仪器分析实验指导
仪器分析教研室
2019年12月
目录
实验一原子吸收分光光度法测定水中钙、镁的含量 (1)
实验二可见分光光度法测定药片中芦丁的含量 (5)
实验三荧光光度法测定维生素B1 (8)
实验四差示分光光度法法测定样品中高含量镍 (11)
实验五离子选择电极法测定牙膏中的氟 (14)
实验六高效液相色谱法测定饮料中咖啡因的含量 (17)
实验七气相色谱法测定药用油中薄荷醇含量 (20)
实验八有机物红外光谱的测定及谱图解析 (23)
实验九原子吸收分光光度法测定人发微量元素 (26)
实验十气相色谱法测定牙膏中的薄荷醇含量 (29)
实验十一核磁共振波谱法测定有机物结构 (30)
实验十二气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）分析药用油成分 (32)
实验一 原子吸收分光光度法测定水中钙、镁的含量
一、实验目的
1.了解原子吸收分光光度计的工作原理和结构；
2.学习原子吸收分光光度计的使用；
3.掌握应用标准对照法测定水中元素的含量。
二、实验原理
原子吸收分光光度法是基于待测物质所产生的原子蒸气对特征谱线（即待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行定量分析的一种方法。当具有一定强度的某波长光辐射通过原子蒸气时，由于原子蒸气对该波长的吸收，使其强度减弱，减弱的强度与原子蒸气中待测元素原子浓度符合特定的函数关系，即遵循朗伯-比尔定律:
式中，A 为吸光度；I 0为入射光强度；I 为经原子蒸气吸收后的透射光强度；K 为吸光系数；C 为待测元素浓度；L 为辐射光穿过原子蒸气的光程长度。如果控制实验条件恒定，则L 为定值，上式变为：A=KC
本实验采用标准对照法进行定量分析：
在相同条件下测定试样溶液和某一浓度的标准溶液的吸光度Ax 和As ，由标准溶液的浓度 Cs 可计算出试样中被测物的浓度Cx 。
由As=KCs Ax=KCx 求得Cx=AxCs/As
三、仪器与试剂
1.仪器：360MC 型或WFX-310原子吸收分光光度计 空心阴极灯 乙炔钢瓶 空
气压缩机 针头过滤器 试管2个 2.试剂：钙、镁标准溶液(实验室配)
lg
I A KCL I
==
四、实验步骤
1. 待测水样供试液的制备
用1ml移液管吸取待测水样于10mL刻度具塞试管中，用蒸馏水稀释至刻度。
2. 仪器测量参数的设置
按所用型号原子吸收分光光度计使用说明，熟悉使用方法。待仪器充分预热后，按表1所给测定条件，调好仪器参数。并用去离子水喷雾调仪器零点。
3. 吸取钙或镁标准溶液，测定其吸光值，记录吸光度。
4．待测水样测定
在相同条件下，测量待测水样供试液的吸光度。
表1：仪器测定参数一览表
5.关机：样品测完后，用蒸馏水喷雾2~3min，然后先关乙炔，再关空气压缩机开关，切断电源将各旋钮转至初始状态。
五、数据处理
1、记录测试参数与测试条件
2、记录原始数据并绘制标准曲线
3、计算待测水样中钙或镁的含量
六、注意事项
1.要准确配制标准系列溶液。
2.按照所用仪器的使用方法操作仪器和设定测量条件。
3.乙炔为易燃、易爆气体，必须严格按照操作规程进行操作。开启乙炔气和点火前，要检查气路有无泄漏，废液管是否水封良好。在点燃乙炔火焰之前，应先开
空气阀，然后开乙炔气阀。结束或暂停实验时，应先关乙炔气，再关压缩空气。
4.实验过程中，要打开抽风机，抽去废气。
七、思考题
1．原子吸收分光光度法中，光源的作用是什么?
2．原子吸收分光光度计与紫外-可见分光光度计的主要区别是什么?
