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现代分析化学实验()
现代分析化学实验2012 年 9 月 25 日前言现代分析化学实验是一门实践性很强的学科， 它分为两大部分： 化学分析实验和仪器分析实验。其实验课时占整个课时的一半甚至高出理论课课时，但仍觉得不够。因为，现代分析化学实 验技术发展快速，新技术、新方法不断涌现，实验教材很难跟上分析化学技术的发展步伐，加上 分析仪器种类多，同一种类型型号多，更新快。我们在编写此《现代分析化学实验》的编写过程 中，分析仪器尽量使用国产仪器；在贯彻教学大学本科生分析化学教学大纲对基本仪器、基本方 法和基本操作技术训练的要求同时， 编写的实验项目力求理论联系实际， 做到适用、 简便、 先进。 本书的内容包括两大部分： 化学分析实验和仪器分析实验。 化学分析和仪器分析都是分析化 学不可或缺的内容。化学分析法适用于常量和半微量组分的分析，具有简单，价廉，准确度和精 密度高的特点； 国家标准的分析方法中就规定有大量的化学分析法， 而且随着自动滴定仪等的出 现，化学分析法也更加快捷准确。仪器分析法特别适用于微量组分、痕量组分、超痕量组分的分 析，具有灵敏度高、分析速度快、自动化程度高的特点。由此，化学分析法和仪器分析法是相辅 相成的，在应用上应根据具体情况，取长补短，互相配合，充分发挥各种方法的特长，才能更好 地解决分析化学中的问题。 化学分析实验中包含化学分析实验的基本知识、 基本操作技能及化学分析实验项目。 仪器分 析实验包含仪器分析实验的基本知识、 常用仪器使用说明和仪器分析实验项目。 其宗旨在于加强 实验基本技能训练， 系统掌握分析化学基础和现代技术， 巩固和加深对分析化学理论知识的理解 和应用，同时适应新形势下分析实验课教学改革要求。那就既要增加知识面，获得知识，提高素 质，又通过综合和设计实验训练，调动积极性，改变单纯依赖实验讲义做实验的现象，培养和启 发同学们发现问题，思考问题，自己动手解决问题的综合能力。 教材首先选用有代表性的分析化学基础实验内容作为必做实验， 目的是熟悉和掌握常用分析 实验操作， 加深理解基础理论知识的和常用分析仪器的原理， 并且对现代比较先进的分析仪器使 用有一定程度的了解。 其次，在安排了对在分析实验特点和仪器操作熟练的基础上，结合其它学科的知识和内容， 如有机合成，分离，制备等知识，运用分析化学方法对其反应过程和生成产物进行检验的综合实 验，以锻炼学生的综合知识和技能的运用能力。 参加编写本书的有：广州大学分析化学教研室有邓湘舟、李晓、刘汝锋、张平、耿新华、刘 文峰，另广州大学毕业生，黄敏蕊、郑丽珠、郑丽玲在本书编写中做了大量的实验改进和文字图 片编辑工作，在此深表感谢。目录1第二部分仪器分析实验第一章仪器分析实验的基本知识第一节 仪器分析实验的基本要求 第二节 实验数据处理和结果的表达 第三节 常规仪器分析实验的仪器说明第二章仪器分析实验实验一 邻二氮菲分光光度法测定微量铁的条件试验 实验二 邻二氮菲分光光度法测定微量铁 实验三 紫外吸收光谱法测定水中的苯酚 实验四 苯甲酸红外吸收光谱的测绘 实验五 原子吸收光谱法测定饮用水中的钙 实验六 原子吸收光谱法测定水中镁的含量 实验七 原子吸收光谱法测定铝合金中的铜 实验八 电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）测定锌锭中铅的含量 实验九 分子荧光法测定奎宁的含量 实验十 自来水中含氟量的测定（标准曲线法） 实验十一 离子选择电极测定牙膏中的微量氟(标准加入法) 实验十二 水中 I-和 Cl-的连续测定（电位滴定法） 实验十三 自动电位滴定法测定硫酸铜电解液中氯离子 实验十四 库仑滴定法测定维生素 C 片中抗坏血酸的含量 实验十五 苯及同系物的测定 实验十六 废水中苯、甲苯、二甲苯含量的气相色谱分析 实验十七 气相色谱法测定酒中甲醇含量 实验十八 相液相色谱法分离芳香烃第三章设计综合性实验实验十九 巯基棉分离富集――原子吸收法测定痕量镉 实验二十 高效液相色谱法测定饮料等中的咖啡因 实验二十一 从肉桂皮等中药材中提取肉桂油及其主要成分的鉴定2第三部分附录 1 洗涤液的配制及使用 附录 2 市售酸碱试剂的浓度及比重 附录 3 常用指示剂附录附录 4 不同温度下，稀溶液体积对温度的补正值 附录 5 化学试剂纯度分级表 附录 6 元素的相对原子质量表（1989） 附录 7 化合物的相对分子质量表（1989） 附录 8 常用基准物质的干燥条件和应用 附录 9 无机酸在水溶液中的解离常数（25oC） 附录 10 EDTA 的 lgαY(H)值 附录 11 标准电极电势 附录 12 难溶化合物的溶度积常数 附录 13 原子吸收分光光度法中常用的分析线 主要参考文献第二章 仪器分析实验3实验一邻二氮菲分光光度法测定微量铁的条件试验一、实验目的1．通过吸光光度法测定铁的基本条件试验，学习如何选择吸光光度法分析的实验条件。 2．掌握分光光度计的使用方法。二、实验原理在可见区的吸光光度测量中，若被测组分本身有色，则可直接测量。若被测组分本身无色或 颜色很浅，则可用显色剂与其反应（即显色反应） ，生成有色化合物，再进行吸光度的测量。 大多数显色反应是络合反应。对显色反应的要求是： ⑴ 灵敏度足够高，一般选择反应生成物的摩尔吸光系数大的显色反应（一般要求 ε＞1.0× 3 10 L? -1? -1 ） mol cm ，适合于微量组分的测定。 ⑵ 选择性好，干扰少或容易消除。 ⑶ 生成的有色化合物组成恒定，化学性质稳定，与显色剂有较大的颜色差别。 铁的显色试剂很多，例如硫氰酸铵、巯基乙酸、磺基水杨酸钠等。邻二氮菲是测定微量铁的 一种较好的试剂，它与二价铁离子反应，生成稳定的橙红色络合物(lgK 稳=21.3) 此反应很灵敏，络合物的摩尔吸光系数 ε 为 1.1× 4，在 pH＝2～9 之间，颜色深度与酸度无 10 关，而且很稳定，在有还原剂存在的条件下，颜色深度可以保持几个月不变。本方法的选择性很 高，相当于铁含量 40 倍的 Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-；和 20 倍的 Cr3+、Mn2+、VO3-、 PO43-；5 倍的 Co2+、Cu2+等均不干扰测定，所以此法应用很广 在建立一个新的吸收光谱法定量测定时，为了获得较高的灵敏度和准确度，必须进行一系 列条件试验，包括显色化合物的吸收光谱曲线（简称吸收光谱）的绘制、选择合适的测定波长、 显色剂用量和溶液 pH 值的选择及显色化合物影响等。此外，还要研究显色化合物符合朗伯－比 尔定律的浓度范围、干扰离子的影响及其排除的方法等。三、仪器与试剂1．仪器 分光光度计(附 1cm 比色皿 4 个)，25mL 容量瓶，镜头纸，广泛 pH 试纸，洗耳球，烧杯， 洗瓶。42．试剂 ⑴ 1000mg? L－1铁标准溶液（Ⅰ ：准确称取 7.021g (NH4)2Fe(SO4)2? 2O，放入烧杯中，加入 ） 6H少量水和 180mL（1:1）HCl，溶解后移入 1L 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，混匀。 ⑵ 3mol? 10 L－ －1铁标准溶液（Ⅱ ：用吸量管准确吸取 55.85mL 铁标准溶液（Ⅰ ） ）至 1L 容量瓶中，加入 70mL1:1HCl，用去离子水稀释至刻度。 ⑶ 100mg? L－1铁标准溶液（Ⅲ ：用吸量管准确吸取 10.00mL 铁标准溶液（Ⅰ ） ）至 100.0mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。 ⑷ 10%盐酸羟胺：10g 盐酸羟胺溶于 100mL 水中。 ⑸ 0.15%邻二氮菲：0.15g 邻二氮菲，加少许酒精溶解，加水至 100mL。 ⑹ 3mol? 10 L－ － －1邻二氮菲：称取 0.1983g 邻二氮菲，加少许酒精溶解，定容至 1L。