仪器分析实验讲义

1、实验一、 HPLC 法测定减肥茶中五种蒽醌类化合物的含量一、实验目的1. 了解 HPLC 在药物分析方面的应用。2. 熟悉色谱分析方法和操作。二、实验原理减肥茶(植物药中含有多种蒽醌类化合物、萘并 -吡酮类、蛋白质及氨基酸、糖类及人体 所必需的微量元素, 其中蒽醌类成分为减肥茶的主要功效成分之一。 通过优化色谱分离条件, 可以建立同时分离测定减肥茶中蒽醌类化合物的反相高效液相色谱法 (RP-HPLC , 大黄酸、 大黄素、大黄酚、大黄素甲醚和芦荟大黄素可得到有效分离三、仪器和试剂高效液相色谱仪:岛津 LCSolutionSPD-20A 紫外检测器; LC-20A 液相色谱高压泵; SPD-M2

2、0A 二极管阵烈检测器; CTO-20A 柱箱芦荟大黄素 (Aloe-emodin、 大黄酸 (Phein、 大黄素 (Emodin、 大黄酚 Chrysophanol 和大黄素 甲醚 (Physcion对照品由中国药品生物制品检定所提供。色谱分析用试剂为色谱纯 . 其它试剂均为分析纯 , 实验用水为二次蒸馏水,所有试剂溶液使用 前均经 0.45m微孔滤膜过滤。四、实验步骤1、流动相的配制用移液管吸取 1.18 mL的质量分数 85%的磷酸 (西安化学试剂厂 XK130201-0257-007(2于 2000 mL的烧杯中加超纯水至 1000ml 摇匀, 定容, 配制成浓度为 0.1%的磷酸溶

3、液。 将配 制好的溶液装入两个棕色瓶中, 备用。 用 100ml 的量筒量取 0.1%的磷酸 75mL , 再用 250mL 的量筒量取色谱纯甲醇 425mL ,将甲醇加入磷酸中,摇匀,配制成甲醇 -0.1% H3PO4 (85:15.V/V,然后用超声清洗机 (宁波新芝生物科技股份有限公司 超声处理一个小时。 2、对照品和样品溶液的配制对照品的制备:用分析天平精确称取芦荟大黄素 0.0043g , 大黄酸 0.0044g , 大黄素 0.0050g , 大黄酚 0.0050g 和大黄素甲醚 0.0030g ,分别用色谱纯甲醇溶解 (若难溶或溶解很慢,可超声 处理几分钟 , 并定容至 50ml

4、, 配制成浓度分别为 0.086g/L, 0.044g/L, 0.1g/L, 0.1g/L和 0.060g/L的甲醇储备液,置于阴暗处保存。3、色谱条件色谱柱 : Shim-pack VP-ODS(4. 6 mm ×150 mm;流动相:甲醇 - 0. 1 %磷酸溶液 (体积比为 85 15 ;流速:1. 0 mL/min;柱温:30 ;检测波长:254 nm;进样量:10L。4、大黄酸、大黄素、大黄酚、芦荟大黄素、大黄素甲醚保留时间的测定5、大黄酸、大黄素和大黄酚标准曲线的绘制用普通塑料注射器吸取大黄酸对照品溶液适量,用 0.45m的微孔滤膜过滤后于一离心试管 中,备用。待仪器的各

5、个参数设置好,一切正常后,用 10L和 25L的微量进样器进样, 分别进样量为 1L、 2L、 4L、 6L、 8L、 10L、 12L、 14L、 16L、 18L、 20L、 22L、 24L,出峰后根据进样量和出峰面积的不同做面积 -进样量标准曲线。6、甲醇提取样中蒽醌类含量的测定用普通塑料注射器吸取甲醇提取液适量,用 0.45m的微孔滤膜过滤于一离心管中,用甲醇 (色谱纯 将 10L 和 25L的进样器洗干净,分别吸取过滤后的甲醇提取液 10L和 25L进 样, 根据出峰后的保留时间确定甲醇提取液中是否含有大黄酸, 大黄素和大黄酚, 并且根据 峰面积可以算出其中大黄酸,大黄素和大黄酚的

6、含量。五、结果与讨论1、根据样品出峰后的保留时间确定甲醇提取液中是否含有大黄酸,大黄素和大黄酚求未知 样品中萘的含量。2、 根据峰面积算出其中大黄酸,大黄素和大黄酚的含量。实验二 邻二氮菲分光光度法测定铁 (综合性实验 一、实验原理邻二氮菲 (phen和 Fe2+在 pH39的溶液中,生成一种稳定的橙红色络合物 Fe(phen 32+,其 lgK=21.3, 508=1.1 ×104L ·mol-1·cm-1,铁含量在 0.16g·mL-1范围内遵 守比尔定律。其吸收曲线如图 1-1所示。显色前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将 Fe3+全部还原 为 Fe2+,然