附：360MC原子吸收分光光度计操作规程
1.检查各开关置于关断位置，所有调节器逆时针转到头，连接雾化器塑料管构
成水封后插入废液桶内；
2.通电，开启电源总开关，上方指示灯亮；
3.打开光源室门，选取空心阴极灯，插入插座；
4.开启灯电源供电开关，慢慢顺时针转动电器面板上相应灯电流调节器旋钮，
使电流表指针指示适当值；
5.仔细调节灯位置，使能量指示到最大值；
6.调节燃烧器缝口与光轴方向平行且位于光轴正下方适当高度；
7.开启右电器面板上光电倍增管高压开关，正常时指示灯点亮，将工作选择开
关置于能量档，慢慢顺时针旋转高压调节器旋钮，使能量表针移动；
8.调狭缝适当宽度值；
9.慢慢转动波长首轮，找准选定波长的位置，使能量指示最大值；
10.接通空气压缩机、乙炔钢瓶，按规定条件调节其流量，并在燃烧器上方点火
（注意：先开空气，后开乙炔，再点火）。
11.用蒸馏水喷雾2~3min，将工作选择开关置于吸光度档，然后调节高压，使能
量在70-90范围内，
12.空心阴极灯预热20min后可进入测定工作状态
13.样品测完后，用蒸馏水喷雾2~3min，然后先关乙炔，再关空气源开关，切断
电源将各旋钮转至零位。
附：WFX-310原子吸收分光光度计操作步骤
1、开机：开启主机电源“power”，一起开始自检。若自检未通过，发出“哔……”报警声，可关闭电源，5min后重启。
2、点燃HCL：装上所需测试元素的空心阴极灯，并置于工作光路，开启“HCL”开关，点按“灯1”或“灯2”，输入电流值，按“ENTER”确定。
3、选择合适的狭缝宽度。
4、点按“．”输入高压值，如“200”，按“ENTER”确定。
5、选择波长：转动“波长调节”旋钮外圈，快速调节到所测元素的波长数值，再缓慢调节“波长调节”内圈，精确调节波长，使能量显示最大。如能量读数过低，可重复操作步骤四，适当提高高压值；如能量读书过高，可适当减低高压值。
6、调整灯位置：打开光源室，调节“灯位置”调节旋钮，使能量读数显示最高。
7、调节空气压力：开启空气压缩机“风机开关”，再开启“工作开关”，等待一段时间，调节“压力调节”旋钮，使压力显示未0.2Mpa。
8、调节乙炔流量：开启乙炔钢瓶主开关，调节输出压力为0.05Mpa。
9、点火：在确定废液器水封良好的情况下，开启主机乙炔开关，根据火焰类型，调节“C2H2流量”调节旋钮至合适流量，用点火器点燃火焰。
10、待仪器稳定15min后，点按“高压平衡”，自动调节PMT负高压。
11、吸入双蒸水，点按“调零”，使吸光度显示为零。
12、测试：吸入样品，待读书稳定后读取样品元素吸光度。
13、测试时，可适当调节“延迟时间”，使显示数值稳定。
14、调节完毕，吸入双蒸水清洗原子化器15min，关闭主机“乙炔”开关，熄灭火焰。关闭乙炔钢瓶开关，关闭空压机“工作开关”、“风机开关”。关闭主机“HCL”开关、“power”开关。
15、倒弃废液瓶废水，清洁仪器及实验室。
实验二可见分光光度法测定药片中芦丁的含量
一、实验目的：
1. 了解显色反应基本原理
2. 熟悉朗伯-比尔定律
3. 掌握标准曲线法定量测定组分含量的方法
二、实验原理：
根据朗伯-比尔定律:当用一适当波长的单色光照射厚度一定的均匀溶液时，吸光度与溶液浓度呈正比，即：
A= kc
（A为吸光度，k为比例系数，c为溶液浓度）
在定量分析时，测定一系列已知浓度的标准品溶液的吸光度A，以标准溶液浓度c为横坐标，吸光度A为纵坐标，做出标准曲线。在分析待测溶液时，根据测量的吸光度A，查标准曲线即可确定相应的浓度。
本实验分析物质芦丁是一种黄酮甙类药物，其分子中含酚羟基和碱性氧原子，能与Al3+生成黄色配合物，在亚硝酸钠的碱性溶液中呈现红橙色，最大吸收波长480nm。本实验利用可见分光光度计对系列浓度芦丁配合物的吸光度进行测定，根据芦丁配合物浓度与吸光度之间的关系制作标准曲线法进行定量分析。
三、仪器与试剂：
1、仪器：721s可见分光光度计，分析天平，涡旋混合器，刻度试管（10mL）8支，1mL吸量管2支、2mL吸量管2支、5mL吸量管2支，研钵一个。
2、试剂：芦丁标准溶液、NaNO2溶液（0.05mol/L）、Al(NO3)3溶液（0.1mol/L）、NaOH溶液（0.1mol/L）、60%乙醇溶液，芦丁片，蒸馏水。
四、实验步骤：
1. 芦丁标准液的配制(实验室)：0.45g芦丁标准品用60%乙醇溶液稀释至1000mL,浓度为0.45 mg/mL
2. 样品溶液的制备：1片芦丁片研磨，称重，用60%乙醇定容至10mL，旋涡震荡2min，超声10min，上清液备用。
3. 标准曲线的制备及样品测定（7支试管编号，按下表操作）：
用第1管做参比溶液、721s可见分光光度计在480nm比色，读取吸光度值。以各标准溶液浓度（mg/mL）为横坐标，各管吸光度值为纵坐标，做图既得标准曲线。
五、实验记录
六、数据处理及计算结果
根据样品溶液的吸光度查标准曲线得样品稀释后芦丁的浓度，计算芦丁片中芦丁的百分含量。