⑺ 1mol? 1NaAc。 L ⑻ 1mol? 1NaOH。 L－四、实验步骤1．绘制吸收曲线 ⑴ 吸取 0.5mL 100mg10 3mol? L－ －1铁标准溶液于 25mL 容量瓶中，加 0.5mL10%盐酸羟胺，摇－匀，放置 2min。加入 1.0mL0.15%邻二氮菲溶液和 2.5mL1mol? 1NaAc，用水稀释至刻度，混匀。 L ⑵ 在分光光度计上，用 1cm 比色皿，以空白溶液为参比，安放于仪器中比色皿架上。按仪器 使用方法操作，在波长 430～560nm 间测定该试样的吸光度 A 值。其中 430～490nm 和 520～ 560nm，每隔 10nm 测一次吸光度；490～520nm 每隔 2nm 测一次吸光度。每个波长下测定吸光 度 A 时，均以空白溶液调零。以波长 λ 为横坐标，吸光度 A 为纵坐标，根据在各波长下测得的 吸光度 A 绘制吸收曲线。 选择吸收曲线的峰值波长 λmax 作为其它实验测试项目时仪器设置波 长。 表 3-1-1 绘制吸收曲线数据记录表 波长 λ（nm） 吸光度 A 470 0.268 480 0.281 490 0.286 500 0.297 510 0.308 520 0.292 530 0.235 540 0.160 550 0.095 560 0.054波长 λ（nm）500502504506508510512514516518吸光度 A0.2970.3000.3020.3050.3060.3080.3070.3060.3030.29952．显色剂用量的测定 取 7 个 25mL 容量瓶，每个瓶中都加入 0.5mL 10 3mol? L－ －1铁标准溶液和 0.5mL 10%盐酸羟－ －1胺溶液，摇匀后放置 2min；再分别加入 0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mL 10 3mol? L－邻二氮菲和 2.5mL1mol? 1NaAc，用水稀释至刻度，摇匀。以蒸馏水为参比溶液，使用 1cm 的比色 L 皿，在选定波长下测量各溶液吸光度值。以显色剂体积与铁标准溶液的体积比为横坐标，吸光度 为纵坐标绘图。确定显色剂的用量。 表 3-1-2 显色剂用量数据记录表 编 号 1 0.50 0.50 2 0.50 0.75 3 0.50 1.0 4 0.50 1.5 5 0.50 2.0 6 0.50 2.5 7 0.50 3.0铁标量(mL) 显色剂量(mL) 吸光度(A)3．溶液适宜酸度范围的确定 取 9 个 25mL 容量瓶， 每个瓶中都加入 1.00mL10-3mol? -1Fe 标准和 0.5mL10%盐酸羟胺溶液， L 摇匀后放置 2min，加入 1.0mL0.15%邻二氮菲，再分别加入 0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、8.0、 10.0mL 0.1mol? 1NaOH，用水稀释至刻度， 摇匀。用精密试纸或酸度计测量各溶液的 pH。以 L 水为参比溶液，使用 1cm 的比色皿，在选定波长下测定各溶液的吸光度。以 pH 为横坐标，吸光 度为纵坐标绘制 A-pH 曲线，确定适宜的 pH 范围。 表 3-1-3 酸度影响数据记录表 编 号 1 1.0 1.0 2 1.0 2.0 3 1.0 3.0 4 1.0 4.0 5 1.0 5.0 6 1.0 6.0 7 1.0 7.0 8 1.0 8.0 9 1.0 10.0－铁标(mL) NaOH(mL) 试样 pH 值 吸光度(A)4．吸取 0.5mL 100mg10 3mol? L－－1铁标准溶液于 25mL 容量瓶中，加 0.5mL10%盐酸羟胺，－摇匀，放置 2min。加入 1.0mL0.15%邻二氮菲溶液和 2.5mL1mol? 1NaAc，用水稀释至刻度，混 L 匀。 以空白为参比，在选定波长下，测定上述试液在连续不同的时间内的吸光度值，绘制 A―t6曲线。 表 3-1-4 时间影响数据记录表 时间（min） 吸光度（A） 2 5 10 30 60 120 240 1天五、数据处理1．记录不同波长及相应吸光度，绘制吸收曲线，并确定最大吸收峰值波长。 2．记录显色剂用量与吸光度关系，并绘制相应曲线，从中决定选择的显色剂用量。 3．记录酸度范围与吸光度关系，并绘制相应曲线，从中决定选择的酸度范围。 4．记录时间影响显色物质的稳定，并绘制相应曲线，从中决定选择测定时间。六、思考题1．实验中，盐酸羟胺、醋酸钠的作用是什么？若用氢氧化钠代替醋酸钠，有什么缺点？ 2．以本实验为例，说明溶液的颜色和吸收曲线峰值波长有何关系？实验二邻二氮菲分光光度法测定微量铁一、实验目的1．学习分光光度计的使用方法。 2．熟悉测绘吸收光谱图的一般方法。 3．学习掌握定量分析中标准曲线法。二、实验原理在紫外-可见分分光光度定量测定中，一般是将被测物质与显色剂反应，使之生成有色 物质，然后测其吸光度，进而求得被测物质的含量。根据朗伯－比耳定律：A=ε bc，当入射7光波长 λ 及光程 b 一定时，在一定浓度范围内，有色物质的吸光度 A 与该物质的浓度 c 成 正比。 在 pH=3～9 的溶液中， 2+与邻二氮菲 Fe （phen） 生成稳定的橙红色络合物， max＝508nm， λ ε＝1.1× 4L? 10 （mol? cm）-1，lgβ3=21.3(20℃ )2+Fe2++3N N(N N)3FeFe2? ? 3 phen ? Fe? phen?32?（桔红色）Fe3+与邻二氮菲生成 1：3 的桔红色络合物（lgβ3=14.1） ，故显色前应先用盐酸羟胺将 Fe3+ 还原为 Fe2+，其反应为：2Fe3? ? 2NH 2OH ? HCl ? 2Fe2? ? N 2 ? ?2H 2O ? 4H ? ? 2Cl ?本实验先在一定的波长范围内， 在不同的波长下， 测得相应的邻二氮菲-Fe2+标准样品的吸光 度，描绘邻二氮菲-Fe2+的吸收光谱图，获得邻二氮菲-Fe2+在选择的波长范围内的 λmax，并据此选 择作为定量分析和其它条件测定时仪器设置的波长。 定量分析测定铁时， 分光光度计以 λmax 作为设置测定波长， 测定配制的铁标准系列及未知水 样的吸光度值，用标准曲线法可求得未知水样中 Fe2 的含量。若分别检测加入和不加入盐酸羟 胺还原剂的水样品，则本法可测定水中总铁、Fe2 和 Fe3 各自的含量。＋ ＋ ＋三、仪器与试剂1．仪器 分光光度计(附 1cm 比色皿 4 个)，25mL 容量瓶，镜头纸，洗耳球，烧杯，洗瓶。 2．试剂 ⑴ 1000mg? L－1铁标准溶液（Ⅰ ：准确称取 7.021g(NH4)2Fe(SO4)2? 2O，放入烧杯中，加入 ） 6H少量水和 180mL（1:1）HCl，溶解后移入 1L 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，混匀。 ⑵ 100mg? L－1铁标准溶液（Ⅱ ：用吸量管准确吸取 100.00mL 铁标准溶液（Ⅰ ） ）至 1L 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。 ⑶ 10%盐酸羟胺：10g 盐酸羟胺溶于 100mL 水中。 ⑷ 0.15%邻二氮菲：0.15g 邻二氮菲，加少许酒精或 1:1HCl 溶解，加水至 100mL。 ⑸ 3mol? 10 L－ －1邻二氮菲：称取 0.1983g 邻二氮菲，加少许酒精或 1:1HCl 溶解，定容至 1L。8⑹ 1mol? 1NaAc。 L ⑺ 1mol? 1NaOH。 L ⑻ 含铁水样。－－四、实验步骤1．吸收曲线的绘制 ⑴ 吸取 0.5mL 100mg? L－1铁标准溶液于 25mL 容量瓶中，加 0.5mL10%盐酸羟胺，摇匀，放置 2min。加入 1.0mL0.15%邻二氮菲溶液和 2.5mL1mol? L－1NaAc，用水稀释至刻度，混匀。 ⑵ 722 型分光光度计上，用 1cm 比色皿，以空白溶液为参比，安放于仪器中比色皿架上。 在 按仪器使用方法操作，在波长 430～560nm 间测测定该试样的吸光度 A 值。其中 430～490nm 和 520～560nm，每隔 10nm 测一次吸光度；490～520nm 每隔 2nm 测一次吸光度。每个波长下测定 吸光度 A 时，均以空白溶液调零。以波长 λ 为横坐标，吸光度 A 为纵坐标，根据在各波长下测 得的吸光度 A 绘制吸收曲线。选择吸收曲线的峰值波长 λmax 为本实验定量测量波长。 2．标准曲线的绘制 按下表配制好溶液，以 1 号溶液为参比，在选定 λmax 下，用 1cm 比色皿测 A 值，做 A-cFe 曲线。 表 3-2-1 邻二氮菲光度法测铁数据记录表 加入试剂 100mg? -1Fe2+标准（mL） L 10%盐酸羟胺（mL） 1 0.0 0.5 2 0.1 0.5 3 0.2 0.5 4 0.3 0.5 5 0.4 0.5 6 0.5 0.5摇匀后放置 2min 0.15%邻二氮菲（mL） 1mol? -1NaAc（mL） L 1.0 2.5 1.0 2.5 1.0 2.5 1.0 2.5 1.0 2.5 1.0 2.5定容至 25mL 容量瓶 吸光度值 A 3．水样中铁的测定 取 1.00mL 含铁水样于 25mL 容量瓶中，按步骤[1]显色，测定吸光度 A，在标准曲线上查出 水样中 Fe2 的浓度。＋作参比五、数据处理1． 吸收光谱绘制9表 3-2-2 邻二氮菲-铁吸收曲线数据记录表 波长 λ 440 （nm） 吸光度 0.209 A 波长 λ 502 （nm） 吸光度 0.300 A 以波长为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，将测得值逐个描绘在坐标纸上，并连成光滑曲 线，即得吸收光谱。从曲线上查得溶液的最大吸收波长 λmax，即为测量铁的测量波长。 2． 标准曲线绘制 表 3-2-3 邻二氮菲光度法测铁工作曲线数据记录表 编号 100mg? -1Fe2+标准（mL） L Fe 浓度（mg? -1） L 吸光度值 1 0.1 0.40 0.320 2 0.2 0.80 0.403 3 0.3 1.20 0.491 4 0.4 1.60 0.545 5 0.5 2.00 0.648 0.302 0.305 0.306 0.308 0.307 0.306 0.303 0.299 0.095 0.054 504 506 508 510 512 514 516 518 550 560 0.225 0.243 0.268 0.281 0.286 0.297 0.308 0.292 0.235 0.160 450 460 470 480 490 500 510 520 530 540以 Fe 浓度为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线并计算相关系数（ｒ） 。 3． 水样测定 表 3-2-4 邻二氮菲光度法测铁水样中铁数据记录表 水样编号 1 吸光度值 0.519 Fe 含量（mg） 0.0347 （mg? -1） L 34.7 平均含量（mg? -1） L 34.7铁（mg? -1）= L式中C标? × Fe 25 V＋C 标? ――标准曲线上查出总铁或 Fe2 的含量（mg? -1） L ； Fe V――水样的体积（mL） ； 25――水样稀释最终体积（mL） 。六、注意事项1．本实验旨在学会分光光度法测定水中微量物质时的最基本操作条件、原理和方法以及分 光光度计的使用。因此，要仔细阅读仪器说明书，了解仪器的构造和功能；在使用时，一定要遵10守操作规程和听从老师的指导。 2．在每次测定前，应首先作比色皿配对性试验。方法是：将同样厚度的 4 个比色皿分别编 号，都装空白溶液，在 508nm 处测定各比色皿的吸光度（或透光率） ，结果应相同。若有显著差 异，应将比色皿重新洗涤后再装空白溶液测定，直到吸光度（或透光率）一致。若经过多次洗涤， 仍有显著差异，则用下法校正： ⑴ 以吸光度最小的比色皿为 0，测定其余三个比色皿的吸光度值作为校正值。 ⑵ 测定水样或溶液时，以吸光度为零的比色皿作空白，用其它各皿装溶液，测各吸光度值减 去所用比色皿的校正值。 溶液吸光度测量值的校正示例 比色皿编号 1 2 3 4 空白溶液校正值（A） 显色溶液测得值（A） 校正后测得值（A） 0.0 0.004 0.008 0.012 0.0 0.204 0.408 0.623 空白 0.200 0.400 0.6113．拿取比色皿时，只能用手指捏住毛玻璃的两面，手指不得接触其透光面。盛好溶液（至 比色皿高度的 4/5 处）后，先用滤纸轻轻吸去外部的水（或溶液） ，再用擦镜纸轻轻擦拭透光面， 直至洁净透明。另外，还应注意比色皿内不得粘附小气泡，否则影响透光率。 4．测量之前，比色皿需用被测溶液荡洗 2～3 次。然后再盛溶液。比色皿用毕后，应立即取 出，用自来水及蒸馏水洗净、倒立晾干。 5．仪器不测定时，应打开暗箱盖，以保护光电管。 6．绘制吸收光谱时应选择恰当的坐标比例，曲线应光滑。七、思考题1．根据实验数据，计算在最大吸收波长下，邻二氮菲-Fe（Ⅱ ）的摩尔吸收系数 ε。你的计 算值与文献值 ε＝1.1× 4 是否一致？如不一致，请作解释。 10 2．本次实验中用的分光光度计测得的最大吸收波长与文献值 λmax＝508nm 是否有差别？如 有差别，请解释原因。3．单色光不纯对吸收光谱的测定有何影响？实验三紫外吸收光谱法测定水中的苯酚11一、实验目的1．学会使用 UV1100 型紫外分光光度计。 2．学会并掌握紫外吸收光谱曲线的绘制和测量波长的选择以及标准曲线的绘制。二、实验原理通过紫外分光光度计测定苯酚的紫外吸收光谱图，以确定苯酚的 λmax。在仪器设置的 λmax 下，用 1cm 石英比色皿，以蒸馏水作空白对照，测定苯酚标准浓度系列溶液的吸光度值，根据 A=εbc，绘制苯酚水溶液的标准工作曲线。在相同条件下，测得待测苯酚溶液的吸光度值，以确 定试样中苯酚的含量。三、仪器与试剂1．仪器 UV1100 型紫外分光光度计（附 1cm 石英皿 1 套） ，25mL 容量瓶 7 个，10mL 吸量管 1 支， 10mL 移液管 1 支，洗耳球，烧杯，洗瓶，镜头纸。 2．试剂 ⑴ L-1 苯酚标准溶液：准确称取 1.000g 分析纯苯酚，用少量不含酚蒸馏水溶解，移入 1000 1g? mL 容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。置冰箱存放。 ⑵ 100mg? -1 苯酚标准溶液：吸取 1g? -1 苯酚标准溶液 10.00mL 于 100mL 容量瓶中，用不含 L L 酚蒸馏水稀释至刻度，混匀。置冰箱存放。 ⑶ 苯酚水样。①四、实验步骤1．绘制吸收光谱曲线和选择测量波长 ⑴ 用吸量管取 5.00mL 苯酚标准溶液（100mg? -1）1 份，于 25mL 容量瓶中，用无酚蒸馏水 L 稀释至刻度，摇匀。 ⑵ 以蒸馏水为参比溶液， UV1100 型紫外分光光度计上， 在 选择波长扫描， 波长范围设置 225～ 300nm，获得苯酚的吸收曲线，求得苯酚最大吸收波长 λmax。 2．绘制标准曲线 用吸量管分别吸取 1.50、3.00、4.50、6.00、7.50mL 苯酚标准溶液（100mg? -1） L ，分别放入 25mL 容量瓶中，用无酚蒸馏水稀释至刻度线定容后，混匀。此苯酚标准溶液系列对应的浓度分 别为 6.0、12.0、18.0、24.0 和 30.0 mg? -1。同样以蒸馏水为参比溶液，在苯酚最大吸收波长 λmax L 处，按浓度从低到高依次测定对应的苯酚标准溶液系列的吸光度值，并记录。以苯酚标准溶液的 含量（mg? -1）为横坐标，对应的吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。 