仪器分析实验刘占广编天津科技大学海洋科学与工程学院二零零七年四月目录实验一：分光光度法测定铁条件实验 (2)实验二：分光光度法测定废水中的铁 (5)实验三：火焰原子吸收光谱法测定水中的镁 (7)实验四：饮用水中氟含量的测定 (10)实验五：H2SO4，H3PO4混合酸的电位滴定 (12)实验六：醇系物的气相色谱定量测定(归一化法) (14)实验一 分光光度法测定铁条件实验一、实验目的1．通过分光光度法测定铁的条件试验，学会如何选择分光光度分析的条件2．了解723型分光光度计的性能、结构3．学习分光光度计的使用方法。

二、实验原理在pH=2~9的溶液中，Fe 2+与邻二氮杂菲（邻菲啰啉）生成稳定的橙红色配合物，此配合物的log K 稳＝21.3，摩尔吸收系数ε510＝1.1×104L/(mo l ﹒cm)。

该法可用于试样中微量Fe 2+的测定，如果铁以Fe 3+的形式存在，由于Fe 3+能与邻二氮杂菲生成淡蓝色的配合物，所以应预先加入盐酸羟胺（或抗坏血酸等）将Fe 3+还原为Fe 2+。

其反应式为：4Fe 3++2NH 2OH →4Fe 2++N 2O ＋H 2O+4H +该法的灵敏度、稳定性、选择性均较好。

但Bi 3+、Cd 2+、Hg 2+、Zn 2+、Ag +等离子与邻二氮菲生成沉淀；Cu 2+、Co 2+、Ni 2+等离子则形成有色配合物，因此，当这些离子共存时，应注意它们的干扰作用。

铝和磷酸盐令量大时，使反应速度慢；CN -存在将与Fe 2+生成配合物，严重干扰测定，需预先除去。

三、试剂和仪器1.仪器：723型分光光度计； 1台容量瓶 50ml 7只吸量管 10ml 2支2.试剂邻菲罗啉10.0μg/mL铁标准溶液准确称取0.8634g分析纯NH4Fe(S04)2·12H 20，置于烧杯中，以30mL 2mol/L HCl溶液溶解后转入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

从中吸取50mL该溶液于500mL容量瓶中。

加20mL 2mol/L HCl溶液，用水稀释至刻度，摇匀。

0.1％邻二氮杂菲（临用时配制）先用少许乙醇溶解，再用水稀释。

10％盐酸羟胺溶液（临用时配制）NH4Ac-HAc缓冲溶液。

四、实验内容（1）吸收曲线的绘制：准确移取10μg/mL标准溶液5mL于50mL比色管中，加入1mL10％盐酸羟胺溶液，摇均，经2min后，再加5mL 1mol/L NaAc溶液。

然后分别加入2 mL 0.1%邻二氮杂菲溶液，用水定容。

在721型分光光度计上，用1cm厚液槽，以水为空白溶液，从430～570nm，每隔20nm测定一次吸光度（A）。

然后以波长为横坐标，吸光度为纵坐标绘制吸收曲线，从吸收曲线上选择测量铁的适宜波长。

（2）有色溶液的稳定性：用上面的溶液继续进行测定，其方法是，在最大吸收波长（510nm）处，每隔一定时间测定其吸光度，既在加入显示剂后立即测定一次吸光度，经15min、30min、45min后，测定相应的吸光度，以时间为横坐标，吸光度（A）为纵坐标，绘出吸光度-时间曲线，从曲线上观察配合物的稳定性。

（3）显色剂浓度的影响：取6只50mL容量瓶（或比色管），各加入5mL 10μg/mL 铁标准溶液，加入1mL 10%盐酸羟胺溶液，经2min后，再加5mL 1mol/L NaAc溶液。

