即（或）一次微商曲线和（或）二次微商曲线；但用作图法手续较烦且不准确，因此常用二次微商计算法计算滴定终点（内插法）。三、实验步骤3. 标定（1） 准确移取草酸标准溶液10.0mL于250mL烧杯中，加水至约80mL，放入搅拌子，装好电极体系。（2） 将待标定的NaOH标准溶液装入滴定管中，调整液面于近零点，读取体积值。（3） 粗测：开动搅拌器，滴加NaOH标准溶液、读pH（电位）值，每次1mL，初步判断突跃点的体积范围。（4） 细测：重复（1）、（2）两步，加液至近突跃体积处，再以每次0.1mL的间隔读取pH（电位）体积关系。（5） 以插值法求终点，计算NaOH标准溶液浓度。4. 测定（1） 准确移取混酸10.0mL于250mL烧杯中，加水至约80mL，放入搅拌子，装好电极体系。（2） 粗测：方法同1，但要获取两个突跃点的体积范围。（3） 细测：方法同1，但在超过第一终点后，再加液至近第二突跃体积处，再测出第二突跃点附近的pH（电位）体积关系。（4） 计算：以插值法求终点，计算混酸中各组分的浓度四、数据处理五、问题讨论1. 电位滴定时使用pH计应注意哪些问题？2. 如何确定滴定突跃？六、实验小结实验九 气相色谱定性分析 一、实验目的：1 学习计算色谱峰分辨率；2 掌握根据保留值，用已知物对照定性的分析方法。二、实验原理：1.气相色谱主要结构：A.载气系统：包括气源、净化干燥管和载气流速控制；常用的载气有：氢气、氮气、氦气；净化干燥管：去除载气中的水、有机物等杂质（依次通过分子筛、活性炭等）；载气流速控制：压力表、流量计、针形稳压阀，控制载气流速恒定。B进样装置：进样器+气化室；气体进样器（六通阀）：推拉式和旋转式两种。 试样首先充满定量管，切入后，载气携带定量管中的试样气体进入分离柱；液体进样器：不同规格的专用注射器，填充柱色谱常用10L；毛细管色谱常用1L；气化室：将液体试样瞬间气化的装置。C色谱柱（分离柱）：色谱仪的核心部件。分为填充柱和毛细管柱。D检测系统：色谱仪的眼睛，常用的检测器：热导检测器、氢火焰离子化检测器；E温度控制系统：温度是色谱分离条件的重要选择参数；气化室、分离室、检测器三部分在色谱仪操作时均需控制温度；气化室：保证液体试样瞬间气化；检测器：保证被分离后的组分通过时不在此冷凝；分离室：准确控制分离需要的温度。当试样复杂时，分离室温度需要按一定程序控制温度变化，各组分在最佳温度下分离；2.衡量一对色谱峰分离的程度用分离度R表示：R = (tR,2-t R,1)/(Y1+Y2)其中tR,2, Y2和t R,1,Y1分别是两个组分的保留时间和半峰底宽,当R=1.5时,两峰完全分离;当R=1.0时,98%的分离。3.用色谱法进行定性分析的任务是确定色谱图上每一个峰所代表的物质。在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留值、保留时间、保留体积、保留指数、及相对保留参数。因此，在相同的色谱操作条件下，通过比较已知纯样、未知物的保留参数或在固定相上的位置，即可确定未知物为何种物质。4.用已知物进行定性可采用单柱比较法、峰高加入法或双柱比较法。单柱比较法是在相同的色谱条件下，分别对已知纯样及待测试样进行色谱分析，得到两张色谱图，然后比较其保留参数。当两者的数值相等时，即可认为待测试样中有纯样组分存在。三、仪器和试剂1 气相色谱仪、FID检测器2 氮气源3 色谱柱：毛细管柱4 正己烷、环己烷、苯（A.R）四、实验步骤1 通氮气，启动主机。2 调节色谱条件：柱温：80；检测器：120；气化室温度：120；载气流速：H2:40ml/min进未知混合试样0.5ul，记录色谱图上各峰的保留时间。3 分别注射、环己烷、苯等纯试剂0.2ul，记录色谱图上各峰的保留时间。五、数据记录试 剂正己烷环己烷苯保留时间（min）保留时间（min）保留时间（min）六、结果处理采用单柱比较法，对已知纯样及待测试样进行色谱分析，比较其保留时间，当两者的数值相等时，来确认待测试样中的组分存在。并计算两峰的分辨率。七：问题讨论1 本实验中，进样量是否需要非常准确？2 实验中注意哪些操作？实验十 气相色谱归一化定量分析 一、实验目的1、进一步掌握气相色谱仪的操作要点2、了解气相色谱各种定量方法的优缺点3、进一步熟练掌握根据保留值，用已知物对照定性的分析方法4、掌握用归一化法测定混合物中各组分的含量二、实验原理气相色谱的定量分析：峰面积百分比法、归一化法、内标法和外标法等。峰面积百分比法适用于分析响应因子十分接近的组分的含量，要求样品中所有组分均出峰。归一化法定量准确，但它不仅要求样品中所有组分均出峰，而且要求具备所有组分的标准品，以便于测定校正因子。内标法是精密度最高的色谱定量方法，但要选择一个或几个合适的内标物并不总是易事，而且在分析样品前必须将内标物加入样品中。外标法简便易行，定量精密度相对较低，而且对操作条件的重现性要求较严。