L123．水样的测定 取含酚水样 10.00mL 两份，分别放入两个 25mL 容量瓶中，加无酚蒸馏水定容。在与制作标 准曲线相同的条件下测定试样溶液的吸光度值，求出试样的苯酚含量（mg? -1） L 。五、实验数据处理1．记录各步试验条件和测得数据； 2．绘制苯酚吸收光谱曲线，并选择测量波长； 3．绘制标准曲线，并由曲线上求算水样中苯酚含量（mg? -1） L 。六、注意事项本实验旨在学会使用 UV-1100 型紫外分光光度计。该仪器较精密复杂，使用前必须认真阅 读仪器说明书， 认真听老师讲解与安排。 避免因使用仪器不当而造成仪器性能下降甚至损坏仪器。七、思考题1．本实验中为什么使用石英比色皿？ 2．紫外分光度法与可见分光度法有何异同？ 注释 ①苯酚吸水性太强，还容易氧化为苯醌，很难准确配制标准。严格时应标定配制。实验六一、实验目的原子吸收光谱法测定水中镁的含量1．掌握原子吸收光谱法的基本原理。 2．熟悉原子吸收光谱法的基本定量方法――标准曲线法。 3．了解原子吸收分光光度计的基本结构、性能和操作方法。二、实验原理稀溶液中的镁离子 Mg2+在火焰温度（＜3000K）下变成镁原子蒸气，由光源――镁空心阴 极灯辐射出镁的特征谱线被镁原子蒸气吸收，其吸光度 A 与镁原子蒸气中基态原子数 N 的关系 符合朗伯－比尔定律。 在固定的实验条件下， 镁原子蒸气中基态原子数 N 与溶液中镁离子浓度 C 成正比，故： A＝KC 式中：A 为水样的吸光度；C 为样中镁离子的浓度；K 为常数。用标准曲线法，可以求出水样中13Mg2+的含量。三、仪器与试剂1．仪器 TAS-990 型原子吸收分光光度计，镁元素空心阴极灯，乙炔钢瓶，空气压缩机，100mL 容 量瓶 6 个，吸量管 1mL 一支、5mL 一支，洗耳球一个。 2．试剂 ⑴ 1:1HCl。 ⑵ 1.000g? -1 镁标准储备液。 L ⑶ 50.0mg? -1 镁标准工作液：取 1.000 g? -1 镁标准储备液 25.00mL，加入 1:1 HCl 3mL，定 L L 容至 500mL。 ⑷ 10mg? -1 锶标准：称取 24.153g Sr(NO3)2，溶解后定容至 1L。 mL ⑸ 测镁水样。四、实验步骤1．仪器工作条件的选择 按改变一个因素，固定其它因素来选择最佳工作条件的方法，确定实验的最佳工作条件是： 镁空心阴极灯工作电流 狭缝宽度 波长 燃烧器高度 乙炔流量 2．镁标准系列溶液的配制 准确吸取 50mg? -1 镁标准工作液 0.00（试剂空白） L ，0.20，0.40，0.60，0.80，1.00mL 分别放 入 6 个 100mL 容量瓶中，再分别加入锶标准溶液 6.0mL，1:1HCl 溶液 10 滴，用去离子水稀释至 刻度，摇匀。 3．绘制标准曲线 按选定的工作条件，用“试剂空白”调吸光度为零，然后由稀到浓依次测定各标准溶液的吸光 度值。 4．水样的测定 准确吸取水样 5.00mL（如水样中 Mg2+含量低时，可适当多取） ，放入 100mL 容量瓶中，加 入锶标准溶液 6.0ml，1:1HCl 溶液 10 滴，用去离子水稀释至刻度，混匀。按同样条件测定吸光142.0mA 0.4mm 285.2nm 6.0mm 1500mL? -1 min度值 Ax。做平行样 3 份，记录。求出水中的镁含量。五、数据处理1．数据记录 表 3-6-1 原子吸收光谱法测定水中镁数据记录表 实 验 编 号 镁标准溶液体积（mL） 浓度 C（mg? -1） L 吸光度值 水样吸光度值 水样吸光度值平均值 2．绘制标准曲线 以标准溶液浓度 C（mg? -1）为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。 L 3．在标准曲线上查出水样中镁的含量。 水样中镁的含量（mg? ）= L 式中 C 标――由标准曲线上查出镁的含量（mg? -1） L ； V 水――取水样的体积（mL） ； 100――水样稀释至最后体积（mL） 。-11 0.0 0.02 0.20 0.1003 0.40 0.2004 0.60 0.3005 0.80 0.4006 1.00 0.500C标 × 100 V水六、注意事项1．仪器操作中注意事项 ⑴ 单光束仪器一般预热 10～30min。 ⑵ 启动空气压缩机压力不允许大于 0.2MPa，乙炔压力最好不要超过 0.1MPa。 ⑶ 点燃空气－乙炔火焰时，应先开空气，后开乙炔；熄灭火焰时，先关乙炔开关，后关空气 开关。 ⑷ 排废水管必须用水封，以防回火。 2． 在空气－乙炔火焰中， 一般水中常见的阴、 阳离子不影响镁、 钙的测定。 Al3+与 SiO32-、 而 PO43-和 SO42-共存时，能抑制钙、镁的原子化，吸光度将减少，使结果偏低。故在水样中加入过 量的 La 盐或 Sr 盐，由于 La 和 Sr 能与干扰离子生成更稳定的化合物，将被测元素释放出来，可 消除共存离子对 Ca2+、Mg2+测定的干扰。153．如改用氧化亚氮－乙炔高温火焰，所有的化学干扰均会消除。但由于温度高，会出现电 离干扰，水样中加入大量钾或钠盐即可消除。 4．乙炔管道及接头禁止使用紫铜材质，否则易生成乙炔铜引起爆炸。 5．测定水样中镁含量时，采用标准曲线法；如测定水样中钙含量时，则采用标准加入法定 量。七、思考题1．原子吸收光谱测定不同元素时，对光源有什么要求？ 2．用原子吸收光谱法和 EDTA 络合滴定法测定水中金属元素或离子时有何异同？实验七 原子吸收光谱法测定铝合金中的铜一、实验目的1．巩固加深理解原子吸收光谱分析的基本原理。 2．掌握原子吸收光谱分析中标准加入法进行定量分析，以消除基体效应及某些干扰对测定 结果的影响。 3．学会铝合金样品的制备技术。二、实验原理铜是原子吸收光谱分析中经常和容易测定的元素，在贫燃的空气~火焰干扰很少。为了消除 铝基的影响， 在绘制工作曲线时， 标准溶液浓度系列可加入与被测试样溶液相近的铝量或采用标 准加入法定量测定。 标准加入法是将已知浓度不同体积的标准溶液加到几个相同量的待测试样溶液中， 然后一起 测定，并绘制标准曲线，将直线外推延长至与横轴相交，其交点与原点的距离所相应的浓度，即16为待测试样溶液的浓度。这种方法是针对试样组成复杂，待测元素含量低，样品数量少的情况下 可采用的一种定量分析测定方法。0.6 A 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 -2 0 2 4mg?L -16三、仪器与试剂1．仪器 TAS-990 型原子吸收分光光度计，铜空心阴极灯，100mL 容量瓶 6 个。 2．试剂 ⑴ 1000mg? -1 铜标准储备溶液：准确称取 0.5000g 纯铜，逐滴加入 1:1HNO3 至铜片溶解，加 L 热将剩余的酸基本蒸干，再加 10 滴 1:1 HNO3，加水定容至 500mL。 ⑵ 100mg? -1 铜标准工作液：取 50.00ml1000mg? -1 铜标准，加 1:1HNO310 滴，加水定容至 L L 500mL。 ⑶ 20g? -1 铝标准：取 20.0gGR 级金属铝置于 1000mL 烧杯中，加入 100mL1:1HCl(分数次加 L 入)，微热溶解，当大部分溶解后，加热至沸，添加少量水或 HCl 使体积保持不变至全部溶解， 蒸发至开始结晶，冷却，加水转移定容至 1L。 ⑷ HCl（AR）1:1。 ⑸ 试样。四、实验步骤1．工作条件 铜空心阴极灯工作电流 3.0mA 波长 光谱带宽 燃烧器高度 324.8nm 0.4mm 6.0mm17燃气流量 2．标准加入法2.0L/min分别取试样溶液 10.0mL 四份于 4 个 100mL 容量瓶中，分别加入 100 mg?L-1 铜标准溶液 0.0、0.5、1.0、2.0mL，10 滴 1:1HCl， （针对模拟样, 每份加 20g? -1 铝标准 10mL）用水稀释至刻 L 度，摇匀。按以上条件测量各自吸光度。