然后分别加入0.1%邻二氮杂菲溶液0.3、0.6、1.0、1.5、2.0和3.0ml，用水稀释至刻度，摇均。

在分光光度计上，用1cm比色皿，以水为空白溶液，以吸收曲线能选定的波长，测定显色剂各浓度的吸光度，以显色剂邻二氮杂菲加入的毫升数为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸光度—试剂用量曲线，以确定测定过程中，应加入的试剂最佳的毫升数。

（4）溶液酸度对配合物的影响：准确移取100μg/mL铁标准溶液5mL 于100mL 容量瓶中，加入5mL 2mol/L HCl溶液和10mL 10%盐酸羟胺溶液,经2min后加入0.1%邻二氮杂菲溶液30mL,以水稀释至刻度，摇均，备用。

取50mL容量瓶（或比色管）7只，编号，用移液管分别准确移取上述溶液10mL于各容量瓶中。

在滴定管中装0.4mol/L NaOH溶液0.0、2.0、3.0、4.0、6.0、8.0及10.0mL，以水稀释至刻度，摇均，使各溶液的pH从≤2开始逐步增加至12以上。

用pH计或精密pH试纸测定各容量瓶中溶液的pH值。

同时在分光光度计上用适宜的波长（例如510nm）、2cm比色皿，水为空白测定各溶液的吸光度A。

最后以pH值为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制A—pH曲线。

从曲线上找出适宜的pH范围。

根据上面条件试验的结果，拟出邻二氮杂菲分光光度法测铁的分析步骤并讨论之。

五、思考题：1、721型分光光度计的主要构造是怎样的？其工作原理、操作要点是什么？2、如何正确使用比色皿？如何正确使用吸液管？3、邻二氮杂菲分光光度法测铁的适宜条件是什么？实验二分光光度法测定废水中的铁一、实验目的1．学习标准曲线的绘制。

2．学习水中铁的分光光度法测定。

二、实验原理根据朗伯-比耳定律A=εbc，吸光度与溶液中被测物质浓度成正比，用工作曲线法测定铁的含量。

工作曲线制作：首先配制不同浓度的铁的标准溶液，经显色定容后，在最大吸收波长分别测定各标准溶液的吸光度。

以铁标准溶液的浓度为横坐标以吸光度为纵坐标，绘制工作曲线（标准曲线）。

根据水样中铁含量的多少，取一定体积的水样经显色定容后，测定其吸光度，从工作曲线差的相应浓度，再根据水样稀释倍数计算出水样中铁的含量。

三、试剂和仪器1.仪器：723型分光光度计；1台容量瓶50ml 7只吸量管10ml 2支2.试剂10.0μg/mL铁标准溶液准确称取0.8634g分析纯NH4Fe(S04)2·12H 20，置于烧杯中，以30mL 2mol/L HCl溶液溶解后转入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

从中吸取50mL该溶液于500mL容量瓶中。

加20mL 2mol/L HCl溶液，用水稀释至刻度，摇匀。

0.1％邻二氮杂菲（临用时配制）先用少许乙醇溶解，再用水稀释。

10％盐酸羟胺溶液（临用时配制）NH4Ac-HAc缓冲溶液。

四、实验内容1）标准系列（1#~6#）及未知物溶液（7#）的配制：在7个50mL容量瓶（或比色管）中，按下表由上至下依次加入各试剂：容量瓶编号1#2#3#4#5#6#7# 10μg/mL铁标准溶液（mL）0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 水样10%盐酸羟胺（mL） 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 摇均，2min后，加入1mol·L-1NaAc溶液（mL） 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.00.1％邻二氮杂菲 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0对各容量瓶均用水稀释至刻度，摇均。

（2）吸光度的测定：用2cm比色皿，在最大吸收波长（510nm）处，测定1至7号溶液的吸光度。

以50mL溶液中的铁含量为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，利用1至6号系列标准溶液，可绘制标准曲线；由7号溶液（未知液）的吸光度在标准曲线上查出5.0mL测定液中的铁含量，计算出水样中铁的含量（以μg/mL表示）。

