仪器分析实验讲义-

1、南京晓庄学院化学系常规仪器分析实验讲义目 录1 仪器分析实验的基本要求1.1 仪器分析实验的基本要求11.2 实验数据处理和结果的表达 22 常规仪器分析实验的仪器说明2.1pHS-3C型酸度计/毫伏计计72.2 722型分光光度152.3 KLT-1型通用库仑仪213 实验部分实验一 乙酸的电位滴定分析及离解常数的测定23实验二 啤酒总酸的测定25实验三 氟离子选择性电极测定几种牙膏中游离氟26实验四 邻二氮菲分光光度法测定微量铁28实验五 分光光度法测定邻二氮菲Fe(II)络合物的组成30实验六 薄层色谱分离鉴定有机化合物31实验七 库仑滴定法测定维生素C33实验八 实验八 恒电流库仑滴定

2、法测定铬（）341 仪器分析实验的基本要求仪器分析实验是实验化学和仪器分析课程的重要内容。其目的是让学生在教师指导下，以分析仪器为工具亲自动手获得所需物质化学组成、含量和结构等信息。它是一种特殊形式的科学实践活动。通过仪器分析实验，使学生加深对有关仪器分析方法基本原理的理解，掌握仪器分析实验的基本知识和技能；学会仪器的正确使用方法；掌握实验条件优化的方法；正确地处理实验数据和表达实验结果；培养学生严谨求实的科学态度、进行实验的技能技巧和独立工作的能力。要达到仪器分析实验教学的目的，须对仪器分析实验提出以下基本要求：1、 实验之前做好预习工作。仔细阅读实验教材，对实验原理、方法和操作步骤以及注意

3、事项做到心中有数。2、 学会正确使用仪器。应在教师指导下熟悉和掌握仪器的正确使用方法，详细了解仪器的性能，防止损坏仪器或发生安全事故。3、 实验过程中，要细心观察和详细记录实验中的各种现象，认真记录实验条件和分析测试的原始数据。认真学习有关分析方法的基本技能。4、 认真写好实验报告。撰写实验报告是仪器分析实验的延续和提高。实验报告应做到简明扼要、图表清晰。其内容应包括实验名称、完成日期、实验原理、仪器名称及其型号、所用试剂、主要仪器的工作参数、实验步骤、实验数据及图表、实验现象、数据分析和结果处理、问题讨论等。写好实验报告是提高仪器分析实验教学质量的一个非常重要的环节。5、 爱护仪器设备和实验

4、室的环境。实验过程中应始终保持实验室的整洁与安静；实验结束后，应将所用仪器复原，并认真填写仪器使用记录本；清洗干净所用器皿，整理好实验室。经教师查验后，签字后方可离开。1.2实验数据处理和结果的表达分析数据的表示方式，视数据的特点和用途而定，不管采用什么方式表示数据，其基本要求是准确、明晰和便于应用。常用的数据表示方式有(1)列表法；(2)图形表示法；(3)数值表示法。这三种方法各有各的应用场合，在撰写实验和研究报告时，可以因地制宜，几种方法并用。一、列表法列表法是以表格形式表示数据。其优点是列入的数据是原始数据，可以清晰地看出数据的过程，亦便于日后对计算结果进行检查和复核；可以同时列出多个参

5、数的设置，便于同时考察多个变量之间的关系。当数据很多时，列表占用篇幅过大，显得累赘。用列表法表示数据时，需要注意规范化：(1)选择适合的表格形式，在现在的科技文献中，通常采用三线制表格，而不采用网格式表。(2)简明准确地标注表名，表名标注于表的上方。当表名不足以充分说明表中数据含义时，可以在表的下方加标注。(3)表的第一行为表头，表头要清楚标明表内数据的名称和单位。名称尽量用符号表示。同一列数据单位相同时，将单位标注于该列数据的表头，各数据后不再加写单位。单位的写法采用斜线制。(4)在列数据时，特别是数据很多时，每隔一定量的数据留一空行。上下数据的相应位数要对齐，各数据要按照一定的顺序排列。(

6、5)表中的某个或某些数据需要特殊说明时，可在数据上作一标记，再在表的下方加注说明。二、图形表示法图形表示法的优点是简明、直观，可以将多条曲线同时描绘在同一图上，便于比较。随着计算机技术的发展，可以在三维空间描绘图形。(1)曲线拟合在仪器分析中，绝大多数情况下都是相对测量，需用校正曲线进行定量建立校正曲线，就是基于使偏差平方和达到极小的最小二乘法原理，对若干个对应的数据（x1,y1），（x2,y2），（xn,yn），用函数进行拟合。从作图的角度说，就是根据平面上一组离散点，选择适当的连续曲线近似地拟合这一组离散点，以尽可能完善到表示仪器响应值和被测定量的之间的关系。这种基于最小二乘法原理研究因变

7、量与自变量之间的相关关系的方法，称为回归分析。用回归分析建立仪器分析校正曲线，因变量是仪器响应值，是具有概率分布的随机变量，自变量是被测定量（浓度），为无概率分布的固定变量。所建立的校正曲线，描述了因变量与自变量之间的相关关系，并可根据各自变量的取值对因变量进行预报和控制。用最小二乘法原理拟合回归方程，其斜率和截距分别为：所拟合的回归方程及建立的曲线在统计上是否有意义，可用相关系数进行检验。相关系数r是表征变量之间相关程度的一个参数，若大于相关系数表中的临界值r0.05，f，表示所建立的回归方程和回归线是有意义的；反之，若小于r0.05，f，则表示所建立的回归方程和回归线没有意义。r的绝对值在