7、后再加入邻二氮菲,并调节溶液酸度至适宜的显色酸度范围。有关反应如下: 2Fe3+2NH2OH·HC1=2Fe2+N2 +2H2O+4H+2C1-图 1-1 邻二氮菲一铁 ( 的吸收曲线用分光光度法测定物质的含量,一般采用标准曲线法,即配制一系列浓度的标准溶液, 在实验条件下依次测量各标准溶液的吸光度 (A,以溶液的浓度为横坐标,相应的吸光度为 纵坐标,绘制标准曲线。 在同样实验条件下, 测定待测溶液的吸光度, 根据测得吸光度值从 标准曲线上查出相应的浓度值,即可计算试样中被测物质的质量浓度。二、仪器和试剂1.仪器:721或 722型分光光度计。2.试剂:(1 0.1 g·L

8、-1铁标准储备液 准确称取 0.702 0 g NH4Fe(SO42·6H2O 置于烧杯中, 加 少量水和 20 mL 1:1H2SO4溶液,溶解后,定量转移到 1L 容量瓶中,用水稀释至刻度,摇 匀。(2 100 g·L-1盐酸羟胺水溶液 用时现配。(31.5 g·L-1邻二氮菲水溶液 避光保存,溶液颜色变暗时即不能使用。(41.0 mol·L-1叫乙酸钠溶液。(50.1 mol·L-1氢氧化钠溶液。三、实验步骤1. 显色标准溶液的配制:在 1只 50 mL容量瓶中, 用吸量管加入 1.0 mL铁标准溶液 (含 铁 0.1 g·L-

9、1 , 分别加入 1 mL 100 g·L-1盐酸羟胺溶液, 摇匀后放置 2 min, 再各加入 2 mL1.5 g·L-1邻二氮菲溶液、 5 mL 1.0 mol·L-1乙酸钠溶液,以水稀释至刻度,摇匀。2.吸收曲线的绘制:在分光光度计上,用 1 cm 吸收池,以试剂空白溶液为参比,在 440560 nm之间,每隔 10 nm测定一次待测溶液的吸光度 A ,以波长为横坐标,吸光度为 纵坐标,绘制吸收曲线,从而选择测定铁的最大吸收波长。3.显色剂用量的确定:在 7只 50 mL容量瓶中,各加 1.0 mL铁标准溶液和 1.0 mL盐 酸羟胺溶液,摇匀后放置 2 m

10、in。分别加入 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 2.0, 4.0 mL邻二氮菲 溶液,再各加 5.0 mL 乙酸钠溶液,以水稀释至刻度,摇匀。以水为参比,在选定波长下测 量各溶液的吸光度。 以显色剂邻二氮菲的体积为横坐标、 相应的吸光度为纵坐标, 绘制吸光 度-显色剂用量曲线,确定显色剂的用量。4. 溶液适宜酸度范围的确定:在 9只 50 mL容量瓶中各加入 1.0 mL铁标准溶液和 1.0 mL盐酸羟胺溶液,摇匀后放置 2 min。各加 2 mL邻二氮菲溶液,然后从滴定管中分别加入 0, 2.00, 5.00, 8.00, 10.00, 20.00, 25.00, 30.0

11、0, 40.00 mL 0.1 mol·L-1NaOH 溶液摇匀,以水 稀释至刻度,摇匀。用精密 pH 试纸或酸度计测量各溶液的 pH 。以水为参比,在选定波长下,用 1 cm 吸收池测量各溶液的吸光度。绘制 A-pH 曲线, 确定适宜的 pH 范围。5.络合物稳定性的研究:移取 1.0 mL铁标准溶液于 50 mL容量瓶中,加入 1.0 mL盐 酸羟胺溶液, 2.0 mL邻二氮菲溶液和 5.0 mL乙酸钠溶液,以水稀释至刻度,摇匀。以水为 参比,在选定波长下,用 1 cm吸收池,每放置一段时间测量一次溶液的吸光度。以放置时 间为横坐标、吸光度为纵坐标绘制 A-t 曲线,对络合物的稳

