仪器分析实验指导书邱会东

仪器分析实验指导书邱会东重庆科技学院化学化工学院2023.1前言《仪器分析实验》是一门实践性很强的课程，理论教学与实验教学是一个不可分割的完整体系。搞好实验教学，是完整掌握这门课程的重要环节。《仪器分析实验》的教学目的是为了巩固和加强学生对该课程基本原理的理解和掌握，树立准确的“量”的概念，培养学生独立思考问题、解决问题及实际操作的能力。为实现上述目的，特编写了本书。旨在通过《仪器分析实验》教学，使学生对的掌握基础分析化学的基本操作和基本技能，掌握各类指标的测定方法和测定原理，了解并熟悉一引些大型分析仪器的使用方法，培养学生严谨的科学态度，提高他们的动手能力及对实验数据的确分析能力，使其初步具有分析问题、解决问题的能力，为学生后续专业课程的学习及完毕学位论文和走上工作岗位后参与科研、生产奠定必需的理论和实践基础。目录TOC\o"1-1"\h\z\u实验一吸取光谱的绘制 4实验二高吸光度示差分析法测量铬 9实验三水溶液中铬、钴的同时测定 12实验四紫外吸取光谱法测定水中的总酚 14实验五分光光度法同时测定维生素C和维生素E 16实验六原子吸取测定最佳实验条件的选择 18实验七原子吸取光谱法测定饮用水中的钙 21实验八原子吸取光谱法测定水中镁的含量 23实验九原子吸取光谱法测定钢中的铜 26实验十原子吸取分光光度法测定豆乳粉中的铁、铜 28实验十一发射光谱定性分析 30实验十二发射光谱半定量分析 33实验十三合金钢中锰的光谱定量分析 35实验十四荧光光度法测定多维葡萄糖粉中维生素B2的含量 37实验十五 荧光分析法测定邻-羟基苯甲酸和间-羟基苯甲酸 39实验十六二氯荧光素最大激发波长和最大发射波长的测定 41实验十七分子荧光法测定奎宁的含量 43实验十八水中pH值的测定（玻璃电极法） 44实验十九氯离子选择性电极性能的测试 47实验二十自来水中含氟量的测定——标准曲线法和标准加入法 49实验二十一水中I-和Cl-的连续测定（电位滴定法） 51实验二十二阳极溶出伏安法测铅 55实验二十三单扫描示波极谱法测定铅和镉 58实验二十四汞膜电极阳极溶出法测定微量铅 60实验二十五气相色谱法测定混合醇 62实验二十六气相色谱定性分析 64实验二十七苯系混合物的气相色谱分析——归一化法定量 66实验二十八气相色谱法测定大气中的苯系物 68实验二十九气相色谱法测定乙醇中乙酸乙酯的含量 71实验三十气相色谱法定量分析乙醇中水含量 73实验三十一液相色谱法测定污染水样中的苯和甲苯 74实验三十二苯甲酸红外吸取光谱的测绘—KBr晶体压片法制样 76实验三十三间、对二甲苯的红外吸取光谱定量分—液膜法制样 80实验三十四红外光谱法测定简朴机化合物的结构 84附录 85 实验一吸取光谱的绘制一、实验目的1.初步熟悉722型分光光度计的使用方法。2.熟悉测绘吸取光谱的一般方法。3.学习标准曲线定量方法。二、实验原理在建立一个新的吸取光谱法时，必须进行一系列条件实验，涉及显色化合物的吸取光谱曲线（简称吸取光谱）的绘制、选择合适的测定波长、显色剂浓度和溶液pH值的选择及显色化合物影响等。此外，还要研究显色化合物符合朗伯－比尔定律的浓度范围、干扰离子的影响及其排除的方法等。本实验运用分光光度计能连续变换波长的性能，测定邻二氮菲－Fe2+的吸取光谱，并选择合适的测定波长。在pH=3～9的溶液中，Fe2+与邻二氮菲（phen）生成稳定的橙红色络合物，λmax＝508nm,ε＝1.1×104L/（mol·cm），lgβ3=21.3(（橙红色）Fe3+与邻二氮菲生成1：3的淡蓝色络合物（lgβ3=14.1），故显色前应先用盐酸羟胺将Fe3+还原为Fe2+，其反映为在508nm处测定吸光度值，用标准曲线法可求得水样中Fe2＋的含量。若用盐酸羟胺等还原剂将水中Fe3＋还原为Fe2＋，则本法可测定水中总铁、Fe2＋和Fe3＋各自的含量。三、仪器与试剂仪器：722型分光光度计；具塞磨口比色管50mL；吸量管1，2，5mL；洗耳球试剂：1.铁标准溶液（I）（Fe2+＝100μg/mL）：准确称取0.7022g分析纯硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，放入烧杯中，加入20mL（1＋1）HCl，溶解后移入1000mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，混匀。此溶液中含铁量为100μg/mL，Fe2+的量浓度为1.79×10－3mol/L。2.铁标准溶液（Ⅱ）（Fe2+＝10μg/mL）：用吸量管准确吸取10.0mL铁标准溶液（I）至100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。此溶液铁含量为10μg/mL。3.0.15%（m/V）4.10%（m/V）盐酸羟胺NH2OH·HCl水溶液（新鲜配制）。5.缓冲溶液（pH＝4.6）：将68g乙酸钠溶于约500mL蒸馏水中，加入29mL冰乙酸稀释至1L。6.含铁水样（总铁含量0.3～1.4mg/mL）。四、实验内容1.吸取1.00mL铁标准溶液（I）（Fe=1.79×10－3mol/L），同时吸取1.00mL去离子水（空白实验），分别放入50mL比色管中，加入1.0mL10%NH2OH·HCl溶液，混匀。放置2min，加入2.0mL0.15%邻二氮菲溶液和5.0mL缓冲溶液，用水稀释至刻度，混匀。2.在722型分光光度计上，将邻二氮菲－Fe（Ⅱ）溶液和空白溶液分别盛于1cm比色皿中，安放于仪器中比色皿架上。按仪器使用方法操作，从420nm～560nm，每隔10nm测定一次。每次用空白溶液调零，测定邻二氮菲－Fe（Ⅱ）溶液的吸光度值。3.在吸取峰510nm附近，再每隔2nm测定一点。记录不同波长下的吸光度值。4.标准曲线的绘制（1）用吸量管准确吸取0.00（空白实验），0.50，1.00，2.50，3.50，5.00和7.00mL铁标准溶液（Ⅱ）（含铁10μg/mL），分别放入50mL比色管中。各加入1.0mL10%NH2OH·HCl溶液，混匀。静置2min后，再各加入2.0mL0.15%邻二氮菲溶液和5mL缓冲溶液，用水稀释至刻度，混匀，放置10min。（2）在722型分光光度计上，于508nm处，用1cm比色皿，以“空白实验”调零，测定各溶液的吸光度值，做记录。（3）以含铁量为横坐标，相应的吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线。5.水样中铁的测定（1）总铁的测定用移液管吸取25mL水样，放入50mL比色管中，按照绘制标准曲线程序测定吸光度值。在标准曲线上查出水样中总铁含量（共做3份平行样）。（2）Fe2＋的测定用移液管吸取25mL水样，放入50mL比色管中，不加NH2OH·HCl溶液，以下按绘制标准曲线环节进行，测定吸光度值，在标准曲线上查出水样中Fe2＋的含量。（3）计算或式中m——标准曲线上查出总铁或Fe2＋的含量（μg）；C标·Fe——标准曲线上查出总铁或Fe2＋的含量（mg/L）；V——水样的体积（mL）；50——水样稀释最终体积（mL）。五、数据解决（1）吸取光谱绘制波长λ（nm）420430440450460470480490500510520530540550560吸光度A波长λ（nm）502504506508510512514516518吸光度A以波长为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，将测得值逐个描绘在坐标纸上，并连成光滑曲线，即得吸取光谱。从曲线上查得溶液的最大吸取波长λmax，即为测量铁的测量波长（又称工作波长）（2）标准曲线绘制（终体积50mL）铁标准溶液（10μg/mL）1234567加入量（mL）0.00.51.002.503.505.007.00Fe含量（μg）0.05.010.025.035.050.070.0Fe浓度（mg/L）0.00.100.200.500.701.001.40吸光度值0.0绘制标准曲线。（3）水样测定总铁水样编号123Fe2＋水样编号123吸光度值吸光度值Fe含量（μg）Fe含量（μg）（mg/L）（mg/L）平均含量（mg/L）平均含量（mg/L）六、注意事项1.本实验旨在学会分光光度法测定水中微量物质时的最基本操作条件、原理和方法以及722型分光光度计的使用。因此，要仔细阅读仪器说明书，了解仪器的构造和各个旋钮的功能；在使用时，一定要遵守操作规程和听从老师的指导。2.在每次测定前，应一方面作比色皿配对性实验。方法是：将同样厚度的4个比色皿分别编号，都装空白溶液，在508nm处测定各比色皿的吸光度（或透光率），结果应相同。若有显著差异，应将比色皿重新洗涤后再装空白溶液测定，直到吸光度（或透光率）一致。若通过多次洗涤，仍有显著差异，则用下法校正：（1）以吸光度最小的比色皿为0，测定其余三个比色皿的吸光度值作为校正值。（2）测定水样或溶液时，以吸光度为零的比色皿作空白，用其它各皿装溶液，测各吸光度值减去所用比色皿的校正值。溶液吸光度测量值的校正示例比色皿编号空白溶液校正值（A）显色溶液测得值（A）校正后测得值（A）10.00.0空白20.00440.20410.20030.00880.40890.40040.02230.62340.6013.拿取比色皿时，只能用手指捏住毛玻璃的两面，手指不得接触其透光面。盛好溶液（至比色皿高度的4/5处）后，先用滤纸轻轻吸去外部的水（或溶液），再用擦镜纸轻轻擦拭透光面，直至洁净透明。此外，还应注意比色皿内不得粘附小气泡，否则影响透光率。4.测量之前，比色皿需用被测溶液荡洗2～3次。然后再盛溶液。比色皿用毕后，应立即取出，用自来水及蒸馏水洗净、倒立晾干。5.仪器不测定期，应打开暗箱盖，以保护光电管。6.绘制吸取光谱时应选择恰当的坐标比例，曲线应光滑。七、思考题1.根据实验数据，计算在最大吸取波长下，邻二氮菲-Fe（Ⅱ）的摩尔吸取系数ε。你的计算值与文献值ε＝1.1×104是否一致？如不一致，请作解释。2.本次实验中用722型分光光度计测得的最大吸取波长与文献值λmax＝508nm是否有差别？如有差别，请解释因素。3.单色光不纯对吸取光谱的测定有何影响？实验二高吸光度示差分析法测量铬一、实验目的了解高吸光度示差分析法的基本原理及特点掌握高吸光度示差分析法的实验技术二、实验原理吸光光度法一般仅合用于微量组分的测定，实践证明，在一般吸取光度法测定中假如吸光度值在0.2~0.8范围内，则读数误差较小。所以，在平常的测量中，我们应尽量控制待测溶液最终的吸光度值落在上述范围内。当待测定组分浓度过高或过低，会引起很大的测量误差，导致准确度减少。尽管采用了其它措施（如减少（或增长）称样，增长（或减小）稀释倍数等），仍不能使最终试液的吸光度值落在上述最佳范围内。为了避免测量时读数误差过大，提高分析的精密度和准确度，示差吸光光度法可克服这一缺陷。目前，重要有高浓度示差吸光光度法、低浓度示差吸光光度法和使用两个参比溶液的精密示差吸光光度法。它们的基本原理相同，且以高浓度示差吸光光度法应用最多，仅介绍高浓度示差吸光光度法。