附：721s分光光度计操作步骤：
1．预热
为保证测定结果的准确，须开机预热30分钟后再测定样品。
2．设定测试波长
调节仪器面板波长选择旋钮，到指定测试波长。
3．仪器调零
在透光率档，打开样品室盖（关闭光门），按“0%”键，仪器自动调零。
4．调透光率100%
将盛有参比溶液的比色杯置入样品室光路，盖下盖子（即打开光门）按下“100%”即自动调整透光率100%。注意：调整100%时整机自动增益系统可能影响0%，故应检查0%，如有变化可重调0%一次。
5．吸光度测定
按面板模式键，选择吸光度档，测定。依次将样品置入光路，读取吸光度值。
实验三荧光分光光度法测定维生素B1
一、实验目的
1．学习荧光分光光度法分析的基本原理
2．掌握荧光光度计的使用方法
二、原理
维生素B1（又名硫胺素）在碱性高铁氰化钾溶液中氧化成硫色素，可用正丁醇提取，硫色素在紫外线照射下，发出蓝色荧光，荧光的强弱与维生素B1含量成正比，这是维生素B1荧光定量测定的根据。
本实验采用标准对照法进行定量分析。
三、仪器与试剂
1.仪器：荧光分光光度计，5mL吸量管3支、1mL吸量移液管2支、10mL比色管4只，漩涡混合器。
2.试剂:碱性铁氰化钾溶液（避光保存）、50 ug/mL维生素B1标准液(0.1mol/L HCl 配置)、15%NaOH溶液、正丁醇（AR）、去离子水。
四、实验步骤
1.按下表配制待测溶液
2.激发光谱扫描：
吸取标准溶液的正丁醇上清液于比色池中，固定测量波长,改变激发光波长，测量荧光强度的变化。以激发光波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图，即得激发光谱，记录最大激发波长。
3.发射光谱扫描：
固定最大激发光波长为其激发波长，测定不同发射波长处的荧光强度，以荧光波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图，即得发射光谱。记录发射光波长。
4.各待测溶液荧光强度的测定：
设置荧光测定条件（激发光波长、激发光狭缝10nm、发射光波长、发射光狭缝2nm）取各管上层正丁醇清液依次测定并记录下列荧光强度：
a.标准溶液荧光强度Fs
b.标准空白溶液荧光强度Fs0
c.样品溶液荧光强度Fx
d.样品空白溶液荧光强度Fx 0
五、数据处理：
VitB 1样品溶液含量（μg/mL ）=
附：WFY-28型荧光分光光度计操作规程
1.开机
开启光源电源，再开荧光分光光度计主机电源。
开启计算机电源，打开荧光中文操作系统。点击“复位”进行荧光分光光度计系统复位。
2.激发光谱扫描
点击“参数设置”，选择激发光谱扫描，固定发射单色器的波长位置，激发单色器波长扫描，完成对标准溶液激发光谱的采集，从激发光谱图中得出最适合的激发光波长，需要设置的参数有激发单色器的波长扫描范围（如激发波长300-500nm，发射波长460nm），图谱纵坐标为0- 100，光谱带宽（激发10nm，发射2nm）。
3.发射光谱扫描
在最适合的激发波长下，对标准溶液的发射光谱进行采集，从而确定最适合的发射波长。如本实验中从激发光谱图得到激发波长为375或376nm，然后发射光波长扫描范围设置为300-500nm，图谱纵坐标为0-100，光谱带宽（激发10nm，发射2nm）。
4.时间扫描
从固定激发波长和发射波长，在一段时间内进行光谱能量的扫描。
5.关机
先关闭荧光分光光度计主机电源，然后在关闭光源电源，最后关闭计算机电源。
实验四差示分光光度法测定样品中高含量镍
一、实验目的
1．了解高吸光度差示法的基本原理及其优点
2．掌握高吸光度差示法测定的基本操作
二、仪器与试剂
1、仪器：721s分光光度计（配1cm比色皿4只），涡旋混合器，刻度试管（10ml）7支，1ml移液管5支。
2、试剂：镍标准溶液(0.05g/l)、柠檬酸铵溶液（5%）、碘溶液（0.1mol/l）、丁二酮肟溶液（0.2%）。
三、基本原理
普通分光光度法在测定高含量或高吸收溶液时，由于偏离比尔定律及吸光度超出了准确测量的范围，因而高浓度样品的测定采用高吸光度差示法则比较适宜。
差示分光光度法和普通分光光度法的区别在于所用参比溶液的不同。差示法是采用一已知浓度的标准溶液代替普通分光光度法中的“空白溶液”作参比来测定试样溶液的吸光度，而其测定过程则基本相同。
应用高吸光度差示法，由于选择适宜的参比溶液浓度，通过调满度（即T=100%或A=0），充分利用了仪器的灵敏度，扩展了读数标尺，使吸光度测量的相对误差△A/A大为减小，从而提高了测量结果的准确度。
本实验利用Ni2+在氨性溶液中与丁二酮肟生成鲜红色配合物，在530nm波长处进行高吸光度差示法测量样品试液中镍的含量。采用标准曲线法进行定量分析。
四、实验步骤
1. 7支试管编号，按下表配制标准系列溶液及样品溶液
2.吸光度的测定：在530nm波长处，用1cm比色皿，以第一份溶液为参比测定其它标准溶液的吸光度及样品溶液的吸光度。
五、实验记录