12、定性作出判断。6.标准曲线的测绘:取不同量的铁标准溶液,在实验确定的条件下以试剂空白溶液为 参比,用 1 cm吸收池,测定各显色标准溶液的吸光度。在坐标纸上,以铁的浓度为横坐标, 相应的吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。7.铁含量的测定试样溶液按步骤 1显色后,在相同条件下测量吸光度,由标准曲线计 算试样中微量铁的质量浓度。四、思考题1.用邻二氮菲测定铁时,为什么要加入盐酸羟胺 ? 其作用是什么 ? 试写出有关反应方程 式。2.根据有关实验数据,计算邻二氮菲 -Fe( 络合物在选定波长下的摩尔吸收系数。3.在有关条件实验中,均以水为参比,为什么在测绘标准曲线和测定试液时。要以试 剂空白溶液为参比

13、?实验三、玻璃电极响应斜率和溶液 pH 的测定一、实验原理在进行测定时,把玻璃电极与饱和甘汞电极插入试液组成下列电池:AgCl,Ag 内参比溶液玻璃膜试液饱和 KCl Hg2Cl2,HgE 玻 E 液接 ESCEE 电池 =ESCE-E玻 +E液接E 玻 =k-0.059pH在一定条件下, E 液接和 ESCE 为一常数,因此,电动势可写为E 电池 =K+0.059pH(25若上式中 K 值已知, 则由测得的 E 电池就能计算出被测溶液的 pH , 但实际上由于 K 值不易 求得, 因此,在实际工作中,用已知的标准缓冲溶液作为基准,比较待测溶液和标准溶液两 个电池的电动势来确定待测溶液的 pH

14、 。所以在测定 pH 时,先用标准缓冲溶液校正酸度计 (亦称定位 ,以消除 K 值的影响。二、仪器和试剂1. pHS-3C 型酸度计。2. pH=4.00标准缓冲溶液 称取在 110烘干 12h的邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4 10.21g 在烧杯中溶解后移至 1000mL 容量瓶中,稀释至刻度, 摇匀(也可用市售袋标准 缓冲溶液试剂,按规定配制 。3. pH=6.86标准缓冲溶液 称取磷酸二氢钾 (KH2PO4 3.39g 和磷酸氢二钠 (Na2HPO43.53g 于烧杯中,用水溶解,移至 1000mL 容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。4. pH=9.18标准缓冲溶液 称取 3.80g 硼砂(

15、Na2B4O7·10H2O ,在烧杯溶解后,移至 1000mL 容量瓶中,稀释至刻度(所用蒸馏水需煮沸以除去 CO2 ,摇匀。5. 未知 pH 试液。三、实验步骤1、 pHS-3C 型酸度计的使用,详见仪器使用说明。2、玻璃电极响应斜率的测定。一支功能良好的玻璃电极, 应该有理论上的 Nernst 响应, 即在不同 pH 的缓冲溶液中测得的 电极电位与 pH 呈直线关系,在 25其斜率为 59mV/pH。测定方法如下:(1 接通仪器电源,按使用说明调零、校正。在 50mL 烧杯中盛 20mL 左右的邻苯二甲酸氢 钾缓冲溶液,将电极浸入其中,按下 -mV 档。不时摇动烧杯,使读数稳定后

16、,记下数据 E (单位为 mV 。(2 用蒸馏水轻轻冲洗电极,用滤纸吸干。在 50mL 烧杯中盛 20mL 左右的硼砂溶液,按下 +mV档,按上述方法操作。(3 同 (2的操作,更换 pH=6.86的缓冲溶液,测其 E 值。3、试液的 pH 测定(1将电极用水冲洗干净,用滤纸吸干。(2先用广泛 pH 试纸初测试液的 pH ,再用与试液 pH 相近的标准缓冲溶液校正仪器(例 如:若测 pH 为 9.0左右的试液,应选用 pH=9.18的标准缓冲溶液定位 。4、校正完毕后,用蒸馏水冲洗电极,用滤纸吸干后,将电极插入试液中,摇动烧杯,使读 数稳定后记录 pH 。5、取下电极,用水冲洗干净,妥善保存,

17、实验完毕。四、结果处理1、用以上测得的 E 值对 pH 作图,求其直线的斜率。该斜率即为玻璃电极的响应斜率,若 电极响应斜率偏离理论值(59mV/pH很多,则此电极不能使用。2、记录所测试样溶液 pH 结果。五、思考题1、测定 pH 时,为什么要选用与待测溶液的 pH 相近的标准缓冲溶液来定位?2、为什么普通的毫伏计不能测量 pH ?实验四、自来水中含氟量的测定 标准曲线法和标准加入法一、实验原理氟离子选择性电极是一种由 LaF3单晶制成的电化学传感器。当控制测定体系的离子强度为一定值时,电池的电动势与氟离子浓度的对数值呈线性关系。二、仪器与试剂1. pHS 2型酸度计2.氟离子选择性电极3.