8、0至1的范围内变动，r值越大，表示变量之间相关的程度越密切。当y随x增大而增大，称为y与x为正相关，为正值；当y随x增大而减少，称y与x为负相关，r为负值。表1 相关系数表临界值r0.05，ff=n-2r0.05，ff = n -2r 0.05，ff = n -2r 0.05，ff = n -2r 0.05，f10.99760.704110.553160.46820.95070.666120.532170.45630.87880.632130.514180.44440.81190.602140.497190.43350.754100.576150.482200.423(2)置信范围的界定回归线

9、（回归方程）的精度用标准差S表示，通常用2S作为它的置信区间。回归线的标准差是各实验点相对于回归线求出，由实验点绘制的校正曲线是y=f（x），而从校正曲线反求被测样品的浓度或含量值时，浓度或含量的精密度按下式计算，不确定度按下式计算：式中，b是校正曲线的斜率；n是实验点的数目；p是被测样品的重复测定次数。由此可见，如果只给出一条回归线，不给出精密度或置信期间，就无法知道测定结果的精密度，因此是不合适的，知道了回归线的置信区间，也可以根据它来判定异常的实验点，当实验点落在置信区间之外，就可以判为异常点，异常点不能参与回归计算。(3)图形的绘制和标注 在绘图时，应做到规范化。 用X轴代表可严格控制

10、的或实验误差较小的自变量，Y轴代表因变量。坐标轴应标明名称和单位。名称尽量用符号表示。单位的写法采用斜线制。坐标轴分度应与使用的测量工具和仪器的精度相一致，标记分度的有效数字位数应与原始数据的位数相同。在直角坐标纸上，每格所代表的变量值以1、2、4、5等量为宜，应避免采用3、6、7、9等量。应使整个图形占满全部坐标纸，大小也应适当。对于标准曲线，它一定会经过点，所以绘制标准曲线时，应先画出这两点，通过它们画出直线，再将其它点描在图上。图中有多条曲线时，应分别用不同的符号标注。若变量之间的关系是非线性的，则应尽量通过数学处理将其转变为线性关系。图的下方应标明图的名称和必要的注释。三、数值表示法用

11、数值表示分析测定结果的优点是简练，大量的测定数据可以用很少量的特征量值来表征。四、有效数字和数字修约规则(1)有效数字及其确定方法实验中记录分析测试数据时，记录的数据与表示结果的数值所具有的精确度应与所使用的测量仪器和工具的精确度一致。一般可估计到测量仪器和工具最小刻度的十分位，所记录的数除最后一位数字具有不确定性外，其余各位数字应是准确的。对于所记录的没有小数位且以若干个零结尾的数值，从非零数字最左一位向右数得到的位数减去无效零(仅为定位用的零)的个数，对于其他的十进位数，从非零数字最左一位向右数得到的位数，就是有效数字。(2)数字修约规则根据测定仪器和方法的误差与对测定数据精确度的要求，根

12、据修约规则，需对实际测定数据的位数进行取舍，采用“四舍六入五成双”的修约准则。所拟舍弃数字位两位以上数字时，不得连续进行多次修约，应根据所拟舍弃数字中左边第一个数字的大小按修约规则一次修约得出结果。此修约准则的优点是保持了进舍项数平衡性与进舍误差的平衡性。在报告测定结果的误差时，对误差值数字的修约，只进不舍。五、Microcal Origin 6.0的使用Origin 6.0是美国 Microcal公司推出的一个在Windows操作平台下用于数据分析和绘图的工具软件，它使用简便、功能强大，应用非常广泛。(1) Microcal Origin 6.0简介如图所示，Microcal Origin

13、6.0是一个多文档界面的软件。工作表(WorkSheet)窗口 当Microcal Origin 6.0启动或建一个新文件时，默认设置是一个工作表窗口，该窗口缺省为A(X)、B(Y)两列，分别代表自变量和因变量。A和B是列的名字，双击列的顶部可对其进行更改。可在工作窗口中用光标或鼠标移动插入点直接输入数据，也可点中“文件(File)” “导入 (Import)”从外部文件导入数据。绘图功能 在工作表窗口中选定用来作图的数据，点击“绘图(Plot)”菜单，将显示Microcal Origin 6.0可绘制的各种图形，包括直线图、描点图、向量图、柱状图、饼图、区域图、极坐标图以及各种3D图表、统计

14、用图表等。也可从下方的工具栏中直接选取图形，然后在“工具(Tools)”菜单下选择所需的曲线拟合工具。例：对数据进行线性拟合，可在“线性拟合(Linear Fit)”工具箱上设置好各项，然后点击“拟合(Fit)”键，会弹出一个绘图窗口，给出拟合出来的曲线，同时在弹出的“脚本(Script)”窗口中给出拟合参数，如回归系数、直线的斜率和截距等。此时，原激活窗口为工作表窗口中的“绘图(Plot)”菜单变成了“图形（Graph）”，“柱(Colum)”变成了“数据(Data)”。 在“编辑(Edit)”菜单下选“复制页面(Copy Page)”，就可将当前“图形（Graph）”窗口中绘制的整个图形拷