镍标准溶液体积V/mL 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 试样溶液镍标准溶液浓度C/mg/mL
镍标液与参比液浓度差⊿
C
吸光度A
六、数据处理及计算结果
作差示分光光度法标准曲线，求算试样溶液的浓度。
附：721s分光光度计操作步骤：
1．预热
为测定结果的准确，须开机预热30分钟后正式测定样品。
2．设定测试波长
调节仪器面板波长选择旋钮，使到指定测试波长。
3．仪器调零
打开试样盖（关闭光门），或用不透光材料在样品室中阻断光路，然后按“0%”键，仪器自动调零。
4．仪器调整100%T
将放入待测溶液的比色杯置入样品室光路，盖下盖子（即打开光门）按下“100%”即自动调整100%，一次有误差时可加按一次。
注意：调整100%时整机自动增益系统可能影响0%，故应检查0%，如有变化可重调0%一次。
5．测定吸光度
按面板模式键，选择吸光度测定，依次将样品置入光路，读取吸光度值。
实验五离子选择电极法测定牙膏中的氟
一、目的
1．掌握直接电位法的测定原理及实验方法。
2. 熟悉氟离子选择电极和离子计的使用方法。
二、原理
目前，人们广泛使用各类含氟牙膏。本实验将通过离子选择电极法测量牙膏样品中氟离子的含量。
实验应用氟离子选择电极、甘汞电极和待测试液组成原电池。测量得到的电动势与氟离子浓度的关系符合Nernst公式：
E=K+(2.303RT/F)lga F-
若在试液中加入适量的惰性电解质（如硝酸钠等），使离子强度保持不变，即使离子的活度系数为一常数，那么：
E=K’+(2.303RT/F)lg[F-]
本实验采用标准加入法进行定量。该法操作简便，可排除基体干扰的影响。
三、仪器及试剂
1.仪器：PHS-3E型离子计、氟电极、甘汞电极、磁力搅拌器、电子天平、1mL 微量移液器1个、100mL烧杯2个、100mL量筒1个、0.1mL吸量管1支，5mL 吸量管1支。
2.试剂：0.001mol/L NaF 标准溶液
总离子强度调节缓冲液（TISAB）：取29克硝酸钠和0.2克二水合柠檬酸钠，溶于50ml 1：1（体积）的醋酸与50ml 5M氢氧化钠的混合溶液中，测量该溶液的pH，若不是5.0—5.5可用5M NaOH或6N HCl调节。
四、实验步骤：
1．离子计的调节：
安装好测定装置，氟电极接离子计负极，甘汞电极接正极。按离子计使用方法调节好仪器，用“－mV”档进行测量。
2．样品的测定：
称取牙膏约1.00g于100mL烧杯中，加50mL H2O溶解。取上液0.1mL加5mL TISAB 45mL去离子水混匀，测定其电极电位E1，再加入0.5mL 0.001mol/L NaF标准溶液混匀，测定其电极电位E2。
五、数据及处理
用标准加入法计算牙膏中F—的含量
C X
10⊿E/S-1）-1
Cs—标准溶液浓度，
V S—标准溶液体积，
V X—样品溶液体积
⊿E=︱E2-E1︱（单位：V）S=0.05916
附录：
一、离子计使用方法
1. 安装好测定装置，氟电极接PH计负极，甘汞电极接正极。
2. 打开电源，选择模式使仪器进入mV测定状态。
3. 把氟电极和参比电极夹在电极架上。
4. 用蒸馏水清洗电极头部。
5. 把磁转子放入被测试液，将电极插入液面下，开启磁转子，待读数稳定后记录。
二、实验注意事项
1. 在进行测试之前，先要检查一下使用的仪器和电极对是否处于使用状态，仪器开机预热。
2. 测定时不需加热，请勿打开加热按钮。
3. 磁转子沿烧杯壁轻放至杯中，缓慢增加搅拌速度，且控制不宜过快，以防磁转子跳动，打破玻璃电极。
4. 电极对置入试液的深度基本相同；电极高度不能过低；可在搅拌中读取数值。
5. 由于电极有“记忆”效应，每测完一个样品后一定要清洗氟电极。
6. 磁转子要回收。
实验六反相高效液相色谱法测定饮料中咖啡因的含量一、实验目的
1．了解反相高效液相色谱分离系统的结构和原理。
2．熟悉反相高效液相色谱仪的使用方法。
3．掌握反相高效液相色谱测定咖啡因的方法。
二、实验原理
咖啡因又称咖啡碱，是一种生物碱，属黄嘌呤衍生物，其化学名称为1，3，7-三甲基黄嘌呤，它能使人大脑兴奋。茶叶、咖啡、可乐饮料，APC药片等含有咖啡因。
传统测定咖啡因含量的方法是先进行萃取，再用分光光度法测定。由于有些具有紫外吸收的杂质也同时存在，会产生一些误差，并且整个过程也比较繁琐。用反相色谱法测定咖啡因是先分离，后检测，消除了杂质干扰，使得检测结果更为准确。
在高效液相色谱中，若采用非极性固定相（如十八烷基键合相）和极性流动相，即构成反相色谱分离系统。与正相色谱系统相比，反相色谱系统的应用更为广泛。饮料中咖啡因含量的测定，采用反相高效液相色谱法可以将饮料中的咖啡因与其他组分（如单宁酸、咖啡酸、蔗糖等）进行分离。
通过设置适宜的色谱条件，将浓度不同的咖啡因标准溶液及待测溶液依次注入液相色谱仪，通过测定色谱图上的保留时间定性，确定咖啡因的色谱峰。然后用峰面积作为定量测定的参数，采用标准曲线法测定饮料中的咖啡因含量。
三、仪器与试剂