所谓高吸光度示差法，就是用一个比未知溶液浓度略低的已知浓度标准溶液为参比溶液，与未知溶液相比较，测量其吸光度，再从测得的吸光度值求出未知试液浓度的一种分析方法。设用作参比的标准溶液浓度为Cs，未知溶液的浓度为Cx。根据Lambert—Beer定律应有：式中As和Ax分别为标准溶液及未知溶液的吸光度、I0为入射光强度、Is和Ix分别为透过标准溶液和未知溶液后的透光度、ε和b分别为待测物质的摩尔吸光系数及吸取皿厚度。两式相减（Ax-As），经整理得：即上式中则：上式表白，两溶液的相对吸光度Af值的大小与它们的浓度差成正比。根据此式可以计算未知溶液的浓度Cx。高吸光度示差法与普通法相比，准确度有所提高，假如测量误差仅仅是由读数（A或T）的不拟定引起的，那么，高吸光度示差法的光度误差，可以由下式表达：式中Tf为被测溶液以标准溶液CS为参比时的相对透光度，Ts为标准溶液的透光度。由上式可以看出，随着参比溶液浓度的增长，参比溶液的透光度Ts变小，光度误差也随它减少。应用高吸光度示差法，充足运用了仪器的灵敏度，使其准确度与滴定分析和重量分析的准确度相近。本实验以Cr（NO3）3为例，在550nm处进行普通吸取光度法测量，并与高吸光度示差法测量进行比较。三、仪器与试剂仪器721(722)型分光光度计试剂0.2500mol·L-1Cr（NO3）3溶液四、实验内容标准系列溶液的配制准确分取2、4、6、8、10、12、14、16、18、20mL0.25mol.L-1Cr（NO）3溶液于25mL比色管中，用水稀释至刻度，摇匀。工作曲线的绘制与试样的测定用1cm吸取皿，在550nm处，分别测量下列溶液的吸光度。（1）以水为参比，测量2~20mL0.2500mol·L-1Cr（NO3）3标准溶液及未知试样溶液的吸光度。（2）以8mL0.2500mol·L-1Cr（NO3）3标准溶液为参比，测量10~20mL0.2500mol·L-1Cr（NO3）3.标准溶液及未知试样溶液的吸光度。（3）以中性滤光片（相对空气其A值约为0.45）代表参比溶液，测量10~20mL0.2500mol·L-1Cr（NO3）3标准溶液及未知试样溶液的吸光度。五、数据解决以铬浓度为横坐标，测得的吸光度为纵坐标，在同一坐标纸上绘制（1）~（3）组的工作曲线。从（1）~（3）组工作曲线上计算未知试样的浓度。六、问题讨论三组的测量结果是否一致？分析产生偏差的因素。实验三水溶液中铬、钴的同时测定一、实验目的学习用分光光度法测定有色混合物组分的原理和方法。二、实验原理当混合物两组分M及N的吸取光谱互不重叠时，则只要分别在波长λ1和λ2处测定试样溶液中的M和N的吸光度，就可以得到其相应含量。但是，若M及N的吸取光谱互相重叠（如图所示），则可根据吸光度的加和性质在M和N的最大吸取波长λ1和λ2处测量总吸光度及。假如采用1cm比色皿，则可由下列方程式求出M及N组分的含量：＝＋＝cM＋cN＝＋＝cM＋cN解此联立方程可得：cM＝cN＝式中、、、分别代表组分N及M在λ1和λ2处的摩尔吸光系数。本实验中测定Cr和Co的混合物。分别配制Cr和Co的系列标准溶液，在λ1和λ2分别测量Cr和Co系列标准溶液的吸光度，并绘制标准曲线。四条标准曲线的斜率即为Cr和Co在λ1和λ2处的摩尔吸光系数，代入上面公式中即可求出所测溶液中Cr和Co的浓度。三、仪器与试剂1．仪器722型分光光度计、容量瓶（50mL）、刻度吸管（5mL，10mL）等。2．试剂Co(NO3)2溶液，0.700mol∕L；Cr(N03)3溶液，0.200mol∕L；Cr3+、Co2+混合液。四、实验内容1．溶液的配制1）Co2+系列溶液：取0.700mol∕L的Co2+溶液2.50、5.00、7.50、10.00mL于50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。计算各溶液的Co2+浓度；2）Cr3+系列溶液：取0.200mol∕L的Cr3+溶液2.50、5.00、7.50、10.00mL于50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。计算各溶液的Cr3+浓度；3）待测Cr、Co混合溶液的稀释：取5.00mL待测未知液，用50mL容量瓶稀释至刻度。2．吸取曲线的测绘，拟定λ1、λ2选取Co2+和Cr3+系列溶液中的一个，以蒸馏水为参比，从450nm到700nm，每隔20nm测一次吸光度，在吸取峰附近可多测几个点。分别绘制Co2+和Cr3+的吸取曲线，拟定λCo和λCr。3．标准曲线的绘制以蒸馏水为参比，在λCo和λCr处分别测定Co2+和Cr3+系列标准溶液的吸光度。分别绘制λCo和λCr波长处Co2+和Cr3+的四条标准曲线。4．未知溶液的吸光度测定以蒸馏水为参比，在λCo和λCr处分别测定未知溶液的吸光度和。五、数据解决1．绘制Cr3+、Co2+吸取曲线，拟定最大吸取波长λCr和λCo；2．分别绘制Co2+和Cr3+在λCr和λCo的4条标准曲线，并计算摩尔吸光系数、、、；3．试样中Cr3+、Co2+含量的计算：由未知溶液的吸光度和，计算未知溶液中Cr3+、Co2+的浓度。六、问题讨论1．同时测定两组分混合液时，如何选择吸取波长？2．若同时测定三组分混合液，怎么办?实验四紫外吸取光谱法测定水中的总酚一、实验目的1.学会使用UV1100型紫外分光光度计；2.学会并掌握紫外吸取光谱曲线的绘制和测量波长的选择以及标准曲线的绘制。二、实验原理以同一个水样酸化后作空白对照，碱化后作测定样，用1cm石英比色皿在292.6nm处测定含酚量较高的水样，用3cm石英比色皿在238nm处测定含酚量较低的水样。三、仪器、试剂1.UV1100型紫外分光光度计（附1cm石英皿1套）具塞磨口硬质玻璃试管（或比色管）10mL若干支吸量管1mL1支移液管10mL1支2.10mol/LNaOH水溶液3.4.0.250g/L苯酚标准溶液：准确称取25.0mg分析纯苯酚，用少量不含酚蒸馏水溶解，移入100mL容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。此溶液苯酚含量为0.250mg/mL。5.不含酚蒸馏水：（1）蒸馏水加入少量高锰酸钾的碱性溶液（pH＞11）后进行蒸馏制得（蒸馏过程中水应保持红色）。（2）于1L蒸馏水中加入0.2g经200℃活化0.5h四、实验内容1.绘制吸取光谱曲线和选择测量波长（1）用吸量管取0.8mL苯酚标准溶液（0.250mg/mL）2份，分别放入硬质玻璃试管中，用无酚蒸馏水稀释至10mL，摇匀。（2）其中一管中加1滴10mol/LNaOH溶液，另一管中加1滴0.5mol/LHCl溶液作空白。（3）以酸化标样作空白对照，碱化标样作测定样，在752型分光光度计上，取狭缝宽度为2.05mm，用1cm石英比色皿，在波长220～350nm范围内，从220nm起每隔10nm测定一次吸光度值，并做记录。以波长为横坐标，相应的吸光度为纵坐标绘制吸取光谱曲线，并选择测量波长。2.绘制标准曲线用吸量管分别吸取0.00，0.20，0.40，0.60，0.80，1.00mL苯酚标准溶液（0.250mg/mL）各2份，分别放入试管中（请编上序号），用无酚蒸馏水稀释至10mL，混匀。此苯酚标准溶液系列相应的浓度为0.00，5.0，10.0，15.0，20.0，和25.0mg/L。同样以酸化标样作空白，碱性标样作测定样，在选定的工作波长处测定相应的吸光度值，做记录。以苯酚标准溶液的含量（mg/L）为横坐标，相应的吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。3.水样的测定（1）取含酚水样10mL两份，放入硬质玻璃试管中。（2）其中一管中加入1滴10mol/LNaOH溶液，另一管中加入1滴0.5mol/LHCl溶液，混匀。（3）以酸化水样为空白对照（调零），碱化水样作测定样，在选定测量波长处测定吸光度值，然后在标准曲线上查出相应水样中的总酚含量（mg/L）。4.实验数据解决（1）记录各步实验条件和测得数据；（2）绘制苯酚吸取光谱曲线，并选择测量波长；（3）绘制标准曲线，并由曲线上求算水样中总酚含量（mg/L）。五、注意事项本实验旨在学会使用752型分光光度计。该仪器较精密可靠，使用前必须认真阅读仪器说明书，认真听老师讲解与安排。避免因使用仪器不妥而导致仪器性能下降甚至损坏仪器。六、思考题1.本实验中为什么使用石英比色皿？实验五分光光度法同时测定维生素C和维生素E一、实验目的学习在紫外光谱区同时测定双组分体系—维生素C和维生素E。二、实验原理维生素C（抗坏血酸）和维生素E（α—生育酚）起抗氧化剂作用，即它们在一定期间内能防止油酯变酪。两者结合在一起比单独使用的效果更佳，由于它们在抗氧化剂性能方面是“协同的”。因此，它们作为一种有用的组合试剂用于各种食品中。抗坏血酸是水溶性的，α—生育酚是酯溶性的，但是它们都能溶于无水乙醇，因此，能用在同一溶液中测定双组分的原理来测定它们。三、仪器与试剂仪器UV—2023紫外——可见分光光度计；石英比色皿2只，50mL容量瓶，10mL移液管2只。试剂抗坏血酸：称0.0132g抗坏血酸，溶于无水乙醇中，并用无水乙醇定容于1000mL（7.5×10—5mol/L）；α—生育酚：称0.0488gα—生育酚溶于无水乙醇中，并用无水乙醇定容于1000mL（1.13×10—4mol/L）；无水乙醇。四、实验内容配制标准溶液（1）分别取抗坏血酸储备液4.00、6.00、8.00、10.00mL于4只50mL容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，摇匀。（2）分别取α—生育酚储备液4.00、6.00、8.00、10.00mL于4只50mL容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，摇匀。