15、贝至Windows系统的剪贴板，这样就可以在其它应用程序如Word中进行粘贴等操作。选择“图形（Graph）”菜单下的“添加图层(Add Plot to Layer)”,就可在当前层中加入新的一组数据点，这个命令用于将几组数据绘于同一个图上。数据分析功能 选择“分析工具(Analysis)” “按列统计(Statistics On Columns)”,将弹出一个新的工作表窗口，其中给出了选定各列数据的各项统计参数，包括有平均值(Mean)、标准偏差(Standard Deviation ,即SD)、标准误差(Standard Error,即SE)、总和(Sum)及数据组数(N)。若原始工作表中

16、的数据改动以后，点击工作表窗口上方的“重新计算(Recaculate)”纽，就可以重新计算，得到更新的统计数据。类似地，可选择“分析工具(Analysis)“按行统计(Statistics On Rows)”则可以对行进行统计，不过不再新建窗口，统计结果直接附在原工作表的右边。选择“分析工具(Analysis)” “t检验(t-test)” 可以对数据进行t检验，判断所选数据在给定置信度下是否存在显著性差异，结果会在弹出的Script Windows中显示。还可以在“分析工具(Analysis)” 菜单下进行数据排列(Sort)、快速傅立叶变换(FFT)、多元回归(Multiple Regre

17、ssion)等。 2. 常规分析实验仪器使用说明一、PHS-3C型精密pH计的使用目前我们化学系有两种形式的PHS-3C型精密pH计，一种为旋钮式（以下成为旧式精密pH计），一种为按键式（以下称为新式精密pH计），下面将分别介绍两者的使用规程。1. 旧式精密pH计(如图1)1.1开机前准备a、电极梗旋入电极梗插座（5），调节电极夹到适当位置。b、复合电极夹在电极夹上拉下电极前端的电极套。c、用蒸馏水清洗电极，清洗后用滤纸吸干。1.2开机a、电源线插入电源插座（11）b、按下电源开关（12），电源接通后，预热30min, 接着进行标定。1.3标定仪器使用前，先要标定，一般来说，仪器在连续使用时，

18、每天要标定一次。a) 在测量电极插座（15）处拨去短路插座；b) 在测量电极插座（15）处插上复合电极；c) 把选择开关旋钮（9）调到pH档；d) 调节温度补偿旋钮（8），使旋钮白线对准溶液温度值；e) 把斜率调节旋钮（7）顺时针旋到底（即调到100%位置）；f) 把清洗过的电极插入PH6.86的缓冲溶液中；g) 调节定位调节旋，使仪器显示读数与该缓冲溶液当时温度下降时的pH值相一致（如用混合磷酸定位温度为100C时，pH=6.92）；h) 用蒸馏水清洗过的电极，再插入pH4.00（或pH9.18）的标准溶液中，调节斜率旋钮使仪器显示读数与该缓冲溶液中当时温度下的pH值一致。i) 重复（f）（

19、h）直至不用再调节定位或斜率两调节旋钮为止。j) 仪器完成标定。1.4测量pH值经标定过的仪器，即可用来测定被测溶液，被测溶液与标定溶液温度相同与否，测量步骤也有所不同。（1）被测溶液与定位溶液温度相同时，测量步骤如下：用馏水洗电极头部，用被测溶液清洗一次；把电极浸入被测溶液中，用玻璃棒搅拌溶液，使溶液均匀，在显示屏上读出溶液的pH值。（2）被测溶液和定位溶液温度不相同时，测量步骤如下：电极头部，用被测溶液清洗一次；用温度计测出被测溶液的温度值调节“温度”调节旋钮（8），使白线对准补测溶液的温度值。把电极插入被测溶液内，用玻璃棒搅溶液，使溶液均匀后读出该溶液的pH值。1.5 测量电极电位：（1

20、）将所需的离子选择性电极和参比电极按要求接好，按下mV键。（2）将电极用蒸馏水洗干净，并用滤纸吸干后插入待测溶液中，搅拌使溶液均匀，仪器显示的数值即是该溶液的电极电位值。1.6 仪器维护仪器的输入端必须保持干燥清洁，仪器不用时，防止灰尘极水气浸入，电极注意防潮防震，在标定仪器时，要保证缓冲溶液的可靠性。测量后应及时将电极保护套套上，套内加入少量的补充液，保持湿润。1.7 常见故障及其处理：1.7.1 电源接通，数字乱跳：仪器输入端开路，应插上短路插头；1.7.2 定位能调6.86pH，不能调4.00pH：电极失效，更换电极。1.7.3 斜率调节不起作用：斜率电位器坏，更换斜率电位器。1.8.

21、仪器故障：在测试过程中如果发生故障，立即停止测试，并做好故障现象的记录，报室主任，找维修人员进行检查。1.9. 期间检查：仪器在连续使用时，每天要标定一次。在两次仪器检定之间至少要对仪器进行一次期间检查，并做好记录。2.新式精密pH计（如图2所示）2.1 仪器结构仪器外型结构l机箱2键盘3显示屏4多功能电极架5电极仪器后面板6测量电极插座7一参比电极接口8保险丝9电源开关10电源插座仪器键盘说明：a) “pHmV”键，此键为pH、mV选择键，按一次进入“pH”测量状态；再按一次进入“mV”测量状态。b) “定位”键，此键为定位选择键，按此键上部“”为调节定位数值上升；按此键下部“”为调节定位数

