《仪器分析实验》指导书编写刘开敏化学工程与技术系2008年3月目录邻菲罗啉分光光度法测定铁 (1)电位法测定水溶液的pH值 (4)醋酸的电位滴定和酸常数测定 (6)水中氟化物的测定－离子选择电极法 (8)气相色谱定量分析 (10)紫外分光光度法测定苯甲酸含量 (11)荧光法测定维生素B2 (13)水质钾和钠的测定火焰原子吸收分光光度法 (15)原子吸收分光光度法测定自来水中镁的含量 (19)苯、萘、联苯的高效液相色谱分析及柱效能的测定 (21)邻菲罗啉分光光度法测定铁一、实验内容：1. 吸收曲线的制作。
2. 标准曲线的制作。
3. 未知水样的铁含量的测定。
二、准备工作1、722S型分光光度计20台（二人一台）。
2、通知仪器室准备20套仪器：(1) 50ml容量瓶7只。
(2）1ml刻度吸管1支。
(3）吸球1只。
(4）洗瓶1只。
(5）400ml烧杯（废液杯）1只。
3. 准备好公用仪器：(l）1ml刻度吸管（发样品用）1支。
(2）100ml小烧杯（发标准Fe3+）20只。
(3）自动加液器二套（6只），盛放HAc－NaAc缓冲溶液，1％盐酸羟胺及0.1％邻菲罗啉。
4. 试剂：（1）100μg／mlFe3+标准溶液：准确称取1.9gNH4Fe(SO4)2·12H2O于100ml烧杯中，加入1：1HCl20ml及少量水，溶解后，转移到1L容量瓶中，用水稀释到刻度、摇匀。
（2）0.10％邻菲罗啉水溶液：将0.100g邻菲罗啉溶于加有2～3滴浓HCl的蒸馏水100ml 中，贮于棕色瓶内。
（3）HAc－NaAc缓冲溶液：取12.9mlC.P.级HAc及34gC.P.级NaAc·3H2O溶于水中，稀释至1000ml。
（4）1％盐酸羟胺水溶液：取1g盐酸羟胺溶于水中，稀释至100ml。
5. 未知样品不另配制，直接将标准Fe3+液发于同学交上来的容量瓶中，发放体积应介于0.2～1.0ml 间，可为0.3，0.5，0.7，0.9ml。
未知样品体积以1ml计。
三、提问内容：1. 在本实验中，那些试剂加入量要比较准确，哪些试剂则可不必？为什么？2. 要使分光光度测定结果的误差尽可能小一些，吸光度的最佳读数范围为多少？如何控制？3. 为什么要制作吸收曲线？4. 在分光光度分析的操作间隙，不关断光路，让光电池长时间暴露在光照下，会产生什么不良影响？5. 什么是空白溶液？在本实验中采用何种空白？6. 使用比色皿，清洗时及操作时，应注意什么？7. 本实验中如用配制已久的盐酸羟胺溶液，对分析结果将带来什么影响？四、讲解要点1. 在本实验中，哪些试剂的加入量要比较准确？为什么？在制备工作曲线时，标准Fe3+液的加入量必须非常准确，因为工作曲线是测量未知试样的依据，若标准Fe3+液加入量不准确，会直接影响到工作曲线的线性，从而影响测定结果的准确性．另外显色剂邻菲罗啉的用量也要比较准确，因为吸光度与显色剂的用量间有一定的关系，该关系可通过实验测得，为了消除因显色剂用量改变而对吸光度产生的影响，应比较准确地控制邻菲罗啉的用量。
2. 为了使分光光度测定结果的误差尽可能小一些，吸光度的最佳读数范围为多少？如何控制？为了使测定结果的误差尽可能小一些，吸光度的读数范围应在0.2～0.7之间。
要使吸光度的读数正好落在该范围内，可采用改变溶液浓度或改变比色皿厚度的方法。
3. 为何要制作吸收曲线？吸收曲线反映了溶液对光吸收的选择性，它是光度分析中选择波长的重要依据，通过制作吸收曲线，找出相应于溶液吸收最大处的波长λmax，作为分光光度分析的测定波长，在该波长处，溶液浓度的微小变化能引起吸光度的较大改变，从而提高了分析的灵敏度。