绘制吸取光谱以无水乙醇为参比，在320~220nm范围测绘出抗坏血酸和α—生育酚的吸取光谱，并拟定λ1和λ2。绘制标准曲线以无水乙醇为参比，在波长λ1和λ2，分别测定环节1配制的8个标准溶液的吸光度。未知液的测定取未知液5.00mL于50mL容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，摇匀。在λ1和λ2分别测其吸光度。五、数据解决绘制抗坏血酸和α—生育酚的吸取光谱，拟定λ1和λ2。分别绘制抗坏血酸和α—生育酚在λ1和λ2的4条标准曲线，并求出4条直线的斜率。计算未知液中抗坏血酸和α—生育酚的浓度。六、注意事项抗坏血酸会缓慢地氧化成脱氢抗坏血酸，所以必须每次实验时配制新鲜溶液。七、思考题写出抗坏血酸和α—生育酚的结构式，并解释一个是“水溶性”，一个是“酯溶性”的因素。实验六原子吸取测定最佳实验条件的选择一、实验目的了解原子吸取分光光度计的结构、性能及操作方法。了解实验条件对测定的灵敏度、准确度和干扰情况的影响及最佳实验条件的选择。二、实验原理在原子吸取分析中，测定条件的选择，对测定的灵敏度、准确度和干扰情况均有很大影响。通常选择共振线作分析线，使测定有较高的灵敏度。但为了消除干扰，可选择灵敏度较低的谱线。例如，测定Pb时，为了避开短波区分子吸取的影响，不用217.0nm的共振线，而常选用283.3nm的次灵敏线。分析高浓度样品时，也采用灵敏度较低的谱线，以便得到适中的吸光度。使用空心阴极灯时，灯电流不能超过允许的最大工作电流值。灯的工作电流过大，易产生自吸（蚀）作用，多普勒效应增长，谱线变宽，测定灵敏度减少，工作曲线弯曲，灯的寿命减少。灯电流低，谱线变宽小，灵敏度高。但灯电流过低，发光强度减弱，发光不稳定，信噪比下降。在保证稳定和适当光强输出情况下，尽也许选用较低的灯电流。燃气和助燃比流量的改变，直接影响测定的灵敏度和干扰情况。燃助比小于1:6的贫燃焰，燃烧充足，温度较高，还原性差，适于不易氧化的元素测定。燃助比大于1:3的富燃焰，燃烧充足，温度较前者低，噪音较大，火焰呈还原气氛，适于易形成难熔氧化物的元素测定。燃助比为1:4的化学计量焰，温度较高，火焰稳定，背景低，噪音小，多数元素分析常用这种火焰。被测元素基态原子的浓度，随火焰高度不同，分布是不均匀的。由于火焰高度不同，火焰温度和还原气氛不同，基态原子浓度也不同。原子吸取测定中，光谱干扰较小，测定期可以使用较宽的狭缝，增长光强，提高信噪比。对谱线复杂的元素，如铁族、稀土等，要采用较小的狭缝，否则工作曲线弯曲。过小的狭缝使光强减弱，信噪比变差。三、仪器与试剂仪器WFX—120型原子吸取分光光度计；镁空心阴极灯；空气压缩机；乙炔钢瓶；试剂镁储备液：准确称取于800℃灼烧至恒重的氧化镁（A.R.）1.6583g，加入1mol·L-1盐酸至完全溶解，移入1000mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。溶液中含镁1.000mg·mL-1。四、实验内容实验溶液的配制用吸管吸取1.000mg·mL-1Mg储备液10mL至100mL容量瓶中，用蒸馏水稀至刻度。溶液含Mg0.1000mg·mL—1。准确吸取0.1000mg·mL—1Mg标准溶液5mL至100mL容量瓶中，稀至刻度，此标液含Mg0.00500mg·mL—1。用0.00500mg·mL—1Mg标准溶液，配制100mL0.300μg·mL—1Mg的标准溶液。仪器的调节启动仪器电源开关、灯电源开关，预热镁空心阴极灯，调节灯座的高低、前后、左右的位置，使接受器得到最大的光强。在285.2nm附近，调节波长直至观测到透光度最大值。若透光度超过100，可减少高压，使透光度回到100以内。燃烧器位置的调节。在燃烧器上方放一张白纸，调节燃烧器前后位置，使光轴与燃烧器的燃烧缝平行并在同一垂面。将对光棒（或火柴棒）垂直于缝中央，透光度从100%变到0%，否则调整前后位置。再把对光棒插于缝的两端，透光度度大体相等（约30%左右），否则适当改变燃烧器的转角。点燃火焰启动空气压缩机，打开仪器上助燃气压表，调至压力0.2MPa。启动乙炔钢瓶，调节减压阀使乙炔输出压力为0.07MPa左右。调节仪器上燃气压力表，使其压力为0.05MPa左右。先启动仪器面板上助燃气流量计开关，再开乙炔流量计开关，立即点火，火焰点燃后，调节空气和乙炔流量的比例，用去离子水喷雾。最佳实验条件的选择分析线根据对试样分析灵敏度的规定、干扰的情况，选择合适的分析线。试液浓度低时，选择灵敏线；试液浓度较高时，选择次灵敏线，并要选择没有干扰的谱线。空心阴极灯的工作电流选择喷雾所配制的实验溶液，每改变一次灯电流，记录相应的吸光度信号。每测定一个数值前，必须先喷入蒸馏水调零（以下实验均相同）。燃助比选择固定其他实验条件和助燃气流量，喷入实验溶液，改变燃气流量，记录吸光度。燃烧器高度选择喷入实验溶液，改变燃烧器的高度，逐个记录相应的吸光度。光谱通带选择一般元素的光谱通带为0.5~4.0nm，对谱线复杂的元素，如铁、钴、镍等，采用小于0.2nm的通带，可将共振线与非共振线分开。通带过小使光强减弱，信噪比减少。结束实验实验结束后，喷入蒸馏水3~5min，先关乙炔气，再关空气。关闭灯电流开关、记录仪及总电源开关。清理实验台面，盖好仪器罩，填好仪器使用登记卡。五、结果解决绘制吸光度—灯电流曲线，找出最佳灯电流。绘制吸光度—燃气流量曲线，找出最佳燃助比。绘制吸光度—燃烧器高度曲线，找出燃烧器最佳高度。六、注意事项乙炔钢瓶阀门旋开不超过1.5转，否则丙酮逸出。实验时，要打开通风设备，使金属蒸气及时排除室外。点火时，先开空气，后开乙炔气。熄火时，先关乙炔气，后关空气。室内若有乙炔气味，应立即关闭乙炔气源，开通风，排除问题后，再继续进行实验。七、思考题如何选择最佳实验条件？实验时，若条件发生变化，对结果有何影响？在原子吸取分光光度计中，为什么单色器位于火焰之后，而紫外可见分光光度计单色器位于试样室之前？实验七原子吸取光谱法测定饮用水中的钙一、实验目的掌握原子吸取光谱分析法的基本原理了解原子吸取分光光度计的基本结构，掌握火焰原子吸取光谱分析法的基本操作技能。学习选择测量条件和干扰克制剂的应用二、实验原理原子吸取光谱分析法的基本依据是：将一束特定波长的光束投射到被测元素的基态原子蒸气中，原子蒸气对这一波长的光产生吸取。在一定浓度范围内，其吸取限度与被测元素的浓度之间符合Beer定律：A=abc式中A为吸光度，a为被测元素对某一波长光的吸取系数，b为光束通过火焰的长度，c为被测元素的浓度。依据这一关系可以用工作曲线或标准加入法来测定试样中某一元素的含量。钙是火焰原子化的敏感元素。测量条件的变化，如燃气与助燃气的种类及比值、观测高度，干扰离子的存在等因素都将严重影响钙的在火焰中的原子化效率，从而影响钙的测定灵敏度。本实验仅对燃助比和燃烧器的高度进行选择，并用锶盐为释放剂消除火中也许存在的干扰离子如SO42-、PO43-等对测定的影响。三、仪器与试剂仪器WFX-120型原子吸取分光光度计钙空心阴极灯试剂钙标准溶液：1.0mg•mL-1。取经105~110℃烘干的光谱纯CaCO32.4973g,放入100mL去离子水中,加入10mLHCL使其溶解,煮佛。移入1L量瓶中,稀至刻度。用此液再稀释成100μg.·mL-1及25μg·mL-1钙溶液。锶溶液：10mg·mL-1。标取30.4gSrCl2.6H2O溶于水中,再用水稀至100mL。四、实验内容1、测量条件的选择条件实验溶液的配制：吸取2.5ml100μg·mL-1钙溶液于100mL容量瓶中,加入2.0mL锶溶液,用水稀释到刻度,摇匀。此液浓度为2.5μg·mL-1钙,供实验条件选择用。燃气与助燃气比例的选择：启动仪器，调节波长为422.7nm、灯电流为4mA、光谱通带为0.2nm、燃烧高度为6mm、空气流量为400L·h-1。改变乙炔流量为0.8、1.0、1.5、1.4、6L•min-1,测量上述溶液的吸光度。随后将乙炔流量固定在最佳流量Q乙位置上。燃烧器高度的选择：根据以上测量条件及拟定的燃助比，改变燃烧器高度为2、4、6、8、10、12mm，测量上述溶液的吸光度。随后将燃烧器高度调节到所选择的最佳位置H上。2、锶溶液加入量的选择：吸取5.0mL自来水6份于6支50mL比色管中,加入1+1HCL1.0mL,分别加入锶溶液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL，用水稀释到刻度，摇匀。在以上拟定的最佳实验条件下，测量各自的吸光度。从中选出克制干扰最佳的锶溶液用量。自来水中钙的测量标准曲线的绘制：分取0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL25μg·mL-1钙标液于50mL比色管中,加入拟定的最佳锶溶液量,用水稀释至刻度,摇匀。在选定的测量条件下，测定相应的吸光度。水样的测定：吸取5.0mL自来水水样两份，分别放入50mL比色管中，加入1.0mL1+1HCL及拟定的最佳锶溶液量，用水稀释至刻度，摇匀。测量吸光度。五、数据解决1、在坐标纸上绘制：吸光度~乙炔流量曲线；吸光度~燃烧器高度曲线；锶盐用量消除干扰效果的曲线（吸光度~锶浓度曲线）；锶工作曲线。2、由工作曲线查出并计算水样中的钙含量（mg•L-1）。六、问题讨论1、为什么燃助比和燃烧器高度的变化会影响钙的测量灵敏度？2、锶盐克制干扰的机制是什么？实验八原子吸取光谱法测定水中镁的含量一、实验目的1.掌握原子吸取光谱法的基本原理；2.熟悉原子吸取光谱法的基本定量方法——标准曲线法；3.了解原子吸取分光光度计的基本结构、性能和操作方法。二、实验原理稀溶液中的镁离子Mg2+在火焰温度（＜3000K）下变成镁原子蒸气，由光源空心阴极灯辐射出镁的特性谱线被镁原子蒸气强烈吸取，其吸光度A与镁原子蒸气浓度N的关系符合朗伯－比尔定律。