22、值下降；c) “斜率”键，此键为斜率选择键，按此键上部“为调节斜率数值上升；按此键下部“”为调节斜率数值下降；d) “温度”键，此键为温度选择键，按此键上部“”为调节温 度数值上升；按此键下部“”为调节温度数值下降；e) “确认”键，此键为确认键；按此键为确认上一步操作。此键的另外一种功能是如果仪器因操作不当出现不正常现象时，可按住此键，然后将电源开关打开，使仪器恢复初始状态。仪器附件 11Q9短路插 12E201-c型PH复合电极 13电极保护套4操作步骤开机前的准备工作a) 将多功能电极架(4)插入多功能电极架插座中。b)将pH复合电极(12)安装在电极架(4)上。b) 将pH复合电极下端

23、的电极保护套(13)拔下，并且拉下电极上端的橡皮套使其露出上端小孔。d)用蒸馏水清洗电极。2.2 仪器使用说明书（见下页）23 标定 仪器使用前首先要标定。一般情况下仪器在连续使用时，每天要标定一次。a)在测量电极插座(6)处拔掉Q9短路插头(11)；b)在测量电极插座(6)处插入复合电极(12)；c)如不用复合电极，则在测量电极插座(6)处插入玻璃电极插头，参比电 极接入参比电极接口(7)处；d)打开电源开关，按“pH/mV”按钮，使仪器进入pH测量状态；e)按“温度”按钮，使显示为溶液温度值(此时温度指示灯亮)，然后按 “确认”键，仪器确定溶液温度后回到pH测量状态。 f)把用蒸馏水清洗过

24、的电极插入pH=6.86的标准缓冲溶液中，待读数稳定 后按“定位”键(此时pH指示灯慢闪烁，表明仪器在定位标定状态)使 读数为该溶液当时温度下的pH值(例如混合磷酸盐10时，pH=6.92)， 然后按“确认”键，仪器进入pH测量状态，pH指示灯停止闪烁。标准缓 冲溶液的pH值与温度关系对照表见附录。g)把用蒸馏水清洗过的电极插入pH=4.00(或pH=9.18)的标准缓冲溶液中， 待读数稳定后按“斜率”键(此时pH指示灯快闪烁，表明仪器在斜率标定状态)使读数为该溶液当时温度下的pH值(例如邻苯二甲酸氢钾10时，pK=4.00)，然后按“确认”键，仪器进入pH测量状态，pH指示灯停止闪烁，标定完

25、成。h)用蒸馏水清洗电极后即可对被测溶液进行测量。 如果在标定过程中操作失误或按键按错而使仪器测量不正常，可关闭电源，然后按住“确认”键再开启电源，使仪器恢复初始状态。然后重新标定。注意： 经标定后，“定位”键及“斜率”键不能再按，如果触动此键，此时仪器pH指示灯闪烁，请不要按“确认”键，而是按“pHmV”键，使仪器重新进入pH测量即可，而无须再进行标定。标定的缓冲溶液一般第一次用pH=6.86的溶液，第二次用接近被测溶液pH值的缓冲液，如被测溶液为酸性时，缓冲溶液应选pH=4.00；如被测溶液为碱性时则选p=9.18的缓冲溶液。 一般情况下，在24h内仪器不需再标定。2.4 测量pH值 经标

26、定过的仪器，即可用来测量被测溶液，被测溶液与标定溶液温度是否相同，所引起的测量步骤也有所不同。具体操作步骤如下：(1)被测溶液与定位溶液温度相同时，测量步骤如下： a)用蒸馏水清洗电极头部，再用被测溶液清洗一次： b)把电极浸入被测溶液中，用玻璃棒搅拌溶液，使溶液均匀，在显示屏上读出溶液的pH值。(2)被测溶液和定位溶液温度不同时，测量步骤如下： a)用蒸馏水清洗电极头部，再用被测溶液清洗一次； b)用温度计测出被测溶液的温度值； c)按“温度”键，使仪器显示为被测溶液温度值，然后按“确认”键。 d)把电极插入被测溶液内，用玻璃棒搅拌溶液，使溶液均匀后读出该溶液的pH值。2.5 测量电极电位(

27、mV值)(1)把离子选择电极(或金属电极)和参比电极夹在电极架上；(2)用蒸馏水清洗电极头部，再用被测溶液清洗一次； (3)把离子电极的插头插入测量电极插座(6)处 (4)把参比电极接入仪器后部的参比电极接口(7)处；(5)把两种电极插在被测溶液内，将溶液搅拌均匀后，即可在显示屏上 读出该离子选择电极的电极电位(mV值)，还可自动显示极性。(6)如果被测信号超出仪器的测量范围，或测量端开路时，显示屏会不亮，作超载报警。(7)使用金属电极测量电极电位时，若电极插头不为Q9插头，则可用带夹子的Q9插头，Q9插头接入测量电极插座(6)处，夹子与金属电极导线相接；或用电极转换器，电极转换器的一头接测量

28、电极插座(6)处，金属电极与转换器接续器相连接。参比电极接入参比电极接口(7)处。2.6仪器维护 仪器的经常地正确使用与维护，可保证仪器正常、可靠地使用，特别是pH计这一类的仪器，它必须具有很高的输入阻抗，而使用环境需经常接触化学药品，所以更需合理维护。(1)仪器的输入端(测量电极插座6)必须保持干燥清洁。仪器不用时，将Q9短路插头插入插座，防止灰尘及水汽浸入。(2)电极转换器(选购件)专为配用其他电极时使用，平时注意防潮防尘。(3)测量时，电极的引入导线应保持静止，否则会引起测量不稳定。(4)仪器所使用的电源应有良好的接地。 (5)仪器采用了MOS集成电路，因此在检修时应保证电烙铁有良好的接