1.仪器：高效液相色谱仪（配紫外检测器）、ODS柱（4.6mm×150mm,5μm）、微量注射器（平头）、超声波发生器、10mL一次性注射器、针头过滤器（滤膜0.45μm）、试管2只。
2.试剂：
2.1 1mg/mL 咖啡因标准储备溶液：准确称取0.1000g咖啡因，用少量甲醇加热溶解，并用甲醇定容至100 mL。
2.2 咖啡因标准工作溶液：用移液管准确移取0.25mL、0.50mL、1.00mL、1.25
mL、1.50 mL 咖啡因标准储备溶液，分别置于10mL 容量瓶(或比色管中)中，用甲醇稀释至刻度，其浓度分别为25μg/mL、50μg/mL、100μg/mL、125μg/mL、150μg/mL。然后，将这些溶液脱气过滤。
2.3 甲醇（色谱纯）、去离子水。
四、实验步骤：
1. 开机：依次打开高压泵、检测器、工作站。色谱条件如下：
色谱柱：ODS柱（4.6mm×150mm,5μm）
柱温：室温
流动相：甲醇：水=40:60
流动相流速：1mL/min
检测器：UV（270nm）
待基线稳定后，开始进样。
2. 样品的准备：用一次性注射器移取1mL已超声脱气的饮料，经滤膜（0.45μm）过滤后取20μL,待液相色谱仪准备好后进行分析。
3. 标准工作曲线的绘制：取各浓度标准溶液20μL，按浓度从低到高依次进样，记录峰面积和保留时间的数据。
4.样品测定：取待测样品20μL进样，记录峰面积和保留时间的数据
5.实验完毕，清洗色谱系统后，关机。
五、结果处理
1. 根据实验数据，绘制咖啡因浓度和峰面积的标准工作曲线。
2. 根据保留时间，从样品色谱图上找出咖啡因的峰。根据样品色谱图咖啡因的峰面积及标准工作曲线，计算样品中咖啡因的含量。
六、思考题
1．试分析咖啡因标准工作溶液和样品的制备过程中的注意事项。
2．如何由标准曲线法定量，求得样品中咖啡因的含量。
附：岛津HPLC（LC-15C）操作程序
1 打开LC-15C各单元电源，待各单元自检通过。
2 排气操作：打开输液泵排空阀（逆时针90度以上），按Purge键，泵开始排空
仪器分析实验讲义 魏福祥 河北科技大学环境科学与工程学院
《仪器分析实验》是一门实践性很强的课程，理论教学与 实验教学是一个不可分割的完整体系。搞好实验教学，是完整掌握这门课程的重要环节。《仪器分析实验》的教学目的是为了巩固和加强学生对该课程基本原理的理解和掌握，树立准确的 “量”的概念，培养学生独立思考问题、解决问题及实际操作的能力。为实现上述目的，特编写了本书。旨在通过《仪器分析实验》教学，使学生正确掌握基础分析化学的基本操作和基本技能，掌握各类指标的测定方法和测定原理，了解并熟悉引些大型分析仪器的使用方法，培养学生严谨的科学态度，提高他们的动手能力及对实验数据的确分析能力，使其初步具备分析问题、解决问题的能力，为学生后续专业课程的学习及完成学位论文和走上工作岗位后参加科研、生产奠定必需的理论和实践基础。
实验 1 原子吸收分光光度法测定黄酒中的铜和隔的含量—标准加入法 定义书签。 实验2紫外吸收光谱测定蒽醌粗品中蒽醌的含量和摩尔吸收系数￡值 定义书签。 苯甲酸红外吸收光谱的测绘一KBr 晶体压片法制样 错误！未定义书签。 间、对二甲苯的红外吸收光谱定量分—液膜法制样 错误 ！未定义书签。 错误!未 错误!未 实验3 用氟离子选择性电极测定水中微量F - 离子... 错误!未定义书签。 实验4 乙酸的电位滴定分析及其离解常数的测定 错 误 ! 未定义书签。 实验5 阳极溶出伏安法测定水样中的铜、镉含量 错 误 ! 未定义书签。 实验6 离子色谱法测定水样中F, Cl - 离子的含量. 错 误 ! 未定义书签。 实验7 邻二甲苯中杂质的气相色谱分析——内标法定量 错误 ! 未定义书签。 实验8 实验8 实验9 工业废水中有机污染物的分离与鉴定 错误！未定义书签。
邻二氮菲分光光度法测定试样中的微量铁 一、实验目的 1．掌握邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理 2．熟悉绘制吸收曲线的方法，正确选择测定波长 3．学会制作标准曲线的方法 4．通过邻二氮菲分光光度法测定微量铁，掌握721型分光光度计的正确使用方法，并了解此仪器的主要构造。 二、实验原理 邻二氮菲（phen ）和Fe 2+在pH3~9的溶液中，生成一种稳定的橙红色络合物Fe(phen)2+3 ，其lg K =21.3，ε508=1.1×104 L·mol -1·cm -1，铁含量在0.1~6μg·mL -1范围内遵守比尔定律。显色 前需用盐酸羟胺或抗坏血酸将Fe 3+全部还原为Fe 2+，然后再加入邻二氮菲，并调节溶液酸度 至适宜的显色酸度范围。有关反应如下： HCl OH NH 2Fe 223?++ ==== 22N Fe 2++↑+ 2H 2O + 4H + + 2Cl - N N Fe 2++ 3 N N Fe 3 2+ 用分光光度法测定物质的含量，一般采用标准曲线法，即配制一系列浓度的标准溶液，在实验条件下依次测量各标准溶液的吸光度A ，以溶液的浓度C 为横坐标，相应的吸光度A 为纵坐标，绘制标准曲线。