仪器分析实验教案

实验一 气相色谱法测定烷烃混合物中正己烷、正庚烷和正辛烷的含量—归一化法定量、实验目的:1 、掌握归一化法的定量的基本原理以及测定方法2、了解气相色谱仪器的结构，掌握基本使用方法 •、实验原理色谱定性分析的任务是确定色谱图上各色谱峰代表何组分，根据各色谱峰的保留值进行 色谱定性分析。

在一定的色谱操作条件下，每种物质都有一确定不变的保留值定性的依据，只要在相同色谱条件下，对已知纯样和待测试样进行色谱分析，分别测量各组 分峰的保留值，若某组分峰的保留值与已知纯样相同，则可认为二者是同一物质。

这种色谱 定性分析方法要求色谱条件稳定，保留值测定准确。

确定了各个色谱峰代表的组分后，即可对其进行定量分析。

色谱定量分析的依据是第 个待测组分的质量与检测器的响应信号（峰面积A ）呈正比：m i =f i X A式中A 为其峰面积（cm 2），f i 为相对校正因子。

经色谱分离后，混合物中各组分均产生可测量的色谱峰；则可按归一化公式计算各组分 的质量分数，设为f i 相对校正因子，则归一化法的优点是计算简便，定量结果与进样量无关，且操作条件不需严格控制。

缺点 所有组分必须全部分离出峰。

三、 仪器和试剂1 .仪器：GC-14C 型气相色谱仪；氢火焰离子化检测器（FID ）; N2000色谱工作站；毛细管色谱柱（非极性）；微量进样器（luL ）,高纯度（99.999%）的氢气、氮气、压缩 空气等高压钢瓶。

2 .试剂：正己烷、正庚烷、正辛烷均为 AR 混合物试液。

四、 色谱条件毛细管色谱柱：①0.22mmx 25m 柱温：80C ；气化室温度：180C ；检测器温度（FID ）: 180^； 衰减为2;氢气：空气=1:10 （流量）；载气为N （99.999%），柱前压力为：0.08MPa: 五、 实验步骤1. 开机，先打开载气氮气高压钢瓶，调节减压阀使钢瓶输出压力为 0.4~0.3MPa ，检查色谱柱安装及气路是否正确，有没有漏气；然后调节柱前压到 0.08 MPa 打开电源开关，按实验 条件的要求设定（如保留时间），故可作为m iA f i A 2 f 2Af i — 100%A n f n气化室、柱箱、氢火焰离子化检测器温度；当温度都达到设定值后，打开氢火焰离子化检测器以及色谱工作站，再打开氢气和空气钢瓶，调节流量，使氢气压力为0.04MPa 和空气压力为0.05 MPa；然后点火，氢火焰燃烧，查看基线，基线若稳定，成为一条直线，方可进行下面操作。

2.混合物的分析混合物试液的分析：用微量注射器吸取0.2丄混合物试液，注射入气化室（3秒内），同时点击色谱工作站的数据采集进行分析，当色谱峰出完后，基线平直，点击色谱工作站的停止采集；记录各组分色谱峰的保留时间，并在色谱图上相应色谱峰处做出标记。

3.实验完毕，依次关闭各加热开关（气化室、柱箱、检测器）和检测器；关闭氢气和空气钢瓶，待气化室、柱箱、检测器等的温度降到常温（30C以下）关闭总开关，最后关闭载气。

六、结果处理1、用归一化方法计算混合物试液中各组分的质量分数。

各组分的f i，值见下表。

2、分别计算正己烷、正庚烷、正辛烷的理论塔板数（n）；3、分别计算正己烷与正庚烷，正庚烷与正辛烷的分离度（R）七、注意事项定要等基线稳定后，才能进行进样操作。

并且每次进样后，都要等到所有组分全部1、出峰，并且基线稳定，才能进行下一次进样操作。

2、测定时，取样要准确，进样要求迅速，并瞬间拔出注射器。

注入试样溶液时，试液中不应有气泡。

3、测定时应严格控制实验条件恒定，实验条件稳定是实验成功的关键。

八、思考题1、归一化方法特点，应用条件。

2、应选择何种类型固定液，为什么？3、色谱进样操作应注意哪些事项？在一定的色谱操作条件下，色谱进样量的大小是否会影响色谱峰的保留时间和峰底宽度？实验二 用氟离子选择性电极测定水中微量F -离子、实验目的学习氟离子选择性电极测定微量 F -离子的原理和测定方法。