18、饱和甘汞电极4.电磁搅拌器5.半对数坐标纸6. 1.00×10-1mol·L-1F-的标准贮备液:称取分析纯试剂 NaF (烘干 12h,温度 110左右 1.050g 于烧杯中,用去离子水溶解,定量转入 250mL 容量瓶中,用水稀释至刻度,贮存于 聚乙烯瓶中,备用。7.总离子强度缓冲溶液(简写为 TISAB :称取 NaCl58g ,柠檬酸钠(Na3C6H5O7·2H2O 12g 溶于 800mL 去离子水中,加 57mL 冰醋酸,用 500g·L-1NaOH 调节 pH=5.05.5之间, 冷至室温,用去离子水稀释至 1L 。三、实验步骤1. 氟离

19、子选择性电极的准备接通仪器电源,预热 20min ,校正仪器,调仪器零点。氟电极接仪器负极接线柱,甘汞电极 接仪器正极接线柱。将两电极插入蒸馏水中,开动搅拌器,使电位小于 -200mV ,若读数大 于 -200mV ,则更换蒸馏水,如此反复几次即可达到电极的空白值。若仍不能使电位小于 -200mV ,可用金相砂纸轻轻擦拭氟电极,继续清洗至 -220mV 。2. 标准曲线的制作分别吸取(10-3mol·L-1 F 的标准溶液 0.50, 0.70, 1.00, 3.00, 5.00, 10.00mL 于 100mL 容量瓶中,加入 20mLTISAB 溶液,用去离子水稀释至刻度。将标准

20、系列溶液由低浓度到高 浓度依次转入干的塑料杯中,电极插入被测试液。开动搅拌器 58min后,停止搅拌,读取 平衡电位(注意:测定时,需由低浓度到高浓度依次测定 。在 excel 软件上作 E F-曲线,即得标准曲线,并求得回归直线的直线方程、截距、斜率 (即氟离子选择性电极的响应斜率 和相关系数, 然后根据所测未知液的电位值, 根据直线 方程,求得所需数值。3. 水样的测定吸取水样 50.00mL 于 100mL 容量瓶中,加 20mLTISAB 溶液,用水稀释至刻度,把溶液全 部转入塑料杯中,测定 E 值(测定水样之前,需用去离子水洗电极至空白电位 -220mV 。记 录水样电位值(E 。然

21、后加入 1.00mL10-3 mol·L-1氟标准溶液,同样测出 E2,计算出其差 值( E=E1-E2 。四、结果处理1.在 excel 软件上以 E 对 F-作图绘制标准曲线,求出该氟离子选择性电极的响应斜率。2.根据所测水样的 E 值,从标准曲线直线方程计算水样中氟的浓度 cF-(mol·L-1 。3.根据步骤 3一次标准加入法所得和实际测定的电极响应斜率代入下述方程:cF-= (10 E/S-1-1计算水样中氟离子浓度。 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。五、思考题1. 本实验中加入总离子强度调节缓冲

22、溶液的目的是什么?2. 为什么要把氟电极的空白值洗至 -220mV ?实验五、硫酸铜电解液中氯离子的电位测定一、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。用电解法精练铜时, 硫酸铜电解液中的氯离子浓度不能过大, 需要经常加以测定。 由于硫酸 铜溶液本身具有很深的蓝色,无法用指示剂来确定终点,所以不能用普通容量法进行滴定。 用电位滴定法测定氯离子时, 以硝酸银为滴定剂, 在滴定过程中, 氯离子和银离子的浓度发 生变化, 可用银电极或氯离子选择性电极作为指示电极, 指示在化学计量点附近发生的电位 突跃。本实验以银电极作指示电极。银指示电极的电位可以根据能斯特公式

23、计算:化学计量点前,电极的电位决定于 Cl-的浓度。E=E Ag+/Ag-0.059logCl-化学计量点时, Ag+=Cl-,可由 Ksp,AgCl 求出 Ag+的浓度,由此计算出 Ag 电极的电位。 化学计量点后,电极电位决定于 Ag+的浓度,其电位由下式计算:E=E Ag+/Ag+0.059logAg+在化学计量点前后, Ag 电极的电位有明显的突跃。因为测定的是氯离子, 所以要用带硝酸钾盐桥的饱和甘汞电极作为参比电极, 也可采用饱和 硫酸亚汞电极,以避免氯离子的沾污,饱和硫酸亚汞电极的电位为 +0.620V。滴定终点可由电位滴定曲线来确定。即 E-V 曲线、 E/ V-V 一次微商曲线