在同样实验条件下，测定待测溶液的吸光度Ax ，根据测得吸光度值Ax 从标准曲线上查出相应的浓度值Cx ，即可计算试样中被测物质的质量浓度。 三、仪器和试剂 1．仪器 721型分光光度计，1 cm 比色皿。 2．试剂 （1）100 μg ·mL -1铁标准储备溶液。 （2）100 g ·L -1盐酸羟胺水溶液。用时现配。 （3）0.1% 邻二氮菲水溶液。避光保存，溶液颜色变暗时即不能使用。 （4）pH=5.0的乙酸-乙酸钠溶液。 四、实验步骤 1．显色标准溶液的配制 在序号为1~6的6只50 mL 容量瓶中，用吸量管分别加入0， 0.4，0.8，1.2，1.6，2.0 mL 铁标准使用液（含铁约100μg·mL -1），分别加入1.00 mL 100 g ·L -1盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2 min ，再各加入5.0 mL 乙酸-乙酸钠溶液，3.00 mL 0.1% 邻二氮菲溶液，以水稀释至刻度，摇匀。 2．吸收曲线的绘制 在分光光度计上，用1 cm 吸收池，以试剂空白溶液（1号）为参比，在480~540 nm 之间进行扫描，测定待测溶液（如5号）的吸光度A ，得到以波长为横坐标，吸光度为纵坐标的吸收曲线，从而选择测定铁的最大吸收波长λmax 。 3．标准曲线的测绘 以步骤1中试剂空白溶液（1号）为参比，用1 cm 吸收池，在选
仪器分析实验指导 一.目的 1． 正确、熟练地掌握仪器分析实验的基本操作技能，学习并掌握典型的分析方法。 2． 熟悉并掌握各种常见分析仪器的基本原理，认真学习它们的使用方法和性能。 3． 通过一些验证性实验，使学生充分运用所学的理论知识指导实验；培养手脑并用能力和统筹安排能力。 4． 通过一些综合性实验，培养学生的综合素质及科研能力。 5． 培养严谨的科学态度和实事求是、一丝不苟的科学作风；培养科学工作者应有的基本素质。 二.要求 1．课前必须认真预习，掌握实验的方法原理及实验步骤，认真做好预习笔记。未预习者不得进行实验。 2．学生应在实验教师的指导下开启或使用实验仪器，不得擅自开启或使用实验仪器。 3．严格按照仪器分析教程和仪器操作说明书操作，出现意外，应随时告知实验教师。 4．实验教师应提前15分钟进入实验室，检查实验仪器设备，熟悉仪器操作。实验过程中，不得擅自离开实验室。注意巡视观察，认真辅导，随时纠正个别学生不规范的操作。 5． 随时记录所有实验数据在专用的实验记录本上。不得记录在其他任何地方，不得涂改原始实验数据。实验结束后经指导教师检查合格后方可离开。 6． 认真阅读“实验室安全制度”和“学生实验守则”，遵守实验室的各项规章制度。 了解消防设施和安全通道的位置。树立环境保护意识，尽量降低化学物质（特别是有毒有害试剂以及洗液、洗衣粉等）的消耗。 7． 保持实验室内安静、实验台面清洁整齐。爱护仪器和公共设施，树立良好的公共道德。 8. 每次实验不得迟到。迟到超过15分钟取消此次实验资格。因病、因事缺席，必须 请假。 三.实验安排 实验1 邻二氮菲分光光度法测定微量铁的条件试验 目的及要求：
仪器分析实验室建设 一仪器分析实验室原有条件 仪器分析实验室在过去多年建设的基础上，98年按教育厅合格实验室的要求，开展了合格实验室建设，在原有基础上，充实了部分仪器设备，改善实验条件，增加实验项目和增加仪器设备配套台数，改善学生实验能力培养的条件，同时通过加强管理，实现管理规范化，取得了良好效果，特别是对药品、仪器的管理得到进一步加强，生均实验面积达 2.4m2、/人。能开出教学计划要求的全部实验。此外，还可以对外进行分析检测服务，开展相关科研项目。实验室具有实验仪器84台套，实验面积517平方米，设备总值约22万元。 原有仪器分析实验室情况 二、仪器分析实验室近期建设情况 我校环境工程专业已有20年的办学历史。经二十年的建设，环境工程专业已具有较强的办学实力，师资队伍职称结构合理，双师型比例达60%。在教学改革，科研及对外技术服务，教材编写，实验室建设及校内外实训基地建设等方面都取得了一定成果，培养了大量的毕业生，他们在我省基层环保单位，已成为技术和管理骨干，受到广泛好评。
我校环境工程专业目前为国家级专业教学改革试点专业，为建设试点专业，教育部资助125万元专项经费。上述资金到位后，环境工程实验室在原有的基础上，结合本专业的特点，加强了校内实训基地建设，以化学实验室获省教育厅高校“双基合格实验室”为契机，学校加大了对实验实训基地建设的投入力度，扩展实验室面积，并拨出专项资金约13万元进行维修。现专业实验室面积约1200平方米，新增仪器设备已于2002年5月到位并投入使用。 仪器分析实验室新增仪器设备如下表 日本岛津AA—6800原子吸收分光光度仪，是当今世界上技术先进，性能优良的大型仪器。氢化物发生器的配置更扩大了检测的范围，可检测浓度为PPb 级的包括Na、Mg、Zn、Fe、Al、Cu、Pb、Cd、As等各种金属元素。 TRACE GC2000气相色谱是由Thermo Finnigan生产的新一代产品，该仪器配置了FID、ECD、NPD三个检测器可分析烷烃、苯、含氯有机物、农残等多种物质的含量。 日本岛津UV-2401紫外分光光度仪采用了双光速技术，该仪器使用范围广，稳定性好，可检测吸收峰在110-900纳米内的各种无机物和有机物，通过对扫描