、五、数据处理绘制标准曲线，将直线外推与横轴相交，其交点与原点的距离所对应的浓度，即为试液的浓 度，从而可计算出试样中铜的百分含量。六、注意事项1．对不易溶解于硝酸的试样可先用高氯酸和硝酸的混合酸 10~15mL 分解处理，蒸发至冒高 氯酸白烟，并保持 1min 左右，余下步骤与试样处理过程相同。 2．本法适用于铝合金中 0.005~1.00%铜的测定。七、思考题工作曲线法与标准加入法定量分析各有什么优点？在什么情况下采用这些方法？实验九分子荧光法测定奎宁的含量一、实验目的1．了解用分子荧光光度法测定奎宁的原理和方法。 2．熟练掌握分子荧光光度计的使用方法。二、实验原理奎宁在稀酸溶液中是强荧光物质，它有两个激发波长 250nm 和 350nm ，荧光发射峰在 450nm。在低浓度时，荧光强度与荧光物质的浓度成正比。I f ? k ?c三、仪器与试剂181．仪器 WGY-10 型分子荧光光度计（附 1cm 石英皿 1 套） ，50mL 容量瓶 6 个，10mL 吸量管 1 支， 量筒 1 个，洗耳球，洗瓶，镜头纸。 2．试剂 ⑴ 1mol? -1H2SO4。 L ⑵ 100 mg? -1 奎宁标准贮备溶液：准确称取 0.1207g 硫酸二水奎宁，加 50mL1mol? -1H2SO4 L L 溶解，加水定容至 1L。 ⑶ 10mg? -1 奎宁标准溶液：吸取 100 mg? -1 奎宁标准贮备溶液 10mL，加水定容至 100mL。 L L ⑷ 奎宁试样。四、实验步骤1．系列标准溶液的配制 取 6 只 50mL 容量瓶， 分别加入 10mg? -1 奎宁标准溶液 0.00、 L 2.00、 4.00、 6.00、 8.00、 10.00mL， 加入 1mol? -1H2SO42.5mL，加蒸馏水定容。 L 2．绘制激发光谱和荧光发射光谱 取 4 号标准溶液， 仪器设置发射波长如 460nm 后， 200～400nm 范围激发扫描得激发光谱 在 （Ex） ，谱图上可得奎宁荧光强度最大的荧光激发峰波长，然后仪器设置以此最大的荧光激发峰 波长为激发波长，在 400～600nm 范围进行发射扫描, 可得荧光发射光谱(Em)，谱图上可以获得 奎宁荧光强度最大发射峰波长。 3．绘制标准曲线 将仪器的激发和发射波长设置为奎宁荧光最大激发波长和发射波长后， 按软件操作要求放置 所配制的标准溶液浓度系列分别可测得各自溶液的荧光强度值，完毕。随即获得标准曲线。 4．未知试样的测定 取 4~5 片奎宁药片，在研钵中研细，准确称取约 0.1g，用 0.05mol? -1H2SO4 溶解，全部转 L 移至 1000mL 容量瓶中，以 0.05mol? -1H2SO4 溶液稀释至刻度，摇匀。在与系列标准溶液相同的 L 条件下，测量试样溶液的荧光发射强度。由标准工作曲线可以求得奎宁水样中奎宁浓度，从而可 以计算求得奎宁药片中奎宁的含量。五、注意事项奎宁溶液必须当天配制，避光保存。六、思考题1．能否用 1mol? -1HC1 来代替 1mol? -1H2SO4 稀释溶液？ L L192．如何绘制激发光谱和荧光发射光谱？ 3．哪些因素可能会对奎宁荧光产生影响？实验十自来水中含氟量的测定（标准曲线法）一、实验目的1．了解用氟离子选择电极测定水中微量氟的原理和方法。 2．了解总离子强度调节缓冲溶液的组成和作用。 3．掌握用标准曲线法测定水中微量氟的方法。二、实验原理离子选择电极的分析方法较多， 基本的方法是工作曲线法和标准加入法。 用氟离子选择电极 测定 F 浓度的方法与氢离子电极测 pH 值的方法相似。 以氟离子选择电极为指示电极， 甘汞电极 为参比电极，插入溶液中组成测量电池，电池的电动势 E 在一定条件下与 F 离子的活度的对数 值成线性关系：－ －E?K?2.303 RT lg ? F F－式中 K 为包括内外参比电极的电位，液接电位等常数。通过测量电池电动势可以测得 F 离子的 活度。当溶液的总离子强度不变时，离子的活度系数为定值，所以把溶液的离子强度系数也合并 于 K 中，而得：E ? K? ?－2.303 RT lg c F F－可见，E 与 F 离子的浓度 CF－的对数值成线性关系。因此，为了测定 F 离子的浓度，常在 标准溶液与试样溶液中同时加入相等的足够量的惰性电解质作总离子强度调节缓冲溶液 （TISAB） ，使它们的总离子强度相同。 氟离子选择电极适用的测定浓度范围很宽，当 F 离子的浓度在 1~10－ － －6mol? -1 范围内时，氟 L电极电位与 pF（F 离子浓度的负对数）成线性关系。因此可用标准曲线法或标准加入法进行测20定。 应该注意的是，因为直接电位法测得的是该体系平衡时的 F ，因而氟电极只对游离 F 离子 有响应。在酸性溶液中，H 离子与部分 F 离子形成 HF 或 HF2 ，会降低 F 离子的浓度。在碱性 溶液中 LaF3 薄膜与 OH 离子发生交换作用而使溶液中 F 离子浓度增加。 因此溶液的酸度对测定 有影响，氟电极适宜测定的 pH 范围为 5~7。－ － ＋ － － － － －三、仪器与试剂1．仪器 HANNApH211 酸度计，复合氟离子选择性电极，电磁搅拌器，搅拌子。 2．试剂 ⑴ 1000mg? -1F-标准贮备液： L 称取分析纯 NaF （烘干 1~2h， 温度 110℃ 左右） 2.210g 于烧杯中， 用去离子水溶解，定量转入 1L 容量瓶中，用水稀释至刻度，贮存于聚乙烯瓶中，备用。 ⑵ 100mg? -标准溶液：取 1000mg? -1F-标准贮备液 100mL，加水定容至 1L 容量瓶中。 L-1F L ⑶ 总离子强度缓冲溶液 （简写为 TISAB） 称取 NaCl 58g， ： 柠檬酸钠 （Na3C6H5O7? 2O） 2H 12g， NaOH 30g，冰 HAc60mL，加水至 1L，该溶液 pH 应在 5.0~5.5 之间。 ⑷ -水样。 F四、实验步骤1．氟离子选择性电极的准备 接通仪器电源，预热 30min，校正仪器，调仪器零点，选择 mV 档。将洗净的复合氟电极插 入装有蒸馏水和搅拌子的烧杯中，开动搅拌器，使电位大于|300mV|且数值稳定，如电极电位变 化太慢，可更换烧杯中的蒸馏水。 2．标准曲线的制作 ⑴ 分别吸取 100mg? -1F-标准溶液 0.20、0.40、1.00、2.00、4.00、10.00mL 于 6 个 50mL 容量 L 瓶中，加入 10mL TISAB 溶液，用去离子水稀释至刻度，摇匀。 ⑵ 将标准系列溶液由低浓度到高浓度依次转入烧杯中，电极插入被测试液，测定其电位 E， 并记录各电位值（E） 。 3．水样的测定 吸取水样 25.00mL 于 50mL 容量瓶中，加 10mLTISAB 溶液，用水稀释至刻度，把溶液全部 转入烧杯中，测定 E 值。记录水样电位值（E） 。五、结果处理1．以电位 E（mV）对 logCF-作标准工作曲线图。212．根据所测水样的 E 值从标准工作曲线上查出氟离子浓度，计算原水样中氟的浓度 CF（mol? -1） L 。六、注意事项1．电位测定时蒸馏水或溶液要浸没电极杠中下端的一个棕色小圆点。 2．测定标准溶液时，需由低浓度到高浓度依次测定。 3、在测定水样之前，需用去离子水洗电极至空白电位大于|300mV|七、思考题为什么要把氟电极的空白值洗至大于|300mV|？实验十一离子电极测定牙膏中的微量氟(标准加入法)一、实验目的1．了解用 F 离子选择电极测定牙膏中微量氟的原理和方法。 2．掌握用标准加入法测定牙膏中微量 F 的方法。－ －二、实验原理氟离子选择性电极是一种由 LaF3 单晶制成的电化学传感器。离子选择电极的分析方法除了 工作曲线法外，还有标准加入法。都是以氟离子选择电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，插 入溶液中组成电池， 当控制测定体系的离子强度为一定值时， 电池的电动势与氟离子浓度的对数 值呈线性关系。 标准加入法又称已知增量法。 这种方法通常是将已知体积的标准溶液加入到已知体积的试液 中，根据电池电动势的变化计算试液中被测离子的浓度。 