流动注射分光光度法测水样中的亚硝酸盐

实验六流动注射分光光度法测水样中的亚硝酸盐实验六流动注射分光光度法测水样中的亚硝酸盐1实验目的了解流动注射分光光度法的基本原理方法及其实验注意事项；熟练掌握流动注射分光光度法测定水样中的亚硝酸盐的实验操作。2实验原理2.1方法原理流动注射分光光度法的基本原理是在把一定体积的试样溶液注入到一个流动着的、非空气间隔的试剂溶液（或水）载流中。被注入的试样溶液与载流中的试剂混合、反应，在反应盘管中形成一个区域。进入流通检测器进行测定分析及记录。在酸性介质中，水中的亚硝酸盐与磺胺反应生成重氮盐，再与盐酸萘乙二胺偶联生成红色染料，于540nm波长处测定吸光值。2.2仪器原理FIA基本流路系统一般包括:载液驱动系统、注入阀或进样器、微型反应器、流通式检测器(折光计、比色计、紫外/可见分光光度计、离子选择电极、原子吸光光度计、荧光计等)、信号记录装置[1]。其中蠕动泵驱动载液以恒定流率流过细微的管路;注入阀将一定体积的样品溶液重现地注入载液中;微型反应器则使注入的样品带在其中适当地分散,并与载液(或试剂)中某些组分进行反应,生成能使检测器产生适量响应值的产物;检测器和信号记录装置测量和记录下响应值数据。FIA的三大要素：试样注入：通过进样阀实现控制进样体积或进样时间；试样带受控分散：反应盘管中完成；时间控制的高度再现：由泵和流路转换阀决定可在非平衡状态下检测。泵：用于驱动载流通过细管；进样阀：重现地定量注入样品；转换阀：进行流路切换较少使用；转换阀：进行流路切换较少使用；反应器（管）：样品带在其中分散并与载流试剂中的组份反应，包括空管式反应器、填充床反应器以及单珠串反应器；检测器：检测样品带在分散过程中的反应情况，包括分子光谱检测器、原子光谱检测器、电化学检测器以及质谱检测器；输出一般为一个峰一次进样。其特点主要包括：简单、方便、精确、重现、快速、可处理大量样品、样品和试剂用量少、可在平衡和非平衡状态下完成测定、密闭、减少污染和不安全因素。流动注射分光光度法的流路图如图1所示。图1流动注射分光光度法的流路图Fig.1Flowdiagramfortheflowinjectionspectrophotometry3仪器与试剂3.1仪器FIA3110流动注射分析仪（北京吉天仪器有限公司）；UV-1800pc型紫外可见分光光度计（上海美普达仪器有限公司）；蠕动泵管；聚四氟乙烯管（PTFE）；流通池；25.00mL具塞比色管6只；100~1000μL移液枪（BIOHIT）；1.00~5.00mL移液枪；洗瓶。3.2试剂载流：超纯水试剂：磺胺10.00g/L，盐酸萘乙二胺1.00g/L，盐酸1.80%；样品：未知样品一；未知样品二4实验步骤1）熟悉实验仪器，组装流路（已装好）；2）配制亚硝酸盐使用液：取4.00mL2.15mmol/L的亚硝酸盐标准储备液，稀释至10.0mL；3）配制标准工作曲线溶液：取0、0.25、0.50、0.75和1.00mL亚硝酸盐使用液，分别稀释至25.0mL；4）测定样品：取25.0mL样品，如上测量，记录数据。清洗器皿，拆除流路。5实验数据与结果在设定的仪器工作条件下，图2为亚硝酸盐的标准曲线峰高，图3为亚硝酸盐的标准曲线，表1样品中亚硝酸盐吸收峰值。图2亚硝酸盐的标准曲线峰高Fig.2Calibrationpeaksfornitrite图3亚硝酸盐的标准曲线Fig.3Calibrationcurvefornitrite表1样品中亚硝酸盐吸收峰值Tab.1Calibrationpeaksfornitriteofsamples名称峰值样本15.42*10-25.39*10-2样本25.38*10-29.10*10-29.11*10-25.1待测样品各物质浓度将样品1和样品2的吸收峰值分别代入方程，根据线性回归方程根据线性回归方程，y=0.1387x-0.0047（y为吸光值值，x为体积）得，所测水样中等同加入亚硝酸盐使用液体积V1=0.42mL，V2=0.69mL；经计算亚硝酸盐使用液的浓度为0.86mmol/L根据公式C1×V1=C2×V2计算平均可得，样品一的浓度为1.44*10-2mmol/L，样品二的浓度为2.37*10-2mmol/L。6问题与讨论6.1问题1.该方法可能受到的干扰有哪些？如何减少干扰？答：气泡的引入会干扰FIA信号的检测,严重时甚至使测定不能进行方法：流路体系中消除气泡和反压圈除气泡。2.如何提高系统的灵敏度？答：增大进样体积，可以减小分散度，提高FIA法的灵敏度，但是对于某些FIA流路，增大进样体积将会由于混合不充分而形成双峰，为了提高灵敏度又要避免产生双峰，可改变FIA流路的设计。3.在设计流动注射的流路时应该考虑哪些问题？答：在设计流动注射的流路时应该考虑试样注入、受控的分散和准确的流动经历时间。在把试样注入到流动注射分析体系之前，需要预先处理，如稀释、中和、过滤等；实验通过吸收峰值制作标曲，设计时应考虑最佳吸收波长以及显色剂的影响；4.对比SIA、FBA等流动分析流路，试说明本实验流路的优缺点。答：SIA完全由微机控制,不同的分析过程不需改变流路体系结构,特别适合于那些对时间长、可靠性和自动化有较高要求的过程分析[3]；FBA,同样有多通道选择阀,只是用微珠作为试剂的载体,微珠可再生。在进行微珠注射分析时,微珠表面上固化了一层合适的反应物,微珠被截留到JR流通池中,含有生物分子的溶液和载液以精确控制的流速流过微珠表面,进入检测器中检测[1]。相比之下FIA有以下优点：①采用的管道多数是由聚乙烯、聚四氟乙烯等材料制成的，具有良好的耐腐蚀性能。②操作简便、易于自动连续分析。③分析速度快、分析精密度高；试剂、试样用量少，适用性较广。缺点：相比于SIA，FIA的操作并不是完全由微机控制；反应时间不可通过软件控制;且不可以用同一装置完成不同组分的检测，需要改变流路设置。6.2讨论实验中fill状态是不可以换样的，此时小管正在吸取样品会进入气泡，只有在inject状态才能更换样品，实验过程中由于换样不及时进了气泡干扰FIA信号的检测，导致标准曲线中测到异常值。待测未知样品二还没有测完第三个重复值，将仪器提前关闭，从而缺失一个数据。经过此次实验，我们以后做实验一定要细心。参考文献[1]任杰,宋海华