五、思考题1、本实验中测铁含量时，根据分光光度法的选择原则，若用纯蒸馏水代替空白溶液作参比是否可以，为什么？2、用本实验方法测定一般铁盐的总铁量时，是否需要加盐酸羟胺？实验三： 火焰原子吸收光谱法测定水中的镁一、实验目的1．加强理解火焰原于吸收光谱法的原理。

2．掌握火焰原子吸收光谱仪的操作技术。

3．熟悉原子吸收光谱法的应用。

二、实验原理在使用锐线光源条件下，基于原子蒸气对共振线的吸收，符合朗伯—比耳定律： A ＝log(I 0/I)＝KLN 0在试样原子化时，火焰温度低于3000K 时，对大多数元素来说，原子蒸气中基态原子的数目实际上接近原子总数。

在固定的实验条件下，待测元素的原子总数是与该元素在试样中的浓度c 成正比的。

因此，上式可以表示为：A ＝K'C这就是进行原子吸收定量分析的依据。

对组成简单的试样，用标准曲线法进行定量分析较方便。

在自来水中除镁离子外还含有其它阴离子和阳离子，这些离子镁的测定能发生干扰，使测得结果偏低。

加入锶离子作干扰抑制剂，可以获得正确的结果。

三、仪器和试剂1．仪器：WFX —110型原子吸收分光光度计；乙炔钢瓶；空气压缩机；镁元素空心阴极灯；50mL 烧杯3只；容量瓶： 50mL 17只；100mL 1只；吸量管： 1mL 支； 5mL 3支；2．试剂：镁标准溶液：溶解1.000g 纯金属镁于少量1+1盐酸中，然后用1%(V/V)盐酸稀释至1000mL 。

1.00mg/mL,临用时配成1.00μg/mL 。

锶溶液：称取30.4gSrCl 2·6H 2O ，将它溶液水中，再用水稀释至单光束原子吸收光度计示意图100mL.10.0mg/mL 。

二级纯盐酸，硝酸，去离子水。

四、实验步骤1．仪器的开动和操作条件的选择：原子吸收分光光度计类型很多，不可能有统一的操作方法，应按每种仪器的说明书进行启动。

将波长调到285.2nm 处，灯电流3mA ，燃气和助燃器比例、燃烧器高度按试验三确定的最佳条件设置。

1. 干扰抑制剂锶溶液加入量的选择：吸取自来水5mL 6份，分别放入6只50mL 容量瓶中。

加入2mL 1+1 HCl 。

一瓶中不加锶溶液，其余五瓶中分别加入锶溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL ，全部用去离子水调吸光度为零，依次测定各瓶试样的吸光度。

由测得的稳定性好且吸光度较大的条件中选择出一种干扰最佳锶溶液加入量。

2. 标准曲线的绘制：于6只50mL 容量瓶中，分别加入0.0、10.0、20.0、30.0、40.0、50.0μg 镁的镁标准溶液，每瓶中加入选得的最佳量的锶溶液。

再在选得的仪器的各操作条件下，每次用去离子水调零，依次测定各瓶溶液的吸光度。

记录各瓶溶液的镁含量和吸光度，并以二者为坐标绘出标准曲线。

3. 自来水水样的测定：准确吸取5mL 自来水水样两份（如其中镁含量太少或太多，应量取一定体积溶液，使它浓缩或稀释至一定体积后再吸取），分别置于50mL 容量瓶中，加入最佳量的锶溶液，用去离子水稀释至刻度，摇均。

用选得的操作条件，用去离子水调零，测出其吸光度，再由标准曲线查处水样中镁的含量m 。

再由水样体积V 计算出镁的浓度c:c/mg ·L -1 = //m gV m L4.回收率的测定：准确吸取已测得镁量的自来水样5mL 份，置于50mL 容量瓶中，加入已知量的镁标准溶液（总的镁量应能在标准曲线上查得出），再加最佳量的锶溶液，稀释至刻度，摇均。