24、和 2E/ V2-V 二次微商曲线。二、仪器及试剂1. ZDJ-4A 型自动电位滴定仪。2. 20mL 滴定管。3.银离子选择性电极。银电极事先用金相砂纸擦去表面氧化物。4. 0.0500mol·L-1硝酸银标准溶液:准确称取 8.500g 分析纯硝酸银,用水溶解后稀释至 1L 。 此溶液最好用标准氯化钠溶液进行标定。5.硫酸铜电解液:若没有硫酸铜电解液,可用含有氯离子的硫酸铜溶液代替。称取 0.12g0.14gNaCl溶于 2000mL 硫酸铜溶液中即为硫酸铜电解液。三、实验步骤1. 手动电位滴定按仪器操作程序清洗键进行滴定管清洗和润洗。银电极接仪器正,甘汞电极接仪器负,将 ZDJ

25、-4A 型设置为手动滴定档。准确吸取硫酸铜电解液 25.00mL , 置于 150mL 烧杯中, 加水约 25mL , 套上电极, 开动搅拌。 读取初始电位,读取加入的硝酸银标准溶液体积和相应的点位值。开始滴定时,每次可加 1.00mL ;当达到化学计量点附近时(化学计量点前后约 0.5mL ,每次加 0.10mL ;过了化学 计量点后,每次仍加 1.00mL ,一直滴定到 9.00mL 。按上述操作平行测定三次。2. 自动电位滴定根据手动电位滴定曲线图( 2E/ V2 V 图 ,可求得终点电位。以此电位值为控制依据, 进行自动电位滴定。将 ZDJ-4A 型电位滴定仪设置为自动滴定档,输入预定

26、终点电位。取试液 25.00 mL, 加水约 25 mL, 插入电极, 按下滴定开始按键, 仪器开始自动加入滴定剂, 到达预设电位值时自动结束滴定,记下 AgNO3用量。实验结束,将仪器复原,洗净电极,擦干,干燥保存。四、结果处理1. 根据手动电位滴定的数据,绘制电位(E 对滴定剂体积(V 的滴定曲线以及 E/ V V 、 2E/ V2 V 曲线。并用二次微商法确定终点体积。2. 根据滴定终点所消耗的硝酸银溶液的体积,计算试液中 Cl-的质量浓度(以 g·L-1表 示 。五、思考题1. 硝酸银滴定氯离子时 , 是否可以用碘化银电极作指示电极 ?2. 化学分析中的容量分析法相比,电位滴

27、定法有何特点 ?实验六、单扫描示波极谱法同时测定铅和镉一、实验目的(1熟悉单扫描示波极谱法的基本原理和特点。(2掌握示波极谱仪的使用方法。二、 实验原理单扫描示波极谱法是为克服经典极谱法的不足而发展起来的快速电分析测量技术之一。 我国制造的 JP 型示波极谱仪的基本电路示意图如图 9-1所示。而示波极谱图如图 9-2所示。具 有测定灵敏度高、操作方便、简单等特点。单扫描示波极谱法与经典极谱法的主要不同之处在于:扫描速度不同, 经典极谱法较慢, 约 为 0.2V/min;施加极化电压的方式和记录谱图的方法不同,经典极谱法极化电压施加在连 续滴落的多滴汞上才完成一个极谱图, 而单扫描示波极谱法仅施

28、加在一滴汞的生长后期 1-2s 瞬间内完成一个极谱图; 定量分析所依据的电流方程式也不同, 经典极谱法服从 Ilkovich 方 程,而示波极谱法则服从 Randles-Sevcik 方程。对可逆电极反应过程,在示波极谱仪上峰电流 ip 可表示为:ip=2.69×102n3/2D1/2v1/2Ac (9-3而对滴汞电极,由于电极面积不断变化,其大小可表示为:A=0.85m2/3t2/3 (9-4代入 (9-3中,即为单扫描示波极谱法滴汞电极上的电流方程:ip=2.29×102n3/2 m2/3tp2/3D1/2v1/2c (9-5式中 ip 为峰电流 (A, n 为电子转移