4. 在分光光度分析的操作间隙，不关断光路，让光电池长时间暴露在光照下，会产生什么不良影响？光电池长时间暴露在光照下，会产主“疲劳”现象，而使灵敏度降低，影响测定结果的准确度，因而在分析的操作间隙，应注意及时关闭光路，使光电池得到休息，保持良好的灵敏度。
5. 什么是空白溶液？在本实验中采用何种空白？空白溶液又称参比溶液，用来调节仪器的零点即透光度为100％，或吸光度为0，以作为测量的相对标准，同时还可用来抵消某些影响光度测定的因素。
在本实验中采用的是试剂空白。
6. 使用比色皿时，应注意什么？（1）比色皿的握法：使用比色皿时，应注意保护其透光面，不要用手指直接接触，以免沾上油污或磨损，影响透光度，因而在拿比色皿时，应握住两边磨砂面。
（2）比色皿的洗涤：比色皿要先用自来水再用蒸馏水洗涤，测定时，为了避免溶液浓度改变，需先用待装入的溶液清洗数次，再注入溶液，并用吸水纸将皿壁外的液体擦干，同时，比色皿壁被有机试剂染上颜色，用水不易洗去，可试用HCl－C2H5OH（1：2）洗涤液浸泡，然后水洗，应避免使用毛刷或铬酸洗涤液。
（3）比色皿的盛液量：比色皿内所装溶液量不宜太少，致使光线无法照射到溶液上，也不宜太多，以使溶液洒出流入光度计内，一般以装至比色皿高度的2/3～4/5为宜。
7. 实验中如用配制过久的盐酸羟胺溶液，对分析结果将有何影响？如盐酸羟胺配制过久，则因其还原能力减弱，而无法将试样中的Fe3+完全还原成Fe3+，并与邻菲罗啉定量形成橙红色络合物，这样将使测定结果偏低。
8. 吸收曲线的制作：吸取1.0ml 100μg／ml标准Fe3+溶液，注入50ml容量瓶中，加入5ml 1％盐酸羟胺溶液，5mlHAc—NaAc缓冲液及3ml 0.10％邻菲罗啉溶液，以水稀释至刻度、摇匀。
在722S型分光光度计上，用1cm比色皿，采用试剂空白，在440～560nm间，每隔10nm 测定一次吸光度，然后绘制A—λ吸收曲线，以选择最适当的测定波长。
9. 标准曲线的制作：在5只容量瓶中，分别加入100μg／ml标准Fe3+液0.20ml，0.40ml，0.60ml，0.80ml及1.0ml（可利用上述那个，不必再配）。
再各加入5ml 1％盐酸羟胺溶液，5ml HAc-NaAc 缓冲溶液和3ml 0.10％邻菲罗啉溶液（次序不能颠倒），以水稀释至刻度摇匀，在所选择的波长下，用1cm比色皿，采用试剂空白，测定各溶液的吸光度，作出A－C工作曲线。
10. 未知试样中铁含量的测定：用洗净的50ml容量瓶一只向教师领取1ml未知试样（贴上标签，写上学号），按与标准溶液完全相同的步骤配成有色溶液，并摇匀，然后在与制作标准曲线完全相同的测试条件下测出其吸光度。
由该吸光度值即可从工作曲线上查得相应的铁含量。
五、计算公式未知试样含铁量（p.p.m．）＝六、评分标准≤5‰ ≤10‰ ≤15‰ ＞15‰5分4分3分2分电位法测定水溶液的pH 值一、实验目的1．学会用单标准和双标准pH 缓冲溶液法测定水溶液pH 的测量技术；2．掌握用玻璃电极测量溶液pH 值的基本原理。
二、实验原理以玻璃电极作指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，用电位法测量溶液的pH 值，常采用相对方法，即选用pH 值已经确定的标准缓冲溶液进行比较而得到欲测溶液的pH 值。
为此，pH 值通常被定义为其溶液所测电动势与标准溶液的电动势差有关的函数，其关系式为： 式中，pH ｘ和pH s 分别为欲测溶液和标准溶液的pH 值；Ex 和Es 分别为其相应电动势。