29、地。(6)用缓冲溶液标定仪器时，要保证缓冲溶液的可靠性，不能配错缓冲溶液，否则将导致测量结果产生误差。2.6 缓冲溶液的配制方法(1)pH4.00溶液：用GR邻苯二甲酸氢钾10.12g，溶解于1000mL的高纯去离子水中。(2)pH6.86溶液：用GR磷酸二氢钾3.387g、GR磷酸氢二钠3.533g，溶解于1000mL的高纯去离子水中。(3)pH9.18溶液：用GR四硼酸钠3.80g、溶解于1000mL的高纯去离子水中。注意：配制2、3溶液所用的水，应预先煮沸(1530)min，除去溶解的二氧化碳。在冷却过程中应避免与空气接触，以防止二氧化碳的污染。3. 精密pH计仪器使用注意事项3.1 测

30、量溶液pH值（1）电极在测量前必须用已知pH值的标准缓冲溶液进行定位和斜率校准，为取得正确的结果，用于定位的已知标准缓冲溶液的pH值愈接近被测值愈好。（2）取下保护帽后要注意，在塑料保护栅内的敏感玻璃球泡不要与硬物接触，任何破损和擦毛都会使电极失效。（3）测量完毕不用时，应将电极保护帽套上，帽内应有少量浓度为3mol/L KCl，以保持球泡的湿润。如果发现干枯，在使用前应在3mol/L氯化钾溶液或微酸性的溶液中浸泡几小时，以降低电极的不对称电位。（4）复合电极的外参比补充液为3mol/L氯化钾溶液（附件有小瓶一只，内装氯化钾粉剂若干，用户只需加入去离子水置20ml刻度处并摇匀，此溶液即为3mo

31、l/L外参比补充液），补充液可以从上端小孔加入。（5）电极的引出端（插头），必须保持清洁和干燥，绝对防止输出端短路，否则将导致测量结果失准或失效。（6）电极应与高输入阻抗（1012）的pH计或mv计配套，能使电极保持良好的特性。（7）电极避免长期浸在蒸馏水中、蛋白质、酸性氟化物溶液中，并防止和有机硅油脂接触。（8）经长期使用后，如发现电极的百分理论斜率略有降低，则可把电极下端浸泡在4%HF（氢氟酸）中3-5秒，用蒸馏水洗净，然后在0.1mol/L HCl溶液中浸泡几小时，用去离子水冲冼干净，使之复新。（9）被测溶液中含有易污染敏感球泡或堵塞液接界的物质，会使电极钝化，其现象是百分理论斜率低、响

32、应时间长、读数不稳定。为此，则应根据污染物质的性质，以适当溶液清洗，使之复新。注： 选用清洗剂时，如能溶解聚碳酸树脂的清洗液，如四氯化碳、三氯乙烯、四氢呋喃等，则可能把聚碳酸树脂溶解后，沾污敏感玻璃球泡表面，而使电极失效，请慎用！污染物：清洁剂：无机金属氧化物低于1M稀盐酸有机油脂类物稀洗涤剂（弱碱性）树脂高分子物质稀酒精、丙酮、已醚蛋白质血球沉淀物酸性酶溶液（如胃蛋白酶等）颜料类物质稀漂白液、过氧化氢3.2 测量电池电动势（以氟离子选择性电极为例）（1） 电极在使用前应按说明书进行活化、清洗。电极的敏感膜应保持清洁和完好，切勿玷污或受到机械损伤。（2） 固态膜电极钝化后，用金相砂纸抛光，一般

33、可恢复原来的性能；或在湿麂皮上放少量优质牙膏或牙粉，用以摩擦氟电极，也可使氟电极活化。（3） 测定时，应按溶液从稀到浓的次序进行。在浓溶液中测定后应立即用去离子水将电极清洗到空白电位值，再测定稀溶液，否则将严重影响电极寿命和测量准确度（有迟滞效应）。电极也不宜在浓溶液中长时间浸泡，以免影响检出下限。（4） 电极使用后，应清洗至其电位为空白电位值（氟电极的空白电位，即电极在不含F-离子的去离子水中的电位，约为300mV。）擦干，按要求保存。二、722N型分光光度计的使用1. 仪器结构（如图所示）722N型分光光度计是以卤钨灯为光源，衍射光栅为色散元件的单光束、数显式仪器。工作波长范围为33080

34、0nm，波长精度为2nm，光谱带宽为5nm，吸光度显示范围为01.999。图722N型分光光度计本仪器键盘共4个键，分别为：1.A/T/C/F2.SD3./0%4./100%1 A/T/C/F键：每按此键来切换A、T、C、F之间的值。A-吸光度（Absorbavce）T-透射比（Trans）C-浓度（Conc）F-斜率（Factor）F值通过按键输入（后面介绍如何设置）2 SD键：该键共有2个功能（1）用于RS232串行口和计算机传输数据（单向传输数据，仪器发向计算机）。（2）当处于F状态时，具有确认的功能，即确认当前的F值，并自动转到C，计算当前的C值（C=F*A）。3 /%键：该键具有2个