二、填空题(共15题33分) 1.当一定频率的红外光照射分子时，应满足的条件是红外辐射应具有刚好满足分子跃迁时所需的能量和分子的振动方式能产生偶 极矩的变化才能产生分子的红外吸收峰。 3.拉曼位移是_______________________________________，它与 ______________无关，而仅与_______________________________________。4．拉曼光谱是______________光谱，红外光谱是______________光谱；前者是由于________________________产生的，后者是由于________________________ 产生的；二者都是研究______________，两种光谱方法具有______________。5.带光谱是由_分子中电子能级、振动和转动能级的跃迁；产生的,线光谱是由__原子或离子的外层或内层电子能级的跃迁产生的。 6.在分子荧光光谱法中,增加入射光的强度,测量灵敏度增加 原因是荧光强度与入射光强度呈正比 7.在分子（ＣH 3） 2 ＮＣＨ＝ＣH 2 中,它的发色团是－Ｎ－Ｃ＝Ｃ＜
在分子中预计发生的跃迁类型为_σ→σ*n→π*n→σ*π→π* 8.在原子吸收法中,由于吸收线半宽度很窄,因此测量_______积分吸收________有困难,所以用测量__峰值吸收系数 _______________来代替. 9.用原子发射光谱进行定性分析时,铁谱可用作_谱线波长标尺来判断待测元素的分析线. 10.当浓度增加时,苯酚中的OH基伸缩振动吸收峰将向__低波数方向位移. 11.光谱是由于物质的原子或分子在特定能级间的跃迁所产生的，故根据其特征光谱的（）进行定性或结构分析；而光谱的（）与物质的含量有关，故可进行定量分析。 12.物质的紫外吸收光谱基本上是其分子中（）及（）的特性，而不是它的整个分子的特性。 13.一般而言，在色谱柱的固定液选定后，载体颗粒越细则（）越高，理论塔板数反映了组分在柱中（）的次数。
食品现代仪器分析实验指导福州大学生物科学与工程学院 吴佳
2016年5月
实验一苦味饮料中硫酸奎宁的荧光法测定 1. 目的意义 喹啉结构是“苯并吡啶”。即一个苯环与一个吡啶环稠合而成。奎宁是喹啉的衍生物，其结构如下： N 喹啉 CH2 CH N CH 3 O C H OH C H 2 N CH2 CH2 CH2 奎宁 奎宁是金鸡纳树皮中含有的苦味晶状粉末，抗疟疾药。疟疾曾是热带、亚热带地区猖獗流行的疾病，曾夺走成千上万人的生命。17世纪末，奎宁由欧洲传入我国，曾称为“金鸡纳霜”，当时是非常罕见的药。后来，瑞典纳尤斯对这种植物的树皮进行了认真的研究，提取了其中的有效成分金鸡纳碱，起名为“奎宁”。“奎宁”这个词在秘鲁文字中是树皮的意思。直到1945年，奎宁才实现了人工合成。奎宁是碱性物质，与硫酸反应生成盐，俗名硫酸奎宁。 在饮料中硫酸奎宁是调味料，主要用在滋补品和苦柠檬水中，有调味及预防疟疾之功效，例如汤力水是Tonic Water的音译，又叫奎宁水、通宁汽水。是苏打水与糖、水果提取物和奎宁调配而成的。可作为苦味饮料或用于配制鸡尾酒或其它饮料。奎宁饮料以其微苦的口味成为畅销的解渴饮料，特别是在夏季人们大量饮用，但大量消费含奎宁成分的饮料对一些个体有害，如新陈代谢紊乱或对这种物质有超敏性的人要避免摄取奎宁，特别是孕妇。对怀孕期间每天饮用一升以上奎宁饮料的孕妇进行的调查显示，出生后24小时，新生儿就出现神经战栗症状，在他们的尿液中发现了奎宁成分，但2个月以后这些症状就不存在了。为此，对奎宁含量的测定具有重要意义。 2. 原理： 本实验包括荧光光谱和激发光谱测定，以及苦味饮料中硫酸奎宁含量测定。硫酸奎宁是强荧光性物质，在紫外光照射下，会发射蓝色荧光。在稀溶液中荧光强度与硫酸奎宁浓度成正比，可根据荧光强度求出硫酸奎宁浓度。 荧光(发射)光谱： 固定激发光波长和强度，在不同的波长下测定所发射的荧光强度，以发射波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标，所作曲线为荧光发射光谱。 荧光发射光谱是选择最大荧光发射波长的依据。 荧光激发光谱： 固定荧光发射波长(一般在最大发射波长处)，改变激发光波长，得出不同激发波长的荧光强度，以激发光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标，所得曲线称为激发光谱。