该式常称为pH 值的实用定义。
测定pH 用的仪器－p H 电位计是按上述原理设计制作的。
测定方法有单标准pH 缓冲溶液法和双标准pH 缓冲溶液法。
通常我们采用单标准pH 缓冲溶液法，如果要提高测量的准确度，则需要采用双标准pH 缓冲溶液法。
同时，标准缓冲溶液的pH 值是否准确可靠，是准确测量pH 值的关键。
目前，我国所建立的pH 标准溶液体系有7个缓冲溶液，它们的标准pH 值见附表。
三、仪器和试剂1．pH/mV 计2．玻璃电极（2支，其电极响应斜率须有一定差别），饱和甘汞电极3．邻苯二甲酸氢钾标准pH 缓冲溶液4．磷酸氢二钠与磷酸二氢钾标准pH 缓冲溶液5．硼砂标准pH 缓冲溶液6．未知pH 试样溶液（至少3个，选pH 值分别在3，6，9左右为好）四、实验步骤1．单标准pH 缓冲溶液法测量溶液pH 值。
这种方法适合于一般要求，即待测溶液的pH 值与标准缓冲溶液的pH 值之差小于3个pH 单位。
(E X -E S )FRTLn10pH X =pH S +（1）选用仪器“pH”档，将清洗干净的电极浸入欲测标准pH缓冲溶液中，按下测量按钮，转动定位调节旋钮，使仪器显示的pH值稳定在该标准缓冲溶液pH值；（2）松开测量按钮，取出电极，用蒸馏水冲洗几次，小心用滤纸吸去电极上水液；（3）将电极置于欲测试液中，按下测量按钮，读取稳定值pH，记录。
松开测量按钮，取出电极，按（2）清洗，继续下个样品溶液测量。
测量完毕，清洗电极，并将玻璃电极浸泡在蒸馏水中。
2．双标准pH缓冲溶液法测量溶液pH值为了获得高精度的pH值，通常用两个标准pH缓冲溶液进行定位校正仪器，并且要求未知溶液的pH值尽可能落在这两个标准pH溶液的pH值中间。
（1）按单位标准pH缓冲溶液方法步骤（1）﹑（2），选择两个标准缓冲溶液，用其中一个对仪器定位；（2）将电极置于另一个标准缓冲溶液中，调节斜率旋钮（如果没设斜率旋钮，可使用温度补偿旋钮调节），使仪器显示的pH读数至该标准缓冲溶液的pH值；(3) 松开测量按钮，取出电极，用蒸馏水冲洗几次，小心用滤纸吸去电极上水液；再放入第一次测量的标准缓冲溶液中，按下测量按钮，其读数与该试液的pH值相差至多不超过0.05pH单位，表明仪器和玻璃电极的响应特性均良好。
往往要反复测量﹑反复调节几次，才能使测量系统达到最佳状态；(4) 当测量系统调定后，将洗干净的电极置于欲测试样溶液中，按下测量按钮，读取稳定pH值，记录。
松开测量按钮，取出电极，冲洗净后，将玻璃电极浸泡在蒸馏水中。
五﹑问题讨论1．在测量溶液的pH值时，为什么pH计要用标准pH缓冲溶液进行定位？2．使用玻璃电极测量溶液pH值时，应匹配何种类型的电位计？3．为什么用单标准pH缓冲溶液法测量溶液pH值时，应尽量选用pH与它相近的标准缓冲溶液来校正酸度计？醋酸的电位滴定和酸常数测定水中氟化物的测定－离子选择电极法(GB 7484-87)水中氟化物的含量是衡量水质的重要指标之一，生活饮用水水质限值为1.0mg/L。
测定氟化物的方法有氟离子选择电极法、离了色谱法、比色法和容量滴定法，前两种方法应用普遍。
本实验采用氟离子选择电极法测定游离态氟离子浓度，当水样中含有化合态(如氟硼酸盐)、络合态的氟化合物时，应预先蒸馏分离后测定。
一、实验目的和要求1．掌握用离子活度计或pH计、晶体管毫伏计及氟离子选择电极测定氟化物的原理和测定方法，分析干扰测定的因素和消除方法。
2．复习教材第二章中的相关内容；在预习报告中列出被测原电池，简要说明测定方法原理和影响测定的因素。