35、功能a）调零：只有在T状态时有效，关闭样品室盖，按键后应显示0.000、1000。b）下降键：只有在F状态时有效，按本键F值会自动减1,如果按住本键不放，自动减1会加快速度，如果F值为O后，再按键它会自动变为1999，再按键开始自动减1。4 /100%键：该键具有2个功能a ）只有在A、T状态时有效，关闭样品室盖，按键后应显示0.000、100.0.b）上升键：只有在F状态时有效，按本键F值会自动加1，如果按住本如果按住本键不放，自动加1会加快速度，如果F值为1999后，再按键它会自动变为0，再按键开始自动加1。 图 722N可见分光光度计光学原理1聚光镜 2滤色片 3钨卤素灯 4进狭缝5反射

36、镜 6 准直镜7光栅8出狭缝9聚光镜 10-样品架 11光门 12光电池钨卤素灯发出的连续辐射光经滤色片选择后，由聚光镜聚光后投向单色器进狭缝，此狭缝正好于聚光镜及单色器内准直镜的焦平面上，因此进入单色器的复合光通过平面反射镜反射及准直镜准直变成平行光射向色散元件光栅，光栅将入射的复合光通过衍射作用形成按照一定顺序均匀排列的连续的单色光谱，此单色光谱重新回到准直镜上，由于仪器出射狭缝设置在准直镜的焦平面上，这样，从光栅色散出来的光谱经准直镜后利用聚光原理成象在出射狭缝上，出射狭缝选出指定带宽的单色光通过聚光镜落在试样室被测样品中心，样品吸收后透射的光经光门射向光电池接收。2.仪器操作步骤2.1

37、插上电源，打开开关，打开试样室盖，按“A/T/C/F”键，选择“T%”状态，选择测量所需波长，预热30分钟。2.2开始测量时要先调节仪器的零点，方法为：保持在“T%”状态，当关上试样室盖时，屏幕应显示“100.0”，如否，按“OA/100%”键；打开试样室盖，屏幕应显示“000.0”，如否，按“0%”键，重复2-3次，仪器本身的零点即调好，可以开始测量。2.3用参比液润洗一个比色皿，装样到比色皿的3/4处（必须确保光路通过被测样品中心），用吸水纸吸干比色皿外部所沾的液体，将比色皿的光面对准光路放入比色皿架，用同样的方法将所测样品装到其余的比色皿中并放入比色皿架中。2.4将装有参比液的比色皿拉入

38、光路，关上试样室盖，按“A/T/C/F”键，调到“Abs”， 按“OA/100%”键，屏幕显示“0.000”，将其余测试样品一一拉入光路，记下测量数值即可（不可用力拉动拉杆）。2.5浓度C的测量：选择开关由“A”旋置“C”，将已标定浓度的样品放入光路，调节浓度旋钮，使得数字显示为标定值，将被测样品放入光路，即可读出被测样品的浓度值。2.6如果大幅度改变测试波长时，在调整“0”和“100%”后稍等片刻，（因光能量变化急剧，光电管受光后响应缓慢，需一段光响应平衡时间），当稳定后，重新调整“0”和100%即可工作。2.7.测量完毕后，将比色皿清洗干净（最好用乙醇清洗），擦干，放回盒子，关上开关，拔下

39、电源，罩上仪器罩。2.8登记仪器使用情况。3仪器使用注意事项3.1仪器使用前需开机预热30分钟3.2开关试样室盖时动作要轻缓3.3不要在仪器上方倾倒测试样品，以免样品污染仪器表面，损坏仪器3.4 测定吸收曲线时，每更换一个波长，需要重新用参比溶液调节透光率为100。3.5拿比色皿时，用手捏住比色皿的毛面，切勿触及透光面，以免透光面被玷污或污损。3.6要使比色皿中测定溶液与原溶液的浓度保持一致，因此需要用该溶液润洗比色皿内壁23次，在测定一系列溶液的吸光度时，通常按由稀到浓的顺序进行以减小误差。3.7比色皿的外壁的液体用擦镜纸或细面软的吸水纸吸干，以保护透光面。3.8清洗比色皿一般用水冲洗。如比

40、色皿被有机物玷污，宜用盐酸-乙醇混合液（1+2）浸泡片刻，再用水冲洗。不能用碱液或强氧化性洗涤液清洗，也不能用毛刷刷洗，以免损伤比色皿。3.9比色皿不能单个调换。3.10被测液以倒至比色皿的约2/33/4高度处为宜。4.仪器的维护 (1)为确保仪器稳定工作，电压波动较大的地方，220V电源预先稳压，建议用户备220V稳压器一只（磁饱和式或电子稳压式）。 (2)当仪器工作不正常时，如数字表无亮光，光源灯不亮，开关指示灯无信号，应检查仪器后盖保险丝是否损坏，然后查电源线是否接通，再查电路。 (3)仪器要接地良好。 (4)仪器左侧下角有一只干燥剂筒，应保持其干燥性，发现变色立即更新或加以烘干再用。

41、(5)另外有二包硅胶放在样品室内，当仪器停止使用后，也应该定期更新烘干。 (6)当仪器停止工作时，切断电源，电源开关同时切断。 (7)为了避免仪器积灰和沾污，在停止工作时间内，用塑料套子罩整个仪器，在套子内放数袋防潮硅胶，以免灯室受潮，反射镜镜面发霉点或沾污影响仪器能量。(8)仪器工作数月或搬动后，要检查波长精度和吸光主A精度等方面，以确保仪器的使用和测定精度。5. 仪器的调校和故障修理 仪器使用较长时间后，与同类型的其它仪器一样，可能发生一些故障，或者仪器的性能指标有所变化，需要进行调校或修理，现分别简单介绍如下，以供使用维护者参考。5.1仪器的调校： (1)钨灯的更换和调整： 光源灯是易损