、实验原理氟离子选择性电极的敏感膜为 LaF 3单晶膜（掺有微量EuF 2，利于导电），电极管内放入NaF+NaCI 混合溶液作为内参比溶液，以 Ag-AgCI 作内参比电极。

当将氟电极浸入含 F -离子溶液中时，在其敏感膜内外两侧产生膜电位 △E M在测量时加入以HAc ，NaAc ，柠檬酸钠和大量NaCI 配制成的总离子强度调节缓冲液 （TISAB ）。

由于加入了高离子强度的溶液（本实验所用的 TISAB 其离子强度 尸1.2），可以 在测定过程中维持离子强度恒定，因此工作电池电动势与F -离子浓度的对数呈线性关系：E = k - O.O59 IgCF -本实验采用标准曲线法测定F -离子浓度，即配制成不同浓度的F -标准溶液，测定工作电 池的电动势，并在同样条件下测得试液的E x ，由E - IgC F -曲线查得未知试液中的F -离子浓度。

当试液组成较为复杂时，则应采取标准加入法或 Gran 作图法测定之。

氟电极的适用酸度范围为 pH=5〜6,测定浓度在10°〜10-6moI/L 范围内，△如与IgC F - 呈线性响应，电极的检测下限在 10-7moI/L 左右。

氟离子选择电极是比较成熟的离子选择性电极之一，其应用范围较为广泛。

本实验所介绍的测定方法，完全适用于人指甲中F -离子的测定（指甲需先经适当的预处理），为诊断氟中 毒程度提供科学依据;采取适当措施，用标准曲线法可直接测定雪和雨水中的痕量 磷肥厂的残渣，经HCI 分解，即可用来快速、简便地测定其 F -离子含量；用标准加入法不需 预处理即可直接测定尿中的无机氟与河水中的 F -离子，通过预处理，则可测定尿和血中的总 氟含量；大米、玉米、小麦粒经磨碎、干燥、并经HCIO 4浸取后，不加TISAB ，即可用标准加入法测定其中的微量氟；本法还可测定儿童食品中的微量氟。

△E M = K -0.059 Ig a F -(25 r)以氟电极作指示电极，饱和甘汞电极为参比电极， 浸入试液组成工作电池：Hg ，Hg 2CI 2 | KCI （饱和）F -试液 I LaF 3 | NaF ，NaCI(均为 O.1mol/L) | AgCI , AgE = K - 0.059 Ig aF -(25 r )F -离子;三、仪器与试剂仪器：1. PHS-3C 型酸度计2. 氟离子选择性电极3. 饱和甘汞电极4. 电磁搅拌器5.容量瓶1000mL，100mL6.吸量管10mL试剂：1. 0.100mol/L F-离子标准溶液：准确称取120C干燥2h并经冷却的优级纯NaF4.20g于小烧杯中，用水溶解后，转移至1000mL 容量瓶中配成水溶液，然后转入洗净、干燥的塑料瓶中。

2.总离子强度调节缓冲液（TISAB ）:于1000mL烧杯中加入500mL水和57mL冰乙酸，58gNaCI, 12g柠檬酸钠（Na3C6H5O7望H2O）,搅拌至溶解。

将烧杯置于冷水中，在pH计的监测下，缓慢滴加6 mol/L NaOH溶液，至溶液的pH=5.0〜5.5。

冷却至室温，转入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

转入洗净、干燥的试剂瓶中。

3. F-离子试液，浓度约在10-1〜10-2mol/L。

四、实验步骤1.按PHS-3C型酸度计操作步骤调试仪器，按下mV按键。

摘去甘汞电极的橡皮帽，并检查内电极是否浸入饱和KCl 溶液中，如未浸入，应补充饱和2.准确吸取0.100mol/L F-离子标准溶液10.00mL，KCl 溶液。