由于加入前后试样的基体组成基本不变， 所以该方法的准确度高， 它适用于组成复杂的试样 分析。 标准加入法可分为一次标准加入法和连续标准加入法。 所谓一次标准加入法就是对于复杂 的未知如含 F 试样，测一次试样的电位值，然后在未知试样中一次加入定量 F 标准溶液再测其 电位值，由两次测得的电位值差求未知试样中 F 浓度。22－ － －Cx ?C sVs (10?E / S ? 1) ?1 Vx式中：C x 未知试样浓度；Vx 未知试样溶液体积；C s 标准溶液浓度；Vs 加入标准溶液体积。? E 两次测量电位差；S 能斯特方程斜率。而连续标准加入法是在测量过程中连续多次加入标准溶液，根据一系列的 E 值对相应加入 标准溶液的 Vs 值作图求得被测离子的浓度。 方法的准确度较一次标准加入法高， 方法原理如下： 将一次标准加入法能斯特方程E ? K ? S lg(公式改写为：C xVx ? C sVs ) V x ? Vs(Vx ? Vs )10E / S ? 10K / S (CxVx ? CsVs )令 10K/S? K ? ，得：(Vx ? Vs )10E / S ? K ?(CxVx ? CsVs )则，向同一份待测试液中多次加入标准溶液，测出一系列对应于 Vs 的 E 值，同时可计算出 一系列 (Vx ? Vs )10E / S 值，以它为纵坐标，Vs 为横坐标作图，可得一直线，延长直线使之于横 坐标相交 V0，如下图：此时根据式有： (Vx ? Vs )10E/S? 0 ，则：cx ? ?三、仪器与试剂1．仪器cSV0 VxHANNApH211 酸度计，复合氟离子选择性电极，电磁搅拌器，搅拌子，分析天平。232．试剂 ⑴ 1000mg? -1F-标准贮备液： L 称取分析纯 NaF （烘干 1~2h， 温度 110℃ 左右） 2.210g 于烧杯中， 用去离子水溶解，定量转入 1L 容量瓶中，用水稀释至刻度，贮存于聚乙烯瓶中，备用。 ⑵ 1mg? -1F-标准溶液：取 1000mg? -1F-标准贮备液 1mL，加水定容至 1L 容量瓶中。 L L ⑶ 总离子强度缓冲溶液 （简写为 TISAB） 称取 NaCl 58g， ： 柠檬酸钠 （Na3C6H5O7? 2O） 2H 12g， NaOH 30g，冰 HAc 60mL，加水至 1L，该溶液 pH 应在 5.0~5.5 之间。 ⑷ 牙膏。四、实验步骤1．氟离子选择性电极的准备 接通仪器电源，预热 20min，校正仪器，调仪器零点，选择 mV 档。将洗净的氟电极插入装 有蒸馏水和搅拌子的烧杯中，开动搅拌器，使电位大于|300mV|且数值稳定，如电极电位变化太 慢，可更换烧杯中的蒸馏水。 2．配置牙膏试样 ⑴ 取一个干燥的 100mL 烧杯连同玻璃棒，置于分析天平上，调零。用玻璃棒挑出约 1cm 的 牙膏（约 1g） ，放入烧杯中准确称重。记录重量，牙膏品牌，名称，厂家，批次。 ⑵ 50mLTISAB 加入烧杯中，用玻璃棒搅散牙膏，在电炉上加热至微沸。冷却至室温，连 将 同不溶物一起转移到 100mL 容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度线。 3．试样的测定 ⑴ 将试样全部倒入 150mL 烧杯中，电极插入被测试液，测其电位 Ex。 ⑵ 加入 0.5mL1mg? -1F-标准溶液，测量其电位 E1，再连续 3 次分别加入 0.5ml 1mg? -1 F-标准 L L 溶液，分别测得 E2，E3，E4。五、结果处理根据上述测定结果，用图表及公式求得牙膏中 F 含量，并上网查找牙膏的有关国家标准 （GB） ，判断检测的牙膏是否合格。－根据能斯特方程， =φ（标准） φ +(0.0592/n)lg([氧化型]/[还原型]） 其中 n=1， ， 故其能斯特方程斜率 S=0.0592 F :1.1819g 顺序 EX/mV-牙膏规格：0.14%F 1 255.2 2 238.2243 230.84 225.2[F-]/mg/ml S[F]0.5 -0.31.0 01.5 0.172.0 0.3E-log[F] 0.26 0.255 0.25 0.245 0.24 0.235 0.23 0.225 0.22 -0.4 -0.2 0 log[F] 0.2EX/mV 线性 (EX/mV) y = -0.0501x + 0.根据公式，取 0.5ml 的 1mg/ml[F]标准溶液，则 [F]X=0.5×1/100 g/l =0.005g/l六、注意事项1．蒸馏水或溶液要浸没电极下端的一个棕色小圆点。 2．加热牙膏时要不停的搅拌，尽量使牙膏溶解。 3．在测定试样之前，需用去离子水洗电极至空白电位大于|300mV|七、思考题本实验中加入总离子强度调节缓冲溶液的目的是什么？E实验十三自动电位滴定法测定硫酸铜电解液中氯离子一、实验目的1．进一步熟悉万通 702 型自动电位滴定仪的使用方法。252．掌握电位滴定的结果分析方法。二、实验原理在有颜色的溶液进行常规滴定， 以颜色变化来判读终点会受到很大影响。 以至无法得到可靠 的结果。而电位滴定是以观察电位的突跃指示终点，可解决此问题。 用电位滴定法测定氯离子时，以硝酸银为滴定剂，在滴定过程中，氯离子和银离子的浓度发 生变化， 可用氯离子选择性电极或银电极作为指示电极， 指示在滴定反应的化学计量点附近的电 位突跃。本实验以银电极作指示电极。 银指示电极的电位符合能斯特响公式：0 0 E Ag ? / Ag ? E Ag ? / Ag ? 0.059 lg[ Ag ? ] ? E Ag ? / Ag ? 0.059 pAg在化学计量点前后，银电极的电位有明显的突跃。 因此使用硝酸银标准溶液滴定溶液中的氯离子时，滴定接近终点时，氯离子浓度急剧变小， 产生滴定突跃，这时可以根据电极电位的突变确定出滴定终点，根据消耗的滴定剂的体积，而计 算出试样中氯离子的浓度。三、仪器与试剂1．仪器 万通 702 型自动电位滴定仪，电磁搅拌器，搅拌子，银复合银电极，150mL 烧杯 1 个。 2．试剂 ⑴ 0.05mol? -1AgNO3 标准溶液： L 准确称取 8.5gAgNO3 溶于 1L 水中， NaCl 标定其准确浓度。 用 ⑵ 硫酸铜电解液。四、实验步骤1．条件设定 ⑴ 打开滴定仪电源 ⑵ 按主机&DOS&键，将定量管中溶液排出，然后按&FILL/STOP&键，重新充注 AgNO3 标准溶 液。 ⑶ 按键盘上&PARAM&设定测量参数。 ⑷ 设定完毕，将复合银电极和滴定管固定在滴定台夹子上。 2．取 25.00mL 硫酸铜电解液于 150mL 烧杯中，加水约 25mL，加入搅拌子，置于平台上。 将电极浸入水样中，搅拌。263．按下&START&键，开始滴定。至滴定停止，记录 EP1 对应的 VAgNO3 和电位值。 4．冲洗电极，擦干，将仪器复原。五、结果计算1．列表记录 E（mV）―V（ml）数据，根据所加 AgNO3 体积和电位值，绘制滴定曲线。 2．按下式计算未知样中的 Cl-浓度：Cl ? (m ol? L?1 ) ?C AgNO3 ? V AgNO3 25.00六、注意事项氯化银电极在使用前， 需在 0.001 mol? -1 的 KCl 溶液中浸泡活化， L 电极使用后应擦干避光保 存。实验十四库仑滴定法测定药片中维生素 C 的含量一、实验目的1．学习掌握库仑滴定法测定抗坏血酸的原理和方法。 2．学习掌握使用KLT-1型通用库仑分析仪。二、实验原理库仑滴定法是用恒电流电解产生滴定剂， 在电解池中与被测定物质定量反应来测定该物质的 一种分析方法。若电解的电流效率为100%，电生滴定剂与被测物质的反应是完全的，而且有灵 敏的确定终点的方法，那么，所消耗的电量与被测定物质的量成正比，根据法拉第定律可进行定 量计算:式中：m: 电解析出物质的质量（g）；M: 电解析出物质的摩尔质量（g? -1）；n: 电极反 mol27应中的电子转移数；F: 法拉第常数（96487 C? -1）；Q: 电量；i: 电流强度（A）; t: 电解时 mol 间。 