42、件，当损件更换或由于仪器搬动后均可能偏离正常位置，为了使仪器有足够的灵敏度，如何正确地调整光源灯的位置则显得更为重要。用户在更换光源灯时应带上手套，发防止沾污灯壳而影响发光能量。 722仪器的光源灯采用12V30W插入式钨卤素灯，更换钨灯时应先切断电源，然后用附件中的板手旋松钨灯加上的二个紧固螺丝，取出损坏的钨灯，换上新钨灯后，将波长选择在550nm左右，开启主机电源开关，移动钨灯上、下、左、右位置，直到象在入射狭缝上。选择适当的灵敏率开关，观察数字表读数，经过调整至数字表读数为最高即可。最后将二紧固螺丝旋紧。注意：二紧固螺丝为钨灯稳压电源的输出电压，当钨灯点亮时，千万不能短路，否则会损坏钨灯

43、稳压电源电路元件。 (2)波长精度检验与校正： 722仪器采用镨钕滤色片（仪器附）529nm及808nm二个特征吸收峰，通过逐点测试法来进行波长检定及校正。 本仪器的分光系统采用光栅作为色散元件，其色散是线性的，因此波长分度的刻度也是线性的，当通过逐点测试法记录下的刻度波长与镨钕滤色片特征吸收波长值超出误差，则可卸下波长手轮，旋松波长刻度盘上的三个定位螺丝，将刻度指示置特征吸收波长值，误差范围（2nm），旋紧三个定位螺丝即可。 (3)吸光度精度的调整： 选择开关置于“T”，调节透过率“00.0”和“100.0”后，再将选择开关置“A”，旋动“吸光度调零”旋钮，使得显示值为“.000”. 将0.

44、5A左右的滤光片（仪器附）置于光路，测得其吸光度值。选择开关置“T”，测得其 透过率值，根据A=1gT计算出其吸光度值。如果实测值与计算值有误差，则可调节“吸光 T度斜率电位器”，将实测值调整至计算值，两者允许误差为0.004A。 5.2故障分析： 1.初步检查 当仪器一旦出现故障，首先关主机电源开关，然后按下列步骤逐步检查。 (1)当开启仪器电源开关后钨灯是否亮。 (2)波长盘读数指示是否在仪器允许波长范围内。 (3)仪器灵敏度开关是否选择适当。 (4)T、A、C开关是否选择在相应的状态。 (5)试样室盖是否关紧。 (6)仪器调零及调100%时是否选择相应的旋钮调节。5.3初步判断 722仪

45、器机械系统、光学系统及电子系统为一整体，工作过程中互有牵制，为了缩小范围及早发现故障所在，按下列试验可以原则上区分故障性质。 (1)光学系统试验： (a)灯电源开关按下，点亮钨灯。 (b)仪器波长刻度选择580nm，打开试样室盖以白纸插入光路聚焦位置，应见到一较亮、完整的长方形黄光斑。 (c)手调波长向长波，白纸上应见到光斑由紫变黄逐渐变红。 手调波长向短波，白纸上应见到光斑由红变黄逐渐变紫。 (d)波长在330800nm范围，改变相应的灵敏度档调节100%钮，观察数字表读数显示能达到100.0值。 上述试验通过，光学系统原则上正常。 (2)机械系统试验 (a)手动调节波长钮330nm800n

46、m往返手感平滑无明显卡住。 (b)检查各按钮、旋钮、开关及比色皿选择拉杆手感是否灵活。 上述试验通过，机械系统原则上正常。 (3)电子系统试验 (a)灯电源按钮按下，应点亮钨灯。 (b)检查各室盖，调节调零旋钮观察数字显示读数应00.0左右可调。 波长选择580nm，灵敏度开关选择1档，试样室空白，关于试样室盖，此时调节100%旋钮观察数字显示读数应100.0左右可调。 (d)T、A、C转换开关选择T档，试样室空白，当完成仪器调零及调100%后选择A档，调节消光零旋钮观察数字显示读数应.000左右可调。 上述试验通过，电子系统原则上正常。三、KLT-1库仑仪的使用1. 仪器结构仪器前面板图仪

47、器 后 面 板 图2. 仪器操作步骤（1）开启电源前所有键全部释放，“工作、停止”开关置于“停止”位置，电解电流量程选择根据样品含量大小、样品量多少及分析精度选择合适的档，电流微调放在最大位置。一般情况选10mA档。（2）开启电源的开关，预热10分钟，根据样品分析需要及采用的滴定剂，选用指示电极电位法或指示电极电流法，把指示电极插头和电解电极插头插入机后相应插孔内，并夹在相应的电极上。把配好的电解液的电解杯放在搅拌器上，并开启搅拌，选择适当转速。（3）若终点指示方式选择“电位下降”法，接好电解电极及指示电极线，（此时电解阴极为有用电极，即中红二芯黑线接双铂片，红线接铂丝阴极，大二黑芯夹子夹钨棒

48、参比电极，红夹子夹两指示铂片中的任意一根）。并把插头插入主机的相应插孔。补偿电位予先调在3的位置，按下启动键，调节补偿电位器使指针指40左右，待指针稍稳定，将“工作、停止”置“工作”档。（如原指示灯处于灭的状态）则此时开始电解计数。（如原指示灯是亮的）则按一下电解按扭，灯灭，开始电解，电解至终点时表针开始向左突变，红灯亮，仪器显示数即为所消耗的电量毫库仑数。（4）终点指示方式选择“电流上升”法。把夹钨棒的夹子夹到两指示铂片中的另一根即可。其它接线不变。极化电位钟表电位器预先调0.4的位置，按下启动键，调节极化电位到所需的极化电位值，使50A表头至20左右，松开极化电位琴键，等表头指针稍稳定，按