29、数, m 为汞流速 (mg/s, tp 为汞滴生长至电流峰出现的 时间 (s, D 为扩散系数 (cm2/s, v 为扫描速度 (V/s, c 为被测物质浓度 (mol/L。在约 2.5 mol/LHCl介质中, Pb2+和 Cd2+均能在滴汞电极上产生良好可逆极谱波。波峰电位 分别在 -0.48V 和 -0.70V 左右 (vsSCE。用常规波和导数波都可同时测定铅、镉。三、仪器与试剂1. JP-1D 型示波极谱仪2. 0.01mol/LPb2+和 Cd2+标准溶液3. 6mol/L盐酸溶液4. 0.5%明胶溶液四、实验步骤(1 准确移取水样 20.0mL 置于 50mL 容量瓶中,加入 6

30、mol/L盐酸溶液 10mL , 0.5%明胶溶 液 1.0mL 。用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,备用。(2 移取上述溶液 10.0mL 置于小烧杯中,于示波极谱仪上以 -0.30V 为起始电位,测量铅、 镉的阴极化常规波峰电流和峰电位。 改用导数波方式, 测量其峰高度。 将极化方式旋钮旋至 阳极化方式,测量常规波峰电流和峰电位,导数波波高。(3 在上述测量溶液中,分别加入 0.01mol/LPb2+和 Cd2+标准溶液各 0.20mL ,搅匀后同操 作 2测量阴极化常规波峰电流和峰电位,导数波波高。五、实验记录及数据处理1.用表格形式列出所测量的数据。2.按下述标准加入法公式计算水样中 Pb2+

31、和 Cd2+的浓度。实验七、电导滴定法测定醋酸的解离常数 Ka一、实验目的1. 熟悉电导滴定法的基本原理。2. 掌握电导滴定法测定弱酸解离常数的实验方法。二、方法原理溶液的电导随离子的数目、 电荷和大小而变化, 也随着溶剂的某些特性如粘度的变化而变化。 这样可以预料, 不同品种的离子对给定溶液产生不同的电导。 因此, 如果溶液里一种离子通 过化学反应被另一种大小或电荷不同的离子取代, 必然导致溶液的电导发生显著变化。 电导滴定法正是利用这一原理完成欲测物质的定量测定。一个电解质溶液的总电导,是溶液中所有离子电导的总和。即:G= Cii (6-1式中 Ci 为 i 种离子的浓度(mol/L ,

32、i为其摩尔电导, 为电导池常数。弱酸的解离度(与其电导的关系可表示为:=Gc/G100% (6-2Gc 为任意浓度时实际电导值,它是从实验中实际测量的, G100%为同一浓度完全解离时的 电导值,它可从不同的滴定曲线计算而得。醋酸在溶液中的解离平衡为:HAc ? H+ + Ac-c(1- c c解离常数 Ka 为:Ka= = (6-3根据电解质的电导具有加和性的原理, 对任意浓度醋酸在完全解离时的电导值能从滴定曲线 上求得。 假如选用氢氧化钠滴定醋酸和盐酸溶液, 可从滴定曲线上查得有关电导值后, 按下 式计算醋酸在 100%解离时的电导值。GHAc(100%=GNaAc+GHCl-GNaCl

33、(6-4GNaAc 式中为醋酸被氢氧化钠滴定至终点的电导值, GNaCl 为盐酸被滴定至终点的电导值。 注意所述电导值应按式 (6-1校正至相同的物质的量浓度,式 (6-4才成立。三、仪器和试剂DZDS-A 电导率仪,电导电极(铂黑电极 ;电磁搅拌器; 0.2000 mol/L氢氧化钠标准溶液; 醋酸溶液:0.1 mol/L;盐酸溶液:0.1 mol/L。四、实验步骤1. 预热电导仪,联接电导电极。2. 移取约 0.1 mol/L醋酸溶液 20mL 于 300mL 的烧杯中,加蒸馏水 170mL ,放烧杯在电 磁搅拌器上,插入洗净的电导电极, 注意不能影响搅拌磁子的转动。开动电磁搅拌器, 调节

34、 搅拌速度,使溶液不出现涡流。3. 用 0.2000 mol/L的标准氢氧化钠溶液滴定,首先记录醋酸未滴定时的读数,然后每次 滴加 0.5mL ,读一次电导值,直到滴定剂约 20mL 体积。4. 同实验步骤 2, 3,用 0.2000 mol/L的溶液滴定约 0.1 mol/L的盐酸溶液 20mL 。五、结果处理1. 绘制醋酸和盐酸的电导滴定曲线。2. 从两种滴定曲线的终点所消耗的 NaOH 体积,分别计算醋酸和盐酸的准确浓度。3. 按方法原理中公式(6-1 ,校正 GNaAc 、 GHCl 和 GNaCl 与 GHAc 相同的物质的量浓 度时的数值, 再按式 (6-4 求醋酸在 100%解离

