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仪器分析实验

1.火焰原子吸收法测定水中的铜1、实验目的和要求了解原子吸收分光光度计的基本结构和使用方法;掌握应用标准曲线测定水中的金属含量2、原理将水样或消解处理好的试样直接吸入火焰,火焰中形成原子蒸汽对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。

将测得的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较,确定样品中被测元素的含量。

3、仪器和试剂(1)仪器原子吸收分光光度计、背景校正装置、所测元素的元素灯及其必要的附件(2)试剂硝酸,优级纯、高氯酸,优级纯、去离子水、燃气乙炔,纯度不低于99.6%、助燃空气、铜标准贮备液:准确称取经稀酸清洗干燥后的0.5000g光谱纯金铜,用50mL(1+1)硝酸溶解,必要时加热至完全溶解,用水稀释至500 mL,此溶液每毫升含1.00mg铜。

铜标准溶液:用0.2%硝酸稀释金属主钡溶液配置而成,使配成的标准溶每毫升含铜50.0ug。

4、步骤(1)样品预处理:取100 mL水样放入200 mL烧杯中,加入硝酸5 mL,在电热板上加热消解。

蒸至10 mL左右,加入5毫升硝酸和2 mL高氯酸,继续消解,直至1 mL左右。

(2)样品测定:按参数选择分析线和调节火焰。

仪器用0.2%硝酸调零,吸入空白样和试样,测量其吸光度。

扣除空白样吸收光度后,从校准曲线上查处试样中的金属浓度。

也可以从仪器上读出。

(3)校准曲线:吸收标准溶液0 mL、0.5 mL、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、10.00 mL,分别放入6个100 mL容量瓶中,用0.2%硝酸稀释定容。

接着按样品测定的步骤测量吸光度,用经空白校正的各标准的吸光度对相应的浓度作图,绘制校准曲线。

5、计算铜(mg/L)=m/v式中,m为从校准曲线上查出或仪器直接读出的被测金属量,ug;V为分析用的水样体积,mL。

6、思考题(1)简述原子吸收分光光度分析的基本原理。

(2)能否用氢灯或钨灯代替空心阴极灯?2.高效液相色谱仪的定量分析一、实验目的1、了解高效液相色谱仪定量分析的基本原理。

2、基本掌握液相色谱仪定量分析的操作过程。

二、仪器及试剂1、Waters 515 高压泵(双泵)2、RHEODYNE 7725i 六通进样阀3、Waters 2996 二极管阵列检测器4、Waters Millennium32 色谱工作站5、乙腈(色谱纯);水(亚沸蒸馏水)6、苯甲酸(A.R.)7、容量瓶、烧杯、移液管等三、基本原理1、定量分析的基本原理:当一个样品在色谱柱内被分离成几个组分以后,每个组分依次流经检测器,经检测得到相应的色谱图。

色谱图中各个组分的响应值,也就是色谱峰的一些性质如峰高、峰面积是定量分析的基本依据。

以常用的紫外-可见光检测器为例:由于紫外-可见光检测器(UV-Vis检测器)与分光光度计的基本原理一致,在一定的浓度范围内都服从比耳定律(Beer’slaw):a=εbc其中,a为吸光度;ε为该物质的摩尔吸光系数;b为光程;c为该物质的浓度。

根据一系列的数学推导,得出以下的公式:在一定的浓度范围内,有C=kA+bC为样品中该物质的浓度,A为该物质对应的峰面积,k、b为常数。

也就是说,被分析样品内某一物质的浓度和该物质所对应的峰面积成正比,这就是高效液相色谱定量分析的基本原理。

在本实验中,首先我们通过观察保留时间,对未知样品中的苯甲酸进行定性分析。

然后,通过一系列苯甲酸的标准溶液、未知溶液的峰面积测定,计算出未知溶液中苯甲酸的浓度。

四、实验步骤1、流动相的配制:乙腈和水分别以0.45 微米的微孔滤膜过滤后,超声脱气20 分钟,放到色谱储液槽中。

2、标准溶液的配制:正确称取一定量的苯甲酸,以乙腈溶解,以流动相稀释至1mg/mL,用移液管分别移取0.2mL此溶液至50mL容量瓶内,以流动相稀释至刻度。

每个标准溶液都以0.45微米的微孔滤膜过滤,备用。

3、检查高效液相色谱仪电路连接和液路连接,正确以后,打开稳压电源。

待工作电压稳定在220伏后,依次打开色谱泵、检测器、色谱工作站的电源开关。

各部分自检通过后,按下列条件,进行仪器参数设置:色谱柱:XDB-C18(5μm, 150 mm×4.6mm I.D)流动相:乙腈:水=30:70 流速:1.0mL/min检测波长:254纳米进样体积:20微升数据收集时间:5分钟4、通过色谱工作站观察色谱基线,待基线稳定以后,分别对标准样和未知样品进行进样分析,利用色谱工作站收集、处理数据。

5、分析结束以后,以15毫升纯乙腈冲洗色谱柱。

6、实验结束后,依次关闭色谱工作站、检测器、色谱泵等各部分电源。

五、数据及处理1.记录标准样色谱图中组分的保留时间t R和峰面积A表1标准样数据2.记录未知样中组分的t R和峰面积A表2试样数据4. 计算苯甲酸试样中苯甲酸的含量。

苯甲酸含量=A试样/A标样×标样浓度3.苯甲酸红外光谱吸收光谱的测定——KBr压片法制样一、实验目的1、学习用红外吸收光谱进行化合物的定性分析;2、掌握溴化钾压片法制备固体样品的方法;3、学习并掌握TENSOR27型傅立叶变换红外光谱仪的使用方法。