在固定的实验条件下，镁原子蒸气浓度N与溶液中镁离子浓度C成正比，故A＝KC 式中A——水样的吸光度；C——水样中镁离子的浓度；K——常数。用标准曲线法，可以求出水样中Mg2+的含量。三、仪器及试剂原子吸取分光光度计，镁元素空心阴极灯，乙炔钢瓶，空气压缩机；容量瓶250mL，100mL；吸量管2mL，10mL；洗耳球。试剂1.镁标准储备液（100.0μg/mL）：称取0.1658g光谱纯氧化镁MgO于烧杯中，用适量盐酸溶解后，蒸干除去过剩盐酸后，用去离子水溶解，转移到1000mL容量瓶中，并稀释至刻度。2.氯化镧溶液：称取1.76g氯化镧LaCl3溶于水中，稀释至100mL,此溶液含La10mg/mL。3.盐酸分析纯AR。4.去离子水。四、实验内容1.仪器工作条件的选择按改变一个因素，固定其它因素来选择最佳工作条件的方法，拟定实验的最佳工作条件是：镁空心阴极灯工作电流4mA狭缝宽度0.5mm波长285.2nm燃烧器高度6mm乙炔流量1.6L/min2.标准曲线的绘制（1）镁标准使用溶液的配制准确吸取10.0mL镁标准储备液（100.0μg/mL），放入100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。此溶液镁含量为10.0μg/mL。（2）镁标准系列溶液的配制准确吸取镁标准使用溶液（10.0μg/mL）0.0（试剂空白），2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL分别放入6支100mL容量瓶中，再分别加入5mLLaCl3溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。（溶液浓度依次为0.000，0.200，0.400，0.600，0.800和1.000mg/L）。（3）标准系列溶液的测定按选定的工作条件，用“试剂空白”调吸光度为零，然后由稀到浓依次测定各标准溶液的吸光度值。做记录。3.水样的测定准确吸取水样2.00mL（如水样中Mg2+含量低时，可适当多取），放入100mL容量瓶中，加入5mLLaCl3溶液，用去离子水稀释至刻度，混匀。按同样条件测定吸光度值。做平行样3份，记录。五、数据解决1.记录实验编号123456镁标准使用液体积（mL）0.02.004.006.008.0010.00含量（μg）0.020.040.060.080.0100.0浓度C（mg/mL）0.00.2000.4000.6000.8001.000吸光度值0.0水样吸光度值2.绘制标准曲线：以标准溶液浓度C（mg/L）为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。3.在标准曲线上查出水样中镁的含量。水样中镁的含量（mg/L）=C标×100/V水式中C标——由标准曲线上查出镁的含量（mg/L）；V水——取水样的体积（mL）；100——水样稀释至最后体积（mL）。4.写出实验报告六、注意事项1.仪器操作中注意事项（1）单光束仪器一般预热10～30min。（2）启动空气压缩机压力不允许大于0.2MPa，乙炔压力最佳不要超过0.1MPa。（3）点燃空气－乙炔火焰时，应先开空气，后开乙炔；熄灭火焰时，先关乙炔开关，后关空气开关。（4）排废水管必须用水封，以防回火。2.在空气－乙炔火焰中，一般水中常见的阴、阳离子不影响镁、钙的测定。而Al3+与SiO32-、PO43-和SO42-共存时，能克制钙、镁的原子化，吸光度将减少，使结果偏低。故在水样中加入过量的La盐或Sr盐，由于La和Sr能与干扰离子生成更稳定的化合物，将被测元素释放出来，可消除共存离子对Ca2+、Mg2+测定的干扰。3.如改用氧化亚氮－乙炔高温火焰，所有的化学干扰均会消除。但由于温度高，会出现电离干扰，水样中加入大量钾或钠盐即可消除。4.乙炔管道及接头严禁使用紫铜材质，否则易生成乙炔铜引起爆炸。5.测定水样中镁含量时，采用标准曲线法；如测定水样中钙含量时，则采用标准加入法定量。七、思考题1.原子吸取光谱测定不同元素时，对光源有什么规定？2.用原子吸取光谱法和EDTA络合滴定法测定水中金属元素或离子时有何异同？实验九原子吸取光谱法测定钢中的铜一、实验目的1．巩固加深理解原子吸取光谱分析的基本原理。2．掌握原子吸取光谱分析中标准加入法进行定量分析，以消除基体效应及某些干扰对测定结果的影响。3．学会钢铁样品的制备技术。二、实验原理铜是原子吸取光谱分析中经常和最容易测定的元素，在贫燃的空气~乙炔火焰干扰很少。为了消除铁基的影响，在绘制工作曲线时，可以加入与被测试样溶液相近的铁量；或采用标准加入法。标准加入法是将已知的不同浓度的标准溶液加到几个相同量的待测试样溶液中，然后一起测定，并绘制分析曲线，将直线外推延长至与横轴相交，其交点与原点的距离所相应的浓度，即为待测试样溶液的浓度。这种方法可以消除一些基体的干扰，但不能补偿由背景吸取引起的影响，因此，采用标准加入法时最佳对背景进行校正。三、仪器与试剂1．仪器WFX—120型原子吸取分光光度计铜空心阴极灯2．试剂铜标准溶液：取1.0000g纯铜，加入50mLHNO3，加热溶解，煮沸除去氮氧化物，冷至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此溶液浓度为1mg·mL—1。吸取上述溶液，稀释成50μg·mL-1的铜工作溶液。铁溶液：取纯铁5.00g，用HCl溶解，稀释至1000mL，此溶液浓度为5mg·mL-1。HNO3（1+3）混合酸：HCl+HClO4+HNO3+H2O（2+2+1+1）四、实验内容1．工作曲线法称取0.1000~0.5000g试样，加入15mLHNO3（1+3），加热溶解，煮沸除去氮氧化物，冷至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。在原子吸取分光光度计上，按以下测量条件测定试样的吸光度；波长324.8nm、灯电流6mA、光谱通带0.2nm、燃烧器高度4mm；空气~乙炔贫燃火焰。分取0.0、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0mL50μg·mL-1的铜标准溶液100mL容量瓶，加入与试样等量的铁，用水稀释至刻度，摇匀。按以上条件测量吸光度。2．标准加入法分取以上测试过的试样溶液10.0mL五份于5个50mL容量瓶中，分别加入25μg·mL-1铜标准溶液0.0、0.5、1.0、2.0、3.0mL，用水稀释至刻度，摇匀。按以上条件测量吸光度。五、数据解决1．绘制工作曲线，根据试液的吸光度从曲线上查出相应的浓度，从而计算出试样中铜的百分含量。2．绘制分析曲线，将直线外推与横轴相交，其交点与原点的距离所相应的浓度，即为试液的浓度，从而计算出试样中铜的百分含量。3．计算两种分析结果与标准推荐值的偏差。六、问题讨论1．工作曲线法与标准加入法定量分析各有什么优点？在什么情况下采用这些方法？2．这两种方法的测量结果有无偏差？分析产生偏差的因素。七、注意事项1．对不易溶解于硝酸的试样可先用混合酸10~15mL分解解决，蒸发至冒高氯酸白烟，并保持1min左右，余下环节与试样解决过程相同。本法合用于碳素钢、中低合金钢、生铁、合金铸铁中0.005~1.00%铜的测定。实验十原子吸取分光光度法测定豆乳粉中的铁、铜一、实验目的1．掌握原子吸取光谱法测定食品中微量元素的方法。2．学习食品试样的解决方法。二、实验原理原子吸取光谱法是测定多种试样中金属元素的常用方法。测定食品中微量金属元素，一方面要解决试样，将其中的金属元素以可溶的状态存在。试样可以用湿法解决，即试样在酸中消解制成溶液。也可以用干法灰化解决，即将试样置于弗炉中，在400~500℃高温下灰化，再将灰分溶解在盐酸或硝酸中制成溶液。本实验采用干法灰化解决样品，然后测定其中铁、铜等营养元素。此法也可用于其他食品，如豆类、水果、蔬菜、牛奶中微量元素的测定。三、仪器与试剂仪器WFX—120型原子吸取分光光度计；铁、铜空心阴极灯；马弗炉；瓷坩埚以及玻璃仪器。试剂铜储备液：准确称取1g纯金属铜溶于少量6mol·L—1硝酸中，移入1000mL容量瓶，用0.1mol·L—1硝酸稀至刻度，此溶液含铜1.000mg·mL—1；铜储备液：准确称取1g纯铁丝，溶于50mL6mol·L—1盐酸中，移入1000mL容量瓶，用蒸馏水稀至刻度，此溶液含铁1.000mg·mL—1。四、实验环节1．试样的制备准确称取2g试样，置于瓷坩埚中，放入马弗炉，在500℃灰化2~3h，取出冷却，加入6mol·L—1盐酸4mL，加热促使残渣完全溶解。移入50mL容量瓶，用蒸馏水稀至刻度，摇匀。2．铜和铁的测定（1）系列标准溶液的配制用吸管移取铁储备液10mL至100mL容量瓶中，用蒸馏水稀至刻度。此标准溶液含铁100.0μg·mL—1。将铜储备液进行稀释，制成20.00μg·mL—1铜的标准溶液。在5只100mL容量瓶中，分别加入100.0μg·mL—1铁标准溶液0.50、1.00、3.00、5.00、7.00mL和20.00μg·mL—1铜标准溶液0.50、2.50、5.00、7.50、10.00mL，再加入8mL6mol·L—1盐酸，用蒸馏水稀至刻度，摇匀。（2）标准曲线铜的分析线为324.8nm，铁的分析线为248.3nm。其他测量条件通过实验选择。分别测量系列标准溶液铜和铁的吸光度。铜系列标准溶液的浓度为0.10、0.50、1.00、1.50、2.00μg·mL—1。铁系列标准溶液浓度为0.50、1.00、3.00、5.00、7.00μg·mL—1。（3）试样溶液的分析与标准曲线同样条件，测量环节1制备的试样溶液中的铜和铁的浓度。五、结果解决1．在方格坐标纸上分别绘制铁和铜的标准曲线。