35、时的电导值, 进而从式 (12 5 和 (12 6 计算出醋酸的解离常数 Ka 。六、问题讨论1. 解释用 NaOH 滴定 HAc 和 HCl 的电导曲线为何不同 ?2. 本实验所用方法测定弱酸的解离常数 Ka ,有哪些特点?3. 如要准确测定 Ka 值,在滴定实验中应着重控制哪些影响因素?实验八、恒电流库仑滴定法测定砷一、实验目的1、通过本实验,学习掌握库仑滴定法的基本原理。2、学会简易恒电流库仑仪的安装和使用。3、掌握恒电流库仑滴定法测定痕量砷的实验方法。二、方法原理库仑滴定是通过电解产生的物质作为 “ 滴定剂 ” 来滴定被测物质的一种分析方法。在分析时, 以 100%的电流效率产生一种物

36、质 (滴定剂 ,能与被分析物质进行定量的化学反应,反应的 终点可借助指示剂、 电位法、 电流法等进行确定。 这种滴定方法所需的滴定剂不是由滴定管 加入的,而是籍助于电解产生出来的,滴定剂的量所消耗的电量 (库仑数 成正比,所以称为 “ 库仑滴定 ” 。仪器装置如下图所示。用 45V 以上的干电池或恒电压直流电源作为电解电源,通过溶液的 电解电流可籍可变电阻器调节, 并由已校正的毫安计指示电流值。 采用高压电源可减少因电 解过程中电解池的反电动势的变化而引起的电解电流的变化, 这样才能准确计算滴定过程中 所消耗的电量。为了防止各种干扰电极反应的因素发生,必须将电解池的阳极与阴极分开。本实验是采用

37、恒电流电解碘化钾的缓冲溶液 (用碳酸氢钠控制溶液的 pH 值 产生的碘来测定 砷的含量。在铂电极上碘离子被氧化为碘,然后与试剂中的砷 (III反应,当砷 (III全部被氧 化为砷 (V后,过量的微量碘将淀粉溶液变为微红紫色,即达到终点。根据电解所消耗的电 量,按法拉第定律计算溶液中砷 (III的含量。指示滴定终点的方法:1、指示剂法2、电位法:如测定溶液中酸的浓度时,由工作电极上产生的 OH-滴定试液中的 H+,终点 时,溶液中的 pH 发生突变,这种突变由 pH 计指示出来。3、死停终点法 (电流上升法 :在电解池中插入两个铂片电极为指示电极,在指示剂电极上 加一个很小的恒电压 (50-20

38、0mV, 线路中串联一个灵敏的检流计, 滴定达到终点时, 由于溶 液中产生一对可逆电对或一对可逆电对消失, 使指示电极的电流发生变化或停止变化从而指 示终点的到达。三、仪器和试剂1、电磁搅拌器;2、铂片电极 (作工作电极 ,螺旋铂丝电极及隔离管;3、 KLT-1型通用库仑仪;4、亚砷酸溶液:约 10-4mol/L-1(用硫酸微酸化以使之稳定 ;5、 碘化钾缓冲溶液:溶解 60g 碘化钾, 10g 碳酸氢钠,然后稀释至 1L ,加入亚砷酸溶液 23mL,以防止被空气氧化;6、新配制淀粉试液:0.5%;7、硝酸:(HNO3 =1:1, 1 mol/L-1硫酸钠溶液。四、实验步骤1、将铂电极浸入 1

39、:1硝酸溶液中,数分钟后,取出用蒸馏水吹洗,滤纸沾掉水珠。2、联接好仪器。3、量取碘化钾缓冲溶液 50mL 及淀粉溶液约 3mL ,置于电解池中,放入搅拌磁子,将电解 池放在电磁搅拌器上。在阴极隔离管中注入硫酸钠溶液,至管的 2/3部位,插入螺旋铂丝电 极。 将铂片电极和隔离管装在电解池之上 (注意铂片要完全浸入试液中 。 铂片电极接 “ 阳极 ” , 螺旋铂丝电极接 “ 阴极 ” 。启动搅拌器,按下开关,细心观察电解溶液,当微红紫色出现时, 便立即拉下开关, 停止电解。 慢慢滴加亚砷酸溶液, 直至微红紫色褪去再多加 12滴, 再次 继续电解至微红紫色出现, 停止电解。 为能熟练掌握终点的颜色