本实验使用KLT-1型通用库仑仪， 用恒电流电解KBr的酸性溶液， 使Br-在铂阳极上氧化为Br2， 电解产生的Br2与抗坏血酸发生氧化―还原反应：O O C C CH CH C OH CH2OH+O Br2 O C C O CH C OH C OH CH2OH+2HBrOH OH该反应快速而又定量进行，因此可以通过电解产生的Br2来滴定抗坏血酸。电极反应为： 阳极： 2Br-= Br2+2e 阴极： 2H++2e=H2↑ 滴定终点用双铂指示电极安培法来确定。实验装置如下图：在终点前，电解产生的Br2立即被抗坏血酸还原为Br-离子，因此溶液中未形成Br2/Br-可逆电 对。指示电极没有电流通过（仅有微小的残余电流），当达到反应终点后，就有过量Br2产生而 形成Br2/Br-可逆电对，使得指示电流表指针明显偏转，仪器指示红灯亮起，指示终点到达。三、仪器与试剂1．仪器 KLT-1 型通用库仑仪（附铂电极电解池），电磁搅拌器，磁搅拌子，洗瓶，2mL、5mL 移液 管，分析天平，洗耳球，100 mL 容量瓶。 2．试剂 ⑴ KBr-HAc 底液：17.9gKBr 溶解于 500mL 纯水，再加入 500mL 冰 HAc。 ⑵ 抗坏血酸。 ⑶ 商品维生素 C 药片。28四、实验步骤1．准确称取0.1000g抗坏血酸于50mL烧杯中，加水溶解，移至100 mL容量瓶中，稀释至刻 度，摇匀。 2． 取市售维生素C一片， 称重， 转入烧杯中， 用蒸馏水溶解并连不溶物转入100mL容量瓶中， 用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置至澄清，备用。 3．仪器操作 ⑴ 接线：电解阳极（红）接电解池的双铂片电极，阴极（黑）接铂丝电极，将“工作/停止” 开关置“停止”，指示电极两个夹子分别接在指示线路的两个独立的铂片上。 ⑵ 打开仪器电源。 ⑶ 按下“电流”“上升”键，调“补偿极化电位”在0.3左右，量程选择10mA。 ⑷ 电解池里加入 KBr-HAc 电解液约 70~80mL（能浸没所有电极），按下“启动”键，“工作/ 停止”开关置“工作”。加入 1.00mL 抗坏血酸标准溶液，启动磁力搅拌器，按一下“电解”开关，终 点指示灯灭，电解开始。待终点指示灯亮，“电解”开关弹起，迅速将“工作/停止”开关置“停止”， 记下显示的电量 mQ。 ⑸ 按下“启动”键，显示的数字自动归零。重复上述步骤，电解 1mL 标准溶液，当相连两次所 读电量误差不&2%时，再分别加入 2.0、3.0、4.0mL 标准溶液电解并记录 mQ ⑹ 测量：准确移取 2.00mL 维生素 C 溶液上清液加入电解池进行电解，根据所消耗的电量， 从标准曲线上查出维生素 C 片中抗坏血酸的含量。五、数据处理1．绘制标准曲线：以标准溶液浓度 C（mg? -1）为横坐标，对应的耗电量 mQ 为纵坐标， mL 绘制标准曲线。抗坏血酸标准溶液浓度 C 标=0.1187×10 mg/100ml=1.187mg/ml 电解池里加入 KBr-HAc 电解液 V=80mL 则标准溶液浓度 C=C 标×V 取量/ V 取量+V3抗坏血酸标准溶液 V 取量/ml 总体积 V/ml 1.0 81 2.0 8329维生素 C 3.0 86 4.0 90 2.0 92浓度 mg/ml mQ0.0.0.0.02以标准溶液浓度 C（mg? -1）为横坐标，对应的耗电量 mQ 为纵坐标，绘制标准曲 mL 线。C-mQ 00 y = 98078x - 170.93 R2 = 0.9991 mQ 线性 (mQ)mQ00 0 0 0.01 0.02 0.03 0.04 浓度C mg/ml 0.05 0.06根据标准曲线的关系式，C 未=/2 mg/ml则维生素 C 中的抗坏血酸的质量 m=0.0/2=111.32 mg维生素 C 中的抗坏血酸的质量百分量为111.32×100%/119.9 = 92.8%30实验十六 废水中苯、甲苯、二甲苯含量 的气相色谱分析一、实验目的1．掌握气相色谱保留值定性和内标定量方法。 2．学会使用气相色谱法环境中有害成分的分析。二、实验原理由于苯和苯的同系物，是煤焦油蒸馏或石油裂化的产物，常温下即可挥发、形成苯蒸气，温 度愈高，挥发量愈大。工业上常把苯、甲苯、二甲苯统称为三苯。 国家对三苯的含量有着严格的规定：国标 GB 饮用水的质量标准要求，水中含量： 苯≤0.01mg/L；甲苯≤0.71mg/L；二甲苯≤0.5mg/L。 三苯含量的测定方法有很多，最主要用气相色谱的方法，它具有操作简单, 定量准确, 分 析速度快的特点， 是工业生产中质量控制以及环保部门产品检测的有效手段。本实验采用气相 色谱法对废水样品中的三苯含量进行定性及定量测定。 定量测定采用内标法， 此法可以很好地消 除背景干扰以及减少人为操作误差，可以迅速、准确地得出实验的结果。 气相色谱分析定量测定方法有归一法、内标法和外标法。本实验定量测定废水中苯、甲苯、 二甲苯含量采用是内标法。 内标法适用于试样中少量杂质的测定, 或仅需测定试样中某些组分。用内标法测定时需在 试样中加入一种物质作内标, 而内标物质应符合下列条件： (1)应是试样中不存在的纯物质； (2) 内标物质的色谱峰位置， 应位于被测组分色谱峰的附近； (3)其物理性质及物理化学性质应与被 测组分相近；(4)加入的量应与被测组分含量接近。 设被测组分的质量为 mi ，在质量为 m试样 的试样中加入内标物质的质量为 ms ，被测组分 及内标物质的色谱峰面积分别为 Ai 、 As , f i 、 f s? 分别为被测组分和内标物质的质量相对校正 因子，则：?? mi ? f i Ai ? ms ? f s As两相比得：31mi ? m s (? f i Ai ) ? f s As若以内标物质作标准，则 f s? ? 1 ，使计算简单化。mi ? m s (因此，组分 mi 在试样中的含量为：? f i Ai ) AsCi ?%? ?三、仪器与试剂1.仪器mi ? 100% m试样GC9700 气相色谱仪，FID 氢火焰检测器，色谱柱： SE(30m×0.22mm×0.25μ m) 石英毛细 管柱。1μL 微量注射器 3 支，5μL 一支， 10mL 比色管 5 支，150mL 分液漏斗一个。 气相色谱条件：汽化温度为200℃；检测器温度为250℃；载气（N2）总量为40 mL?min? ，分 流比为30：1；氢气和空气流量分别为30 mL?min? 和300mL?min? ；程序升温：初始温度40℃，保 持2min，升温速率为20℃?min? 并升至150℃；进样量0.5～1μ L。 2.试剂 苯、甲苯、二甲苯，正己烷（密度：0.6594g/mL）均为色谱纯；乙酸乙酯、二硫化碳为分析 纯。1 1 1 1四、实验步骤1. 混合标准溶液准备 加有基准物的混合标准溶液配制在一个 10mL 比色管中。预先放入约 2 mL 乙酸乙酯，分别准 确称取苯、甲苯、间二甲苯或对二甲苯 0.02-0.03（准确至 0.0002g）和正己烷 5μL 于比色管中， 用乙酸乙酯溶解并稀释至 5mL，摇匀，于冰箱内保存。 2.废水样品前处理 取废水样 100 mL，加入 5μL 内标物正己烷，于 100mL 分液漏斗中,加 2-4 g 氯化钠, 溶解后, 加 5.0mL 二硫化碳萃取 3min，静止分层，弃去水相。 3.定性分析32参照气相色谱仪操作使用说明书，启动仪器，设定色谱分析条件等，使仪器进入正常工作状 态。待色谱基线平直后分别将三苯单标依次进样，记下每种物质的保留时间，作为混合标准以及 样品测定的对照定性依据。 4.相对校正因子 fi’的测定。 注入 1μL 混合标准溶液，以各纯组分的保留时间与混合标样中色谱图中各色谱峰对照定性。 并计算以正己烷为基准物的相对定量校正因子 fi’ 。 5.样品测定。 注入 1μL 步骤 2 中萃取后样品溶液，以各纯组分的保留时间与样品色谱图中各色谱峰对照 定性。