2．拟定豆乳粉中这些元素的含量（μg·g—1）。六、注意事项1．假如样品中这些元素的含量较低，可以增长取样量。2．解决好的试样溶液若混浊，可用定量滤纸干过滤。3．为什么稀释后的标准溶液只能放置较短的时间，而储备液则可以放置较长的时间？实验十一发射光谱定性分析一、实验目的1．掌握用标准光谱图比较法进行光谱定性分析的方法。2．掌握光谱投影仪的基本原理几使用方法。二、实验原理各种元素的原子受激发时，发射出特性光谱仅由该元素的原子结构而定，与该元素的化合形式和物理状态无关。定性分析就是根据试样光谱中某元素的特性光谱是否出现，来判断试样中该元素存在与否及其大体含量的。决定试样中有何种元素存在，不需要将该元素的所有谱线都找出来，一般只要找出2~3条灵敏线。所谓灵敏线也叫最后线，即随着试样中该元素的含量不断减少而最后消失的谱线。用发射光谱进行定性分析，是在同一块感光板上并列摄取试样光谱和铁光谱，然后在光谱投影仪上将谱片上的光谱放大20倍，使感光板上的铁光谱与“元素光谱图”的铁光谱重合，此时，若感光板上的谱线与“元素光谱图”上的某元素的灵敏线相重合，则表达该元素存在。三、仪器与试剂仪器WP—1型平面光栅摄谱仪；8W型光谱投影仪。试剂天津紫外Ⅱ型感光板；光谱纯铜电极；光谱纯铁电极；显影液；停影液；定影液；定性分析试样；无水乙醇。四、实验内容1．摄谱前的准备工作电极的制备用砂轮（或砂纸）打磨光电极，用无水乙醇棉球擦拭备用。装感光板在暗室红光灯下，启封感光板，取出一张。按暗盒大小裁割好感光板。将裁好的感光板乳剂面朝下放入暗盒并盖紧盒盖，检查板盒，切勿漏光。2．摄谱将暗盒装在摄谱仪上，选好摄谱条件：光源（电弧或火花）、狭缝、板移、光阑、遮光板等。拉开暗盒挡板，准备射谱。将上、下电极装在电极架的电极夹上，用照明灯使上、下电极成像于遮光板孔的两侧。将光阑放在狭缝前导槽内，移动光阑，截取狭缝不同部位，在感光板上射得不同位置的九条光谱。光阑1、3、4、6、7、9位置用于摄取试样光谱，2、5、8用于拍摄铁光谱，并将摄谱情况记录于下。光阑试样号狭缝（μm）遮光板工作状态电流（A）曝光时间1346792、5、8（1）（2）（3）（4）（5）（6）铁103.2电弧5430（s）10（s）摄谱完毕，推动暗盒挡板，取下暗盒。3.感光板的冲洗准备工作准备号3只搪瓷盘，分别倒入显影液、停影液、定影液。显影、停影及定影在红光灯下将感光板从暗盒中取出，乳剂面朝上放入显影液中，轻轻摇动瓷盘，显影3min，取出感光板，放在停影液中漂洗。然后放在定影液中定影10min，取出用自来水冲洗15min，放在感光板架上，晾干。译谱启动光谱投影仪电源开关盒反射镜盖，将光谱板放在投影仪的谱片台上，使拍摄的铁谱与“元素光谱图”上的铁光谱重合，从短波到长波逐段查找。熟悉元素光谱图中铁光谱特性谱线组，并与所摄铁谱进行对照。根据元素灵敏线，找出试样光谱中哪些元素灵敏线出现2~3条，记录下谱线元素的名称和谱线的波长，根据灵敏线判断改元素是否存在试样中。译谱完毕，关上电源及反射镜盖，收好光谱底板。五、结果解决根据译谱结果，列出未知试样中的组分。六、注意事项激发光源为高电压、高电流装置，实验时应遵守操作规程，注意安全。实验中使用的光学仪器，不能用手或布檫拭光学表面，室内应保持干燥、清洁。七、思考题1．光谱定性分析时采用何种光源较好，为什么？2．光谱板经放大后投影在投影屏上，在与标准谱线图对照时，为什么有时通过投影仪拍摄的谱图与标准谱图的波长相同的同一条谱线会出现微小的不重合现象？实验十二发射光谱半定量分析一、实验目的掌握谱线强度比较法进行发射光谱半定量分析的方法。二、实验原理试样种元素的含量不同，谱线的强度也不同，把试样中某元素的谱线强度与已知的参考强度进行比较，就可以拟定该元素的含量，这就是谱线强度比较法，根据所采用的参考强度不同，有标准光谱比较法、标准黑度纸比较法和内标光谱比较法。其中常用的是标样光谱比较法。在同一块感光板上，摄取标样光谱和试样光谱，将试样光谱与标样光谱的某元素同一分析线的黑度进行比较，然后估计试样中该元素中的大体含量。三、仪器与试剂仪器WP—1型平面光栅摄谱仪；8W型光谱投影仪。试剂天津紫外Ⅱ型感光板；光谱纯铜电极；一套标钢和试样；显影液；停影液；定影液；无水乙醇。四、实验内容1．工作电极的准备把实验中所用的电极抛光，并用酒精棉球檫拭干净。2．安装感光板于暗盒内（见光谱定性分析实验）。3．摄谱将暗盒装在摄谱仪上，调好板移位置，将光阑1mm孔放在狭缝前，选好实验条件（参照实验一），拉开暗盒挡板，先摄取标准样品，再摄未知样品并记录。摄谱完毕，推动暗盒挡板，关好电源。3．冲洗感光板及查谱将感光板放在投影仪的工作台上，找出Mn293.31nm处的分析线，将试样光谱与标样光谱进行比较。五、结果解决根据查谱结果，估计试样中Mn的含量。板移试样号狭缝（μm）遮光板工作状态电流（A）曝光时间标样1标样1标样1标样2标样2标样2标样3标样3标样3标样4标样4标样4试样1试样1试样1Fe10103.23.2电弧电弧5430（s）10（s）实验十三合金钢中锰的光谱定量分析一、实验目的1．了解光谱定量分析的原理及如何用三标准试样法进行光谱定量分析。2．掌握测微光度计的原理及使用方法。二、实验原理光谱定量分析是根据试样光谱中被测元素的谱线强度I与该元素在试样中浓度C之间关系的经验公式来拟定该元素浓度的。其经验公式表达为：I=acb这是光谱定量分析的基本公式。此式表白，在一定浓度范围内，logI与logC是线性关系。由于a是随被测元素性质和实验条件（蒸发、激发条件、取样量、感光板特性、显影条件等）的改变而变化。因此，根据谱线强度绝对值来进行定量分析是不准确的。通常用内标法来消除工作条件变化对测定结果的影响。内标法原理是在被测元素的谱线中选一条作分析线，在基体元素（或定量加入的其他元素）的谱线中选一条与分析线均称的谱线作内标线，两条谱线组成分析线对，两者绝对强度的比值称为相对强度。用测量分析线的相对强度进行定量分析，使谱线强度由于光源波动而引起的变化得到补偿。内标法的基本公式：logR=lg（I1/I2）+blgC+lgA式中，R为谱线的相对强度；I1、I2分别为分析线及内标线的强度；A为常数。通过测量谱线黑度进行光谱定量分析时，上式可表达为：△S=rlogR=rblogC+rlogA式中△S是分析线对的黑度差，上式是内标法进行光谱定量分析的基本公式。即在一定条件下，分析线对的黑度差与试样中被测元素含量的对数成线性关系。在实际分析中，将三个或三个以上的标准试样和分析试样于同一实验条件下，在同一块感光板上摄谱，由各标准试样分析线对黑度差与标准试样中欲测成分的含量的对数绘制工作曲线，然后由被测试样光谱中测得分析线对的黑度差。从工作曲线上即可查得试样中该成分的含量。此法称三标准试样法。三、仪器与试剂仪器WP—1型平面光栅摄谱仪；8W型光谱投影仪；9W型测微光度计。试剂天津紫外Ⅱ型感光板；光谱纯铜电极；一套标钢和试样；显影液；停影液；定影液；四、实验内容1．摄谱装好感光板，工作电极为下电极，纯铜电极为上电极，装于电极架上。按规定调好摄谱条件，将光阑2mm高的孔对好狭逢，每次摄谱后，板移2mm。摄谱情况记录于表。摄谱完毕，进行暗室解决，将感光板置于架上晾干。2．查谱将谱板放在投影仪的谱片台上，找到各元素分析线的位置，并打上记号。分析线对为Mn293.31nm~Fe292.659nm。3．测量将谱板放在测微光度计的谱片台上，乳剂面朝上。调好谱片的焦面检流计的标尺选择指在“S”。调节狭逢高20mm，宽30μm。测量分析线对的黑度并做好记录。五、结果解决1．求出标样与试样分析线对的黑度差及均值，并将数据填入上表中。2．认为纵坐标，lgC为横坐标绘制工作曲线。3．从工作曲线上求出试样中锰的含量。六、注意事项1．各标样和试样的摄谱条件应尽也许一致，以减小误差。2．进行黑度测量时，注意及时关闭检流计，工作台防止震动，以免影响测量结果。七、思考题1．选择分析线的规定是什么？2．内标法为什么可以消除工作条件变化对测定结果的影响。实验十四荧光光度法测定多维葡萄糖粉中维生素B2的含量一.实验目的1.学习荧光光度法测定多维葡萄糖粉中维生素B2的分析原理。2.掌握荧光光度计的操作技术。二.实验原理维生素B2，又叫核黄素，是橘黄色无臭的针状结晶。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。维生素B2水溶液在430~440nm蓝光或紫外光照射下会发生绿色荧光，荧光峰在535nm，在pH6~7的溶液中荧光强度最大，在pH11的碱性溶液中荧光消失。多维葡萄糖中具有维生素B1，B2，C，D2及葡萄糖均不干扰维生素B2的测定。由于维生素B2在碱性溶液中经光线照射，会发生光分解而转化为光黄素，后者的荧光比核黄素的荧光强的多。因此，测量维生素B2的荧光时，溶液要控制在酸性范围内，且须在避光条件下进行。三.仪器与试剂荧光分光光度计。10μg/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.实验内容(1)标准曲线的绘制于6只50mL容量瓶中，分别加入10μg/mL维生素B2标准溶液0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00mL，再各加入冰乙酸2.0mL，加水至标线，摇匀。在970CRT荧光分光光度计上，用1cm荧光比色皿于激发波长440nm，发射波长540nm处，测量标准系列溶液的荧光强度。(2)多维葡萄糖粉中维生素B2的测定准确称取0.15~0.2g多维葡萄糖粉试样，用少量水溶解后转入50mL容量瓶中，加冰乙酸2mL，摇匀。在相同的测量条件下，测量其荧光强度。平行测定三次五.实验记录及数据解决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.