40、判断, 可如此反复练习几次。 4、准确移取亚砷酸 10.0mL ,置于上述电解池中,按下开关。电解至溶液出现与定量加亚砷 酸前一样微红紫色时,立即停止电解,记下电量。再加入 10.0mL 亚砷酸溶液,同样步骤测 定。重复实验 34次。5、使用电流上升法,取同样量的亚砷酸置于电解池中,连接好仪器,开始电解,记录电量, 重复 3-4次。五、结果处理根据几次测量结果,求出电解时间的平均值。按法拉第定律计算亚砷酸的含量(以 mol/L-1计 。对两种指示终点的方法进行比较。六、问题讨论1. 写出滴定过程的电极反应和化学反应式。2. 碳酸氢钠在电解溶液中起什么作用?3. 采用高压电源为何能使电解电流保持

41、恒定?实验九、火焰原子吸收光谱法测定自来水中钙、镁一、实验目的(1加强理解火焰原子吸收光谱法的原理。(2熟悉原子吸收光谱法的应用。二、实验原理原子吸收光谱法是基于气态基态原子外层的电子对共振的吸收。 气态的基态原子数与物质的 含量成正比, 故可用于定量分析。 利用火焰的热能使样品转化为气态基态原子的方法称为火 焰原子吸收法。火焰原子吸收法测定金属元素常采用标准曲线法。 当试样组成复杂, 配制的标准溶液与试样 组成之间存在较大差别时, 常采用标准加入法, 该法是在整个容量瓶中加入等量的试样, 分 别加入不等量 (倍量 的标准溶液,用适当溶剂稀释至一定体积后,依次测定他们的吸光度。 以加入标样的质

42、量 (ug为横坐标,相应的吸光度为纵坐标,绘制标准曲线,如图 10-1所示。 图中横坐标与标准曲线延长线的交点至原点的距离即为容量瓶中所含试样的质量, 从而求得 试样的含量。三、仪器与试剂1. TAS-990原子吸收分光光度计2.钙、镁空心阴极灯3.钙、镁标准溶液 10.0ug/mL4.自来水试样四、实验步骤1、按下列数据设置测量条件(1 钙吸收线波长 4227?镁吸收线波长 ?(2 灯电流 4mA(3 狭缝宽度 0.1mm (4 空气流量 250L/h (5 乙炔流量 1.4L/min (6 燃烧器高度 8mm 2、吸取 5 份 10.00mL 试样溶液，分别置于 25mL 容量瓶中，各加入

43、钙、镁标准溶液 0.0mL、 1.0mL、2.0mL、3.0mL、4.0mL 于容量瓶中，以去离子水稀释至刻度，配制成一组标准溶液。 3、以去离子水为空白，测定上述各溶液的吸光度。 五、实验记录及数据处理 1绘制吸光度对含量的标准曲线 2将标准曲线延长至与横坐标轴相交处，则交点与原点间的距离对应于 10.00mL 试样中钙 镁含量 3换算水样中钙、镁的含量(mg/L 实验十、荧光光度法测定饮料中维生素 B2 的含量(设计性实验 一、实验目的 （1）设计荧光光度法测定多维葡萄糖粉等饮料中维生素 B2 的分析原理和具体步骤。 （2）掌握 970CRT 荧光光度计的操作技术。 二、实验原理 设计荧光

44、法测定多维葡萄糖粉等饮料中维生素 B2 的方法，从测定对象的物理化学性质出发 设计测试的原理、条件、干扰因素、步骤等。维生素 B2 又叫核黄素，是橘黄色无臭的针状 结晶。尝试从维生素 B2 的溶解性、稳定性条件、荧光性质、影响荧光强度的因素等方面入 手，通过查阅资料设计出测试多维葡萄糖粉中维生素 B2 的方法。 三、仪器与试剂 970CRT 荧光分光光度计。 10 g/mL 维生素 B2 标准溶液：准确称取 10.0mg 维生素 B2，用热蒸馏水溶解后，转入 1L 棕色容量瓶中，冷却后加蒸馏水至标线，摇匀，置于暗处保存。 冰乙酸（AR） ；多维葡萄糖粉试样。 四、实验步骤 (1 维生素 B2 最佳激发和发射波长的选择； (2 标准曲线的绘制 (3 多维葡萄糖粉中维生素 B2 的测定 五、实验记录及数据处理 以相对荧光强度为纵坐标，维生素 B2 的质量为横坐标绘制标准曲线。从标准曲线上查出待 测试液中维生素 B2 的质量，并计算出多维葡萄糖粉试样中维生素 B2 的百分含量。 六、思考题 1. 试解