二、实验原理物质分子中的各种不同基团,在有选择地吸收不同频率的红外辐射后,发生振动能级之间的跃迁,形成各自独特的红外吸收光谱。

据此可对物质进行定性、定量分析。

基团的振动频率和吸收强度与组成基团的原子质量、化学键类型及分子的几何构型等有关。

因此根据红外吸收光谱的峰位置、峰强度、峰形状和峰的数目,可以判断物质中可能存在的某些官能团,进而推断未知物的结构。

最后可通过与未知样品相同测定条件下得到的标准样品的谱图或已发表的标准谱图(如Sadtler红外光谱图等)进行比较分析,做出进一步的证实。

三、试剂和仪器仪器TENSOR 27型傅立叶变换红外光谱仪(德国Bruker公司);压片机和模具;玛瑙研钵;试样勺。

试剂苯甲酸为优级纯,溴化钾为光谱纯。

四、实验步骤溴化钾压片法:取1-2mg苯甲酸,加入100-200mg溴化钾粉末,在玛瑙研钵中充分磨细(颗粒约2μm),使之混合均匀,取出适量混合物均匀铺洒在干净的压模内,于压片机上在12~15kg/cm2压力下,维持3min,制成透明薄片。

将此片装于固体样品架上,样品架插入红外光谱仪的固体支架上,扫描测绘谱图。

在整个制样过程中注意避免吸潮。

五、数据处理将测得的苯甲酸的吸收光谱与标准谱图对照,根据特征吸收频率数据,对特征吸收峰进行检验,在4000-2000cm-1范围内,波数误差不大于±10cm-1。

在2000-650cm-1范围内,波数误差不大于±3cm-1。

苯甲酸分子中各原子基团的基频峰如下:原子基团的基本振动形式基频峰的频率/cm-1ν=C-H(Ar上) 3077,3012νC=C(Ar上) 1600,1582,1495,1450δ=C-H(Ar上邻接五氢) 715,690δO-H 935νC=O 1400δC-O-H(面内弯曲振动) 12504.紫外-可见分光光度法测定水中苯酚含量苯酚是工业废水中一种有害污染物质,需对水中酚含量控制。

苯酚在270-295nm波长处有特征吸收峰,其吸光度与苯酚的含量成正比,应用Lambert-Beer定律可直接测定水中总酚的含量。

一、实验目的1.学会使用Cary50型紫外-可见分光光度计2.掌握紫外-可见分光光度计的定量分析方法二、原理简介紫外-可见吸收光谱是由分子外层电子能级跃迁产生,同时伴随着分子的振动能级和转动能级的跃迁,因此吸收光谱具有带宽。

紫外-可见吸收光谱的定量分析采用朗伯-比尔定律,被测物质的紫外吸收的峰强与其浓度成正比,即:其中A是吸光度,I、分别为透过样品后光的强度和测试光的强度,为摩尔吸光系数,b为样品厚度。

由于苯酚在酸、碱溶液中吸收波长不一致(见下式),实验选择在碱性中测试,选择测试的波长为288nm左右,取紫外-可见光谱仪波长扫描后的最大吸收波长。

Cary50是瓦里安公司的单光束紫外-可见分光光度计。

仪器原理是光源发出光谱,经单色器分光,然后单色光通过样品池,达到检测器,把光信号转变成电信号,再经过信号放大、模/数转换,数据传输给计算机,由计算机软件处理。

三、仪器与溶液准备1、Cary50型紫外-可见分光光度计2、1cm石英比色皿一套3、25 ml容量瓶5只,100 ml容量瓶1只,10ml移液管二支配置250 mg/L苯酚的标准溶液:准确称取0.0250 g苯酚于250 mL烧杯中,加入去离子水20 mL使之溶解,加入0.1M NaOH 2mL,混合均匀,移入100 mL容量瓶,用去离子水稀释至刻度,摇匀。

取5只25 mL容量瓶,分别加入1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL苯酚标准溶液,用去离子水稀释至刻度摇匀,作为标准溶液系列。

将溶剂,标准溶液,待测水样依此装入石英比色皿。

按测试程序的提示,依次放入样品室中进行测试。

四、测试过程1、确认样品室内无样品2、开电脑进入Window 系统3、点击进入Cary50 主菜单4、双击Cary-WinUV图标5、在Win-UV 主显示窗口下,双击所选图标“SCAN”以扫描测定吸收曲线:取上述标准系列任一溶液装进1cm石英比色皿至4/5,以装有蒸馏水的1cm石英比色皿作为空白参比,设定在220-350 nm波长范围内扫描,获得波长-吸收曲线,读取最大吸收的波长数据。

6、在Win-UV 主显示窗口下,双击图标“Concentration”进入定量分析主菜单7、设定测试分析步骤:(l)单击Setup功能键,进入参数设置页面。

在Wavelength处填入由步骤5获取的波长数据。

(2)按Cary Control 、Standards、Options、Samples、Reports、Auto store顺序,分别设置好菜单中每页的参数。

按OK回到“Concentration”界面主菜单。

(3)单击View莱单,选择需要显示的内容。

例如基本选项Toolbar,buttons,Graphics,Report。

(4)单击Zero,提示“Load blank press OK to read” (放空白按OK读),放入空白蒸馏水到样品室内,按OK测试,测完取出样品。

(5)单击Start, 出现标准/样品选择页。

选Selected for Analysis(选择分析的标准和样品)。

此框的内容为准备分析的标准和样品。

(6)按OK进行分析测试。

依Presentstdl的提示:放入标准1然后按OK键进行读数。

放标准2按OK进行读数。

直到全部标准读完。

(7)出现“Present Samplel Press OK to read”提示框,根据提示,放入样品1按OK开始读样品,直到样品测完。

(8)可点击Save Method AS保存此方法,以后可以从Open Method调用此方法。

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