试解释荧光光度法较吸取光度法灵敏度高的因素。2.维生素B2在pH=6~7时最强，本实验为什么在酸性溶液中测定？实验十五 荧光分析法测定邻-羟基苯甲酸和间-羟基苯甲酸一.目的规定 1.掌握荧光分析法的基本原理和操作。 2.用荧光分析法进行多组分含量的测定的二.实验原理邻-羟基苯甲酸（亦称水杨酸）和间-羟基苯甲酸分子组成相同，均含一个能发射荧光的苯环，但因其取代基的位置不同而具有不同的荧光性质。在pH=12的碱性溶液中，两者在310nm附近紫外光的激发下均会发射荧光；在pH=5.5的近中性溶液中，间-羟基苯甲酸不发射荧光，邻-羟基苯甲酸由于分子内形成氢键增长了分子刚性而有较强的荧光，且荧光强度与pH=12时相同。运用这一性质，可在pH=5.5测定两者混合物中邻-羟基苯甲酸的含量，间-羟基苯甲酸不干扰。另取同样量的混合物溶液，测定pH=12的荧光强度，减去pH=5.5时测得的邻-羟基苯甲酸的荧光强度，即可求出间-羟基苯甲酸的含量。三.仪器与药品荧光分光光度计；10ml比色管；分度吸量管；邻-羟基苯甲酸标准溶液：60(水溶液)；间-羟基苯甲酸标准溶液：60(水溶液)；NaOH水溶液：0.1mol/L；pH=5.5的HAc-NaAc缓冲溶液：47gNaAc和6g冰醋酸溶于水并稀释至1L即得。四.实验内容1.标准系列溶液的配制：（1）分别移取0.40，0.80，1.20，1.60，2.00ml邻-羟基苯甲酸标准溶液于已编号的10ml比色管中，各加入1.0mlpH=5.5的HAc-NaAc缓冲溶液，以蒸馏水稀释至刻度，摇匀。（2）分别移取0.40，0.80，1.20，1.60，2.00ml间-羟基苯甲酸标准溶液于已编号的10ml比色管中，各加入1.2ml0.1mol/L的NaOH水溶液，以蒸馏水稀释至刻度，摇匀。（3）取未知溶液2.0ml于10ml比色管中，其中一份加入1.0mlpH=5.5的HAc-NaAc缓冲溶液，另一份加入1.2ml0.1mol/L的NaOH水溶液，以蒸馏水稀释至刻度，摇匀。2．荧光激发光谱和发射光谱的测定：测定（1）中第三份溶液和（2）中第三份溶液各自的激发光谱和发射光谱，先固定发射波长为400nm，在250-350nm区间进行激发波长扫描，获得溶液的激发光谱和荧光最大激发波长；再固定激发波长，在350-500nm区间进行发射波长扫描，获得溶液的发射光谱和荧光最大发射波长。此时，在激发波长处和发射波长处的荧光强度应基本相同。3.荧光强度测定：根据上述激发光谱和发射光谱扫描结果，拟定一组波长（和），使之对二组分都有较高的灵敏度，并在此组波长下测定前述标准系列各溶液和未知溶液的荧光强度If。五．仪器操作环节：注意：1、工作曲线的测定和未知液测定期应保持仪器设立参数的一致；2、开机时先开氙灯再开计算机；关机时先关计算机再关主机电源；六、结果解决：以各标准溶液的If为纵坐标，分别以邻-羟基苯甲酸或间-羟基苯甲酸的浓度为横坐标制作工作曲线。根据pH=5.5的未知液的荧光强度，可以从邻-羟基苯甲酸的工作曲线上拟定邻-羟基苯甲酸在未知液中的浓度；根据pH=12时未知液的荧光强度与pH=5.5时未知液的荧光强度的差值，可从间-羟基苯甲酸的工作曲线上拟定未知液中间-羟基苯甲酸的浓度。七、思考题：1、、各代表什么？为什么对某种组分其和处的荧光强度应基本相同？2、从实验可以总结出几条影响物质荧光强度的因素？实验十六二氯荧光素最大激发波长和最大发射波长的测定一、实验目的