本实验采用归一化法。定量分析的依据：被测组分的质量与其色谱峰面积成正比。即峰面积 A 的测量：；fi 为比例常数，是定量校正因子，一般色谱手册中提供有许多物质的相对校正因子，可直接使用。定量分析的步骤：第一步，先进行定性分析：化合物在一定的色谱操作条件下，每种物质都有一确定的保留值，故作为定性分析的依据；在相同的色谱条件下对已知样品和待测试样进行色谱分析，分别测量各组分峰的保留值，若某组分峰与已知样品相同，则可认为二者是同一物质。从而确定各个色谱峰代表的组分。第二步，归一化法测定含量：若试样中含有n个组分，且各组分均能洗出色谱峰，则其中某个组分i的质量分数为 Wi 可按照下式计算：归一化法的优点是简便、准确，定量结果与进样量无关，操作条件对结果影响较小；缺点是试样中所有组分必须全部出峰，某些不需要定量的组分也要测出其校正因子和峰面积。三、仪器和试剂1、仪器：GC-9790气相色谱仪（温岭福立分析仪器有限公司）；FID；毛细管柱，微量进样器2、试剂：己烷，庚烷，辛烷，壬烷 四、实验步骤1、气相色谱仪的基本操作流程（1）开启：a、开启载气N2钢瓶的阀门；b、将气体净化器打到“开”的位置；c、打开色谱仪的电源；d、打开色谱工作站；（2）实验条件如下：柱温100，汽化室温度：150，检测器温度：180；N2流速：45mL/min；H2 40mL/min；空气：450mL/min；纸速：10cm/min（3）待检测器FID温度达到的时候，开启H2钢瓶的阀门及打开空气源的电源，点燃FID；（4）运行程序一次并用丙酮进样清洗色谱柱；（5）进样，运行；（6）结束时，再用丙酮进样清洗色谱柱，设置程序。辅助I：50；column：50；FID：50。先关闭氢气、空气源。等到温度降至该设置温度时，方可关闭色谱仪电源，最后关闭载气阀门。2、混合物的分析（1）纯样保留时间的测定分别用微量注射器移取纯样（己烷到壬烷）溶液0.2L，依次进样分析，分别测定出各色谱峰的保留时间 tR。（2）混合物试液的分析用微量注射器移取0.2L混合物试液进行分析，连续记录各组分色谱峰的保留时间，记录各色谱峰的峰面积。五、结果处理1、将混合物试液各组分色谱峰的调整保留时间与标准样品进行对照，对各色谱峰所代表的组分作出定性判断。2、根据峰面积和校正因子，用归一化法计算混合物试液中各组分的质量分数。各组分的 fi 值见下表：组分己烷庚烷辛烷壬烷fi保留时间峰面积质量分数3、实验完毕，按照要求关闭色谱仪。六、注意事项1、测定时，取样准确，进样要求迅速，瞬间快速取出注射器；注入试样溶液时，不应有气泡。2、进样后根据混合物溶液中各组分出峰高低情况，调整进样量，使得出峰最高的约占记录纸宽度的80左右。3、测定时，严格控制实验条件恒定，这是实验成功的关键。4、为了保护色谱柱，要求载气首先打开，然后开机，结束时先关机，后关载气；严格按照要求的顺序开启和关闭色谱仪。七、思考题1、进样操作应注意哪些事项？在一定的条件下进样量的大小是否会影响色谱峰的保留时间和半峰宽度？2、色谱定量方法有哪几种，各有什么优缺点？3、色谱归一化法有何特点，使用该方法应具备什么条件？附：进样操作（1）进样时要求注射器垂直于进样口，左手扶着针头以防弯曲，右手拿着注射器，右手食指卡在注射器芯子和注射器管的交界处，这样可以避免当针进到气路中由于载气压力较高把芯子顶出，影响正确进样。（2）注射器取样时，应先用被测试液洗涤56次，然后缓慢抽取一定量试液，并不带有气泡。（3）进样时，要求操作稳当、连贯、迅速，进针位置及速度，针尖停留和拔出速度都会影响进样重现性。（4）要经常注意更换进样器上的硅橡胶密封垫片，防止漏气。实验十一 阳极溶出伏安法测定水中微量铅和镉 一、实验目的1：熟悉溶出伏安法的基本原理。2：掌握汞膜电极的使用方法。3：了解一些新技术在溶出伏安法中的应用。二、方法原理溶出伏安法的测定包含两个基本过程。即首先将工作电极控制在某一条件下，使被测定物质在电极上富集，然后施加线性变化电压于工作电极上，使被测物质溶出，同时记录电流与电极电位的关系曲线，根据溶出峰电流的大小来确定被测定物质的含量。溶出伏安法主要分为阳极溶出伏安法，阴极溶出伏安法和吸附溶出伏安法。本实验采用阳极溶出伏安法测定水中Cd(),其过程表示为：Cd 2+ + 2e- + Hg = Cd(Hg)本法使用汞膜电极为工作电极，铂电极为辅助电极，甘汞电极为参比电极。在被测物质所加电压下富集时，汞与被测物质在工作电极的表面上形成汞齐，然后在反向电位扫描时，被测物质从汞中“溶出”，而产生“溶出”电流峰。在酸性介质中，当电极电位控制为-1.0v（SV.SCE）时,Cd2+ (Pb2+)在工作电极上富集形成汞齐膜,然后当阳极化扫描至-0.1v时，可得到清晰的溶出电流峰。镉(铅)的波峰电位约为-0.6v（-0.4v）左右（SV.SCE）。三、仪器和试剂1：电化学分析仪2：汞膜电极作