安装电极。

置于100mL 容量瓶中，加入TISAB10.0mL，用水稀释至刻度，摇匀，得pF=2.00溶液。

3.吸取pF=2.00溶液10.00mL，置于100mL容量瓶中, 加入TISAB9.0mL ，用水稀释至刻度，摇匀，得pF=3.00溶液。

仿照上述步骤，配制pF=4.00，pF=5.00, pF=6.00溶液。

4. 将配制的标准溶液系列由低浓度到高浓度逐个转入塑料小烧杯中，并放入氟电极和饱和甘汞电极及搅拌子，开动搅拌器，调节至适当的搅拌速度，搅拌3min，至数值稳定时,读取各溶液的mV 值。

5.吸取F-离子试液10.00mL，置于100mL容量瓶中，加入10.0mLTISAB溶液，用水稀释至刻度，摇匀。

按标准溶液的测定步骤，测定其电位E x 值。

五、数据及处理1.实验数据2.以电位E值为纵坐标，pF值为横坐标，绘制E-pF标准曲线（坐标纸）；并求出E—pF标准曲线的线性方程及相关系数。

3.在标准曲线上找出与E X值相应的pF值，求原始试液中F离子的含量，以g/L表示。

六、注意事项1.实验所用的蒸馏水为三蒸水，在测量前，电极必须洗涤干净，蒸馏水测量电动势绝对值要达到360mv以上。

2.本实验所用试剂均应为分析纯。

六、思考题1.本实验测定的是F离子的活度，还是浓度？为什么?2.测定F-离子时，加入的TISAB由哪些成份组成？各起什么作用？3.测定F-离子时，为什么要控制酸度，pH值过高或过低有何影响?4.测定标准溶液系列时，为什么按从稀到浓的顺序进行?实验三利用紫外吸收光谱检查物质的纯度、实验目的:1、学习利用紫外吸收光谱检查物资的纯度的原理和方法2、熟悉UV-2700紫外—可见分光光度计使用；、实验原理具有不饱和结构的有机化合物，如芳香族化合物，在紫外区（200〜400 nm ）有特征的吸收, 为有机化合物的鉴定提供了有用的信息。

紫外吸收光谱定性的方法是比较未知物与已知纯样在相同条件下绘制的吸收光谱，或将 绘制的未知物吸收光谱与标准谱图（如Sadtler 紫外光谱图）相比较，若两光谱图的亦ax 和K max相同，表明它们是同一有机化合物。

极性溶剂对有机物的紫外吸收光谱的吸收峰波长、强度 及形状有一定的影响。

溶剂极性增加，使 n^n *跃迁产生的吸收带蓝移，而n^n *跃迁产生的吸收带红移；并且溶剂极性增加也会使苯的 B 吸收带的精细结构和强度发生变化。

三、仪器与试剂1仪器 UV-2700紫外一可见分光光度计，带盖石英吸收池（比色皿） 2只（1cm ）。

2.试剂 苯、苯酚、乙醇、正焿烷、甲醇、蒽醌、邻苯二甲酸酐均为色谱纯以上试剂。

IH.c yo-o• 1曲耀2一苯在乙誹中的A/nnilf ）= 6（曲线I J 和邻*「甲（曲线2・）在甲醉中的紫外 吸收址谱a、苯的乙醇溶液一一10卩L/100mL（乙醇）;b、苯的正焿烷溶液一一10卩L/100mL（正焿烷）;C、苯酚的乙醇溶液——0.010g/100mLd 苯酚的正焿烷溶液------0.010g/100mLe、蒽醌的甲醇溶液——0.040mg/mL；f 、邻苯二甲酸酐的甲醇溶液0.080mg/mL；3．仪器条件：光谱扫描波长范围：300 （400）〜200nm；波长间隔：0.5（1）nm狭缝宽度：2.0nm；扫描速度：中速四、实验步骤1．乙醇中杂质苯的检查用I cm石英吸收池，以空气为参比，在300〜200nm波长范围内分别测绘纯乙醇及试样的吸收曲线（吸收峰的），并确定是否存在苯的B 吸收带?2．正庚烷中杂质苯的检查用I cm石英吸收池，以空气为参比，在300〜200 nm波长范围内测绘正庚烷及试样的吸收曲线（吸收峰的），并确定是否存在苯的B 吸收带?3．溶剂性质对紫外吸收光谱的影响用1 cm石英吸收池，以各自的溶剂为参比，在300〜200nm波长范围内测绘以上苯酚的乙醇溶液和苯酚的正焿烷溶液的吸收光谱。