1．掌握二氯荧光素最大激发波长和最大发射波长的测量方法；

2．学会辩别荧光物质的分子荧光峰和拉曼散射峰；

3．熟悉分子发光光度计的定性扫描方法及定性测量软件数据解决操作。二、实验原理任何荧光物质都具有激发光谱和发射光谱。由于斯托克斯位移，荧光发射波长总是大于激发波长。并且，由于处在基态和激发态的振动能级几乎具有相同的间隔，分子和轨道的对称性都没有改变，荧光化合物的荧光发射光谱和激光谱形式呈大同小异的"镜象对称"关系。荧光激发光谱是通过测量荧光体的发光通量随波长变化而获得的光谱。它是荧光强度对激发波长的关系曲线，它可以反映不同波长激发光引起荧光的相对效率；荧光发射光谱是当荧光物质在固定的激发光源照射后所产生的分子荧光，它是荧光强度对发射波长的关系曲线。它表达在所发射的荧光中各种波长组分的相对强度。由于各种不同的荧光物质有它们各自特定的荧光发射波长值，所以，可用它来鉴别各种荧光物质。可以依据绘制其激发光谱曲线时所采用的最大激发波长值来拟定某荧光物质的分子荧光波长值和绘制荧光光谱曲线。同一荧光物质的分子荧光发射光谱曲线的波长范围不因它的激发波长值的改变而位移。由于这一荧光特性，假如固定荧光最大发射波长（λem），然后改变激发波长（λex），并以纵坐标为荧光强度，横坐标为激发光波长绘图即获得激发光谱曲线，从中能拟定最大激发波长（λex）。反之，固定最大激发光波波长值，测定不同发射波长时的荧光强度，即得荧光发射光谱曲线和最大荧光发射波长值。

三、仪器和试剂

分子荧光光度计。它的重要技术指标如下：测量波长范围：200-650nm、光源：脉冲氙灯、测量模式：激发光谱，发射光谱，波长同步光谱，能量同步光谱、测量方式：定性、定量、三维扫描、荧光动力学