并依据内标法计算样品含量。五、结果与讨论1．数据记录与结果计算 （1）基准物三苯的色谱数据 表 3-16-1 基准物三苯的色谱数据 物质 保留时间/min 正己烷 苯 甲苯 对二甲苯（2）混样标准中的三苯色谱数据 表 3-16-2 混样标准中的三苯色谱数据 峰号 1 2 3 4 峰名 正己烷 苯 甲苯 对二甲苯 保留时间/min 峰高 峰面积（3）废水样品中的三苯色谱数据 表 3-16-3 废水样品中的三苯色谱数据 峰号 1 2 峰名 正己烷 苯 保留时间/min 峰高 峰面积333 4 2．结果计算甲苯 对二甲苯（1）相对校正因子 f i 的计算：?? Am fi ? s i Ai ms为标准混样中正己烷的峰面积， 的质量； 待测组分的峰面积，为 为正己烷内标物的质量，即进样中正己烷（混样）为待测组分的质量。表3-16-4 混样标准中的三苯含量测量结果 苯 峰面积 标准样中各组分含量/μL?5mL 实际进样中各组分质量/μL 校正因子 ′-1甲苯对二甲苯正己烷（2）试样中三苯各物质进样量及废水中含量计算：mi[进样] ? f ? ?mi[ 进样 ] ? Wi ? V总Ai? ? m? s As?V样品 V进样 ? 100%表 3-16-5 废水样品中的三苯含量测量结果 苯 校正因子 ′ 峰面积 样品进样中各组分质量mi/μL-1 μ g 样品中各组分含量Wi/mg?L甲苯对二甲苯正己烷34六、注意事项1.实验过程中，当针孔插入色谱仪后，要快速注入并同时开始测量，以避免液体在汽化室内 时间过长使部分液体先气化进入色谱柱造成谱图混乱。 2. 样品中如果含有固形物，会造成对汽化室、检测器的污染及堵塞毛细管柱；样品中含有 水分也可造成对毛细管柱的损坏，降低其寿命。因此在制作样品时必须小心，防止固体物和水的 存在。 3.为了保证被分离后的组分通过时不在检测器处冷凝， 防止检测器遭到损坏， 检测器的温度 一般要高于柱温。 4.选择合适的气化室温度，既要保证样品迅速且完全气化，而且又不引起样品分解。实验十七气相色谱法测定酒中甲醇含量一、实验目的1．学习气相色谱法测定含水样品中的甲醇含量。 2．学习掌握气相色谱法外标定量方法。二、实验原理气相色谱分析中，定量方式外标标准曲线法，它是在一定的操作条件下，用纯组分或已知浓 度的标准溶液配制一系列不同含量的标准样品， 定量地准确进样， 用所得色谱图相应组分峰面积 （或峰高）对组分含量作标准曲线。分析样品时，由准确定量进样所得峰面积（或峰高） ，从标 准曲线上查出其含量。 本实验项目―酒中甲醇含量的测定，是根据甲醇的色谱峰高与标准曲线比较进行定量。三、仪器与试剂1．仪器35GC9700 气相色谱仪，FID 氢火焰检测器，色谱柱：OV-1701(30m×0.22mm×0.25μ m)石英毛 细管柱，1μL 微量注射器 2 支，25mL 容量瓶 4 只。 2．试剂 甲醇（色谱纯） ，乙醇（色谱纯） ，试样。四、实验步骤1．色谱操作条件 FID 氢火焰离子化检测器： 温度 2500C。 进样口气化室温度：1100C。 柱温：600C。 衰减可根据进样后色谱图的情况适当选择。 2．标准和试样测定 当气相色谱仪工作条件满足稳定后，用微量注射器分别吸取 0.2μL、0.3μL、0.4μL、 0.5μL、 0.6μL 甲醇标准溶液及试样 1.0μL 溶液分别注入色谱仪， 取得各样色谱图， 以保留时间对照定性， 峰面积定量。五、数据处理根据试样溶液色谱图中甲醇峰峰面积， 与标准甲醇色谱图中的峰面积对比， 求出试样溶液中 甲醇的含量。 1． 标准曲线绘制 表3-17-1 气相色谱法测定酒中甲醇标准浓度系列数据测量结果 编号 甲醇标样 峰高 峰面积 2． 酒样中的甲醇测定 表3-17-2 酒中甲醇测定数据结果 酒样编号 1 2 3 峰高 峰面积 甲醇含量 平均含量% 1 0.2μL 2 0.3μL 3 0.4μL 4 0.5μL 5 0.6μL36六、思考题1．外标法是否要求严格准确进样？操作条件的变化对定量结果有无明显影响？为什么？ 2．在那些情况下，采用外标法定量较为适宜？第三章综合设计性实验实验十九 巯基棉分离富集――原子吸收法测定痕量镉一、实验目的1．学习巯基棉纤维的制备原理。 2．了解巯基棉纤维吸附、洗脱痕量金属离子的机理。 3．学习掌握 Cd2 废水浓缩和原子吸收分析技术。＋二、实验原理1．巯基棉纤维的制备原理：硫代乙醇酸（巯基乙酸）使脱脂棉纤维巯基化，反应如下：2．巯基棉纤维吸附金属离子的机理：纤维素2+ pH5~6 1 CH2 C OH + 2 Cd SH O纤维素 CH2 S Cd/2 C OH O + H+3．痕量元素被洗脱原理：37纤维素 CH2 S Cd/2 C O OH + H+纤维素 CH2 SH C O2+ 1 OH + 2 Cd三、仪器与试剂1．仪器 TAS-990 型原子吸收分光光度计，镉空心阴极灯，乙炔钢瓶，空气压缩机，100mL 容量瓶 6 个，25ml 容量瓶 2 个，5mL 吸量管，洗耳球，酸式滴定管。 2．试剂 ⑴ 1000mg? -1 镉标准贮备溶液。 L ⑵ 10mg? -1 镉标准使用溶液。 L ⑶ 0.1mol? -1 盐酸。 L ⑷ 脱脂棉。 ⑸ 含镉的废水试样。四、实验步骤1．巯基棉纤维的制备 取硫代乙醇酸 20mL，乙酸酐 14mL 于烧杯中，加浓硫酸 2 滴，冷却后倒入 250mL 的棕色 广口瓶中，加 4g 脱脂棉，充分浸润，盖上盖子，于室温（25℃ ）下放置 24～48h，使纤维充分巯 基化。取出巯基棉用自来水冲洗，用蒸馏水洗至中性，挤干后，至于瓷盘中于 35～38℃ 条件下烘 干或风干。然后放入棕色广口瓶中，于暗处保存。在 3～5 年内，此固体吸附剂仍然有效。 2．配 0.02 mol? -1 盐酸 L 用吸量管吸取 5mL0.1mol? -1 盐酸，加入 25mL 容量瓶中，加水稀释至刻度线，摇匀。 L 3．巯基棉分离富集镉 ⑴ 0.1g 巯基棉，放入 50mL 酸式滴定管。 称 ⑵ 250mL 含痕量镉的废水，用酸式滴定管的活塞旋转控制流速。以 5mL? -1 的流量通过 取 min 巯基棉吸附装置。 ⑶ 5mL0.02 mol? -1 盐酸分三次洗脱镉，将溶液全部转移到 25ml 容量瓶中，定容，摇匀。 用 L 4．标准溶液配置 分别吸取 0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL10mg? -1 镉标准使用溶液配置浓度为 0.00、0.10、 L 0.20、0.30、0.40、0.50 mg? -1 的镉标准系列溶液。 L 5．测量38在最佳工作条件下，以蒸馏水为空白，用 TAS-990 型原子吸收分光光度计测定镉标准系列 溶液和富集后镉溶液的吸光度。五、数据处理1．实验测定数据记录 实 验 编 号 镉标准溶液体积（mL） 浓度 C（mg? -1） L 吸光度值 水样吸光度值 水样吸光度值平均值 2．绘制标准曲线 以标准溶液浓度 C（mg? -1）为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线. L 3．在标准曲线上查出富集后镉的含量 水样中镉的含量 m g ? L?1 ? 1 0.0 0.00 2 1.0 0.100 3 2.0 0.200 4 3.0 0.300 5 4.0 0.400 6 5.0 0.500??C镉 ? 25 V水式中L ； C 镉 ――由标准曲线上查出镉的含量（mg? -1） ； V水 ――取水样的体积（mL） 25――水样稀释至最后体积（mL） 。六、注意事项1．注意控制废液通过巯基棉的流速，使 Cd2 能被完全吸附。 2．巯基棉连续使用十多次，仍然有定量吸附关系。＋七、思考题1．巯基棉纤维吸附金属离子的机理？ 2．为什么要控制废液通过巯基棉的流速？39
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