49、一下电解按扭，灯灭，开始电解。电解至终点时表针开始向右突变，红灯即亮，仪器读书即为总消耗的电量毫库仑数。（5）测量其它离子选用的另外的电解池系统可根据有关资料使用。3. 仪器使用注意事项3.1使用过程中，拿出电极头，或松开电极夹时必须先释放琴键，以使仪器的指示回路输入端起到保护作用，不会损坏机内器件。3.2电极采用电位法指示滴定终点的正负极不能接错，电解电极的有用电极，应视选用什么滴定剂和辅助电解质而定，一般得到的电子被还原而成为滴定剂的是电解阴极为有用电极，有用电极为双铂片电极，另一个电解电极为铂丝以砂芯和有用电极隔离，指示电极的正极、负极是钨棒为参考电极，另一根铂片为指示电极，指示电极是正

50、电位还是负电位需要通过数字电压表测量而定，电解电极插头为二芯，红线为阳极，黑线为阴极，指示电极插头为大二芯，红线为正极，白线为负极。3.3 电解过程中不要换档，否则会使误差增加。电解电流的选择，一般分析低含量时可以选择小电流，但如果电流太小，小于50 mA档时，有时可能终点不能停止，这主要是等当点突变速率太小，而使微分电压太低不能关闭。电流下限的选择以能关闭为宜。在分析高含量为缩短分析时间可选择大电流一般以10mA为宜，如果需选择50mA电解电流时，需事先用标准样品标点后分析了解电解电流效率能否达到100%，也即电流密度是否太大，一般高含量大电流的选择以电流效率能满足100%为宜。3 实验部分

51、实验一 乙酸的电位滴定分析及离解常数的测定一、 实验目的1 通过醋酸的电位滴定，掌握电位滴定的基本操作和滴定终点的计算方法。2 学习测定弱酸常数的原理和方法，巩固弱酸离解平衡的基本概念。二、 实验原理电位滴定法是在滴定过程中根据指示电位和参比电极的电位差或溶液的pH值的突跃来确定终点的方法。在酸碱电位滴定过程中，随着滴定剂的不断加入，被测物与滴定剂发生反应，溶液pH值不断变化，就能确定滴定终点。滴定过程中，每加一次滴定剂，测一次pH值，在接近化学计量点时，每次滴定剂加入量要小到0.10mL，滴定到超过化学计量点为止。这样就得到一系列滴定剂用量V和相应的pH值数据。常用的确定滴定终点的方法有以下

52、几种。（1）绘pHV曲线法 以滴定剂用量V为横坐标，以pH值为纵坐标，绘制pHV曲线。作两条与滴定曲线相切的45倾斜的直线，等份线与直线的交点即为滴定终点，如图3-10（a）所示。（2）绘pH/VV曲线法 pH/V代表pH的变化值一次微商与对应的加入滴定剂体积的增量（V）的比。绘制pH/VV曲线的最高点即为滴定终点图3-10(b)。（3）二级微商法 绘制（pH/）V曲线。（pH/V）V曲线上一个最高点，这个最高点下即是pH /等于零的时候，这就是滴定终点法。该法也可不经绘图而直接由内插法确定滴定终点图3-10（c）。确定滴定体积以后，从pHV曲线上查出HAc被中和一半时（1/2Ve）的pH值。

53、此时，pH=pKa,从而计算出Ka。醋酸在水溶液中电离如下：其离解常数为当醋酸被中和了一半时，溶液中：Ac-=HAc，根据以上平衡式，此时Ka=H+，即pKa=pH。因此，pHV图中Ve所处的pH值即为pKa，从而可求出醋酸的酸常数Ka。三、 仪器和试剂仪器：pHS-3c型酸度计，电磁搅拌器，pH复合电极，10mL半微量碱式滴定管，100mL小烧杯，10.00mL移液管，100mL容量瓶。试剂：0.1mol/LHAc，0.1000mol/LNaOH标准溶液，pH=4.00（25）和pH=6.86（25）的标准缓冲溶液。四、 实验步骤1打开酸度计电源开关，预热30min。接好复合玻璃电极。2用p

54、H=6.86（25）和pH=4.00(25)的缓冲溶液将pHs-3C型酸度计进行两点定位。3粗测： 准确吸取醋酸试液10.00mL于100mL小烧杯中，再加水约20mL。放入搅拌磁子，浸入pH复合电极。开启电磁搅拌器（注意磁子不能碰到电极），用0.1000mol/LNaOH标准溶液进行滴定，1mL读数一次，待到超过化学计量点，初步确定滴定终点。3. 细测： 同上，准确吸取醋酸试液10.00mL于100mL小烧杯中，再加水20.00mL。放入搅拌磁子，浸入pH复合电极和甘汞电极。开启电磁搅拌器，用0.1000mol/LNaOH标准溶液进行滴定，滴定开始时每点隔1mL读数一次，在Vep处和化学计量点附近时间隔0.10mL读数一次，记录每个点对应的体积和pH值。4 数据处理（1）根据记录的体积和pH值数据，计算各点对应的V和pH值 （2）绘制pHV