四周通石英比色皿一个（10mmx10mm）、10mL具塞比色管、1mL/2mL移液管、吸尔球、洗瓶、镜头纸

二氯荧光素（0.50μg/mL）标准工作溶液(内含1mol/L氢氧化钠5mL和1mol/L盐酸3ml)、二次蒸馏水

四、实验环节

1．配制浓度为0.50μg/mL的二氯荧光素溶液，准备好实验所需的器皿工具。

2．打开计算机、打印机和荧光光度计主机，预热5分钟。

3．对荧光光度计进行仪器初始化。4.选择定性扫描模式。安装测量参数。依次在激发波长值分别为350nm/340nm/360nm，波长扫描范围为200-650nm，激发和发射波长狭缝宽度分别为5nm，响应时间为10nm，扫描速度为1000时预扫描二氯荧光素的各发射光谱图，并且通过叠加的三份谱图分析和拟定二氯荧光素的荧光发射峰。再拟定最大发射波长值。实验十七分子荧光法测定奎宁的含量一、实验目的1、学习荧光光度法测定奎宁的方法2、纯熟荧光光度计的使用二、实验原理奎宁在稀酸溶液中是强荧光物质，它有两个激发波长250mm和350mm,荧光发射峰在450nm。在低浓度时，荧光强度与荧光物质量浓度成正比。三、仪器与试剂1、岛津分子荧光光度计，合用玻璃仪器等。2、100.0ug·ML-1奎宁储备液10.0kg·mL-1奎宁标准溶液3、0.05molL-1H2SO4溶液。四、实验内容1、标准溶液的配制0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ugmL-1溶液2、绘制激发光谱和荧光发射光谱220～400mm扫描激发光谱，400～600mm扫描荧光发射光谱3、绘制标准曲线，激发浓长350mm(或250mm)荧光发射浓长450mm。4、未知试样的测定，测定一个标准曲线浓度范围内的未知浓度奎宁溶液。五、注意事项奎宁溶液必须当天配制，避光保存。六、思考题1、能否用0.05mol·L-1HC1来代替0.05mol·L-1H2SO4稀释溶液？2、如何绘制激发光谱和荧光发射光谱？实验十八水中pH值的测定（玻璃电极法）一、实验目的1.通过实验加深理解pH计测定溶液pH值的原理；2.掌握pH计测定溶液pH值的方法。二、实验原理电位法测定溶液的pH值，是以玻璃电极为指示电极（－），饱和甘汞电极为参比电极（＋）组成电池。25℃时，溶液的pH值变化1个单位时，电池的电动势改变59.0mV。实际测量中，选用pH值与水样pH值接近的标准缓冲溶液，校正pH计（又叫定位），并保持溶液温度恒定，以减少由于液接电位、不对称电位及温度等变化而引起的误差，测定水样之前，用两种不同pH值的缓冲溶液校正，如用一种pH值的缓冲溶液定位后，在测定相差约3个pH单位的另一种缓冲溶液的pH值时，误差应在±校正后的pH计，可以直接测定水样或溶液的pH值。三、仪器与试剂仪器：各种型号的pH计试剂：0.05mol/L邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液0.025mol/L混合磷酸盐缓冲溶液NaH2PO4溶液约0.1mol/L四、实验内容1.按照仪器说明书的操作方法进行操作。2.将电极与塑料杯用蒸馏水冲洗干净后，用标准缓冲溶液淋洗1～2次，用滤纸吸干。3.用标准缓冲溶液校正仪器。4.水样或溶液pH值的测定。（1）用蒸馏水冲洗电极3～5次，再用被测水样或溶液冲洗3～5次，然后将电极放入水样或溶液中。（2）测定NaH2PO4溶液的pH值，测定3次。（3）测定完毕，清洗干净电极和塑料杯。（4）实验数据记录。编号123被测溶液pH值平均值五、注意事项1.玻璃电极使用（1）使用前，将玻璃电极的球泡部位浸在蒸馏水中24h以上。假如在50℃蒸馏水（2）安装：要用手指夹住电极导线插头安装，切勿使球泡与硬物接触。玻璃电极下端要比饱和甘汞电极高2～3mm，防止触及杯底而损坏。（3）玻璃电极测定碱性水样或溶液时，应尽快测定。测量胶体溶液、蛋白质和染料溶液时，用后必须用棉花或软纸蘸乙醚小心地擦拭、酒精清洗，最后用蒸馏水洗净。2.饱和甘汞电极使用（1）使用饱和甘汞电极前，应先将电极管侧面小橡皮塞及弯管下端的橡皮套轻轻取下，不用时再装上。（2）饱和甘汞电极应经常补充管内的饱和氯化钾溶液，溶液中应有少许KCl晶体，不得有气泡。补充后应等几小时再用。（3）饱和甘汞电极不能长时间浸泡在被测水样中。不能在60℃3.仪器校正（1）应选择与水样pH接近的标准缓冲溶液校正仪器。（2）标准缓冲溶液。1）pH标准缓冲溶液的配制，见下表。pH标准缓冲溶液的配制标准溶液浓度pHs(25℃)1000mL蒸馏水中基准物质的质量（g）10.05mol/L二草酸三氢钾1.67912.612饱和酒石酸氢钾（25℃）3.5596.4①30.05mol/L柠檬酸二氢钾3.77611.4140.05mol/L邻苯二甲酸氢钾4.00810.1250.025mol/L磷酸二氢钾＋0.025mol/L磷酸氢二钠6.8653.388②＋3.533②③60.008695mol/L磷酸二氢钾＋0.03043mol/L磷酸氢二钠7.4131.179②＋4.302②③70.01mol/L四硼酸钠9.1803.80③80.025mol/L碳酸氢钠＋0.025mol/L碳酸钠10.0122.029＋2.6409饱和氢氧化钙（25℃）12.4541.5①①近似溶解度。②110～130℃③用新煮沸并冷却的无CO2蒸馏水。2）试剂商店购买的pH基准试剂，按说明书配制。（3）定位1）将电极浸入第1份标准缓冲溶液中，调节“温度”钮，使与溶液温度一致。然后调“定位”钮，使pH读数与已知pH值一致。注意，校正后，切勿再动“定位”钮。2）将电极取出，洗净、吸干，再浸入第2份标准缓冲溶液中，测定pH值。假如测定值与第2份标准缓冲溶液已知pH值之差小于0.1pH值，则说明仪器正常，否则需检查仪器、电极或标准溶液是否有问题。六、思考题1.从原理上解释pH计上的“温度”钮与“定位”钮的作用是什么？2.一种缓冲溶液是一个共轭酸碱的混合物，那么为什么邻苯二甲酸氢钾、四硼酸钠、二草酸三氢钾等可作为缓冲溶液？实验十九氯离子选择性电极性能的测试一、

实验原理离子选择性电极是一种电化学传感器，它对特定的离子有电位响应。但任何一支离子选择性电极不也许只对某种特定离子有响应，对其它某些离子也会有响应，若把氯离子选择性电极浸入具有Br-溶液时，也会产生膜电位。当Cl-和Br-共存于溶液中时，由于Br-存在必然会对Cl-的测定产生干扰。为了表白共存离子对电位的“奉献”，可用一个扩展的能斯特公式描述：E=K-㏒（αi+Kijαjn/b）

（1）式中：i为被测离子；j为干扰离子；n和b分别为被测离子和干扰离子的电荷数；Kij为电位选择系数。从上式可以看出，电位选择系数愈小，电极对被测离子的选择性愈好。测定Kij的方法可以用分别溶液法或混合溶液法测定，本实验采用混合溶液法测定Kij。混合溶液法是i、j离子共存于溶液中，实验中配制一系列具有固定活度的干扰离子和不同活度的被测离子的标准溶液，分别测量电位值E，绘成E~㏒αi曲线。曲线中的直线部分（αi＞αj）的能斯特方程为：E1=K1+㏒αi

（2）在曲线的水平部分（αi＞αj），电极对i离子的响应可以忽略，电位值完全由j离子决定，则：E2=K2+㏒Kijαjn/b

（3）假定K1=K2，且两斜率相同，在直线的交点处E1=E2，可以得出下述公式：Kij=αi/αjn/b

（4）因此可以求得Kij值，这一方法也称为固定干扰法，本实验以Br-为干扰离子，测定氯离子选择电极的选择性系数KCl-，Br-。二、

仪器及试剂1．

pHS—3B型酸度计，磁力搅拌器。2．

氯离子选择性电极和217型双盐桥饱和甘汞电极。氯离子选择电极，敏感膜由Ag2S—AgCl粉末混合压片制成。它是无内参比溶液的全固态型电极，电荷由膜内电荷数最少、半径最小的Ag+传导。当把氯离子选择性电极浸入具有Cl-溶液时，它可将溶液中Cl-活度转变成电信号。由于饱和氯化钾甘汞电极中有Cl-存在，电极内的Cl-可通过陶瓷芯多孔物质向溶液中扩散，影