各类仪器分析实验室要求 气相色谱分析室主要是对容易转化为气态而不分解的液态有机化合物及气态样品的分析。仪器设备主要有气相色谱仪，具有计算机控制系统及数据处理系统，自动化程度很高，对有机化合物具有高效的分离能力，所用载气主要有：H2、N2、Ar、He、CO2等。但对高沸点化合物，难挥发的及热不稳定的化合物、离子化合物、高聚物的分离却无能为力。要求局部排风及避免阳光直射在仪器上，避免影响电路系统正常工作的电场及磁场存在，一般设计：仪器台（应离墙以便仪器维修）、万向排气罩、电脑台（一般在仪器台旁配置）、边台、洗涤台、试剂柜等 液相色谱分析室主要体现在高效率分离，对复杂的有机化合物分离制取纯净化合物，定量分析和定性分析，仪器设备主要有：高效液相色谱仪，适宜于高沸点化合物、难挥发化合物、热不稳定化合物、离子化合物、高聚物等，弥补气相色谱仪的不足。环境和实验室基础装备设计要求与气相色谙室相近。 质谱分析室主要是对纯有机物的定性分析，实现对有机化合物的分子量、分子式、分子结构的测定，分析样品可以是气体、液体、固体，主要设备有质谱仪、气-质联用仪。质谱仪是利用电磁学的原理，使物质的离子按照基特征的质荷比（即质量m与电荷e之比—m/e）来进行分离并进行质谱分析的仪器，缺点是对复杂有机混合物的分离无能为力。气相色谱分离效率高，定量分析简便的特点，结合质谱仪灵敏度高，定性分析能力强的特点，两种仪器联用为气-质联用仪。可以取长补短，提高分析质量和效率。质谱仪可能有汞蒸汽逸出，要考虑局部排风。 光谱分析室主要是根据物质对光具有吸收、散射的物理特征及发射光的物理特性，在分析化学领域建立化学分析。主要的仪器是原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪，分光光度计、原子荧光光谱仪、荧光分光光度计、X射线荧光仪、红外光光谱仪、电感耦合等离子体（LCP）
仪器分析实验指导书 化学教学部衡林森编 重庆邮电学院生物信息学院 2004年2月26日 前言 仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，测定时，常常需要使用比较特殊或复杂的仪器。它是分析化学的发展方向。仪器分析作为现代的分析测试手段，日益广泛地为许多领域内的科研和生产提供大量的物质组成和结构等方面的信息，因而仪器分析成为高等学校中许多专业的重要课程之一。 对于我们的学生来说，将来并不从事分析仪器制造或者仪器分析研究，而是将仪器分析作为一种科学实验的手段，利用它来获取所需要的信息。仪器分析是一门实验技术性很强的课程，没有严格的实验训练，就不可能有效地利用这一手段来获得所需要的信息。 通过实验教学可以加深对仪器分析方法原理的理解、巩团课堂教学的效果，这只是一方面；更重要的是．通过实验培养学生严格的实事求是的科学作风，独立从事科学实验研究，提出和解决问题的能力。良好的科学作风，独立工作的能力将会对学生的未来发展产生深远的影响。 理论可以指导实验，通过实验可以验证和发展理论。实验验证和发展理论的作用是以对实验现象的严密细心的考察和实验数据的科学分析为基础的，而高超熟练的实验技能是获得精密实验数据的必要和先决条件。一般说来，仪器分析实验特别是大型仪器分析实验，其特点是操作较
复杂，影响因素较多，信息量大．需要通过对大量的实验数据的分析和图谱解析来获取有用的信息。这些特点，对培养学生理论联系实际、掌握和提高实验技能、分析推理能力是大有好处的。因此必须充分重视仪器分析实验课的教学。 由于实验室不可能购置多套同类仪器设备，一般多采用几人一组做仪器分析实验，对于大型分析仪器，让学生自己动手在仪器上做实验有困难的，也尽可能地安排了一些演示实验，或者对该仪器可能提供的分析信息做了必要的介绍。 学生在实验中应认真地观察实验现象，仔细地记录数据与分析结果，积极思考，注意手脑并用，善于发现和解决实验过程中出现的问题，养成良好的实验习惯。 写好实验报告是仪器分析实验的延续和提高。实验报告应包括：实验名称、实验日期、实验方法和原理、实验仪器类型与型号、主要实验步骤或主要实验条件、实验数据(图谱)及其处理以及结果、讨论等。对实验结果的分析与讨论是实验报告的重要部分，其内容虽无固定模式，但是可涉及诸如对实验原理的进一步深化理解，做好实验的关键及自己的体会，实验现象的分析和解释，结果的误差分析以及对该实验的改进意见等方面。以上内容学生都可就其中体会较深者讨论一项或几项。科学实践的经验告诉人们，实验中的“异常”情况的出现、往往是发现新的科学现象的先导、对实验中异常情况的深入分析和解释、有可能启发人们从中发现新的实验事实和苗头，获得意想不到的有价值的试验结果。因此，在实验过程中积极开动脑筋思考问题，在实验后深入进行分析和总结，是提高实验质量的
实验一仪器分析实验基本技能训练 一、实验目的：1、熟悉常规玻璃器皿的洗涤 2、常用玻璃器皿洗涤试剂的配制 3、特殊玻璃器皿的洗涤方法 4、分析数据的常规处理方法 二、实验用品： 玻璃器皿：烧杯（各种规格若干）；量筒（各种规格若干）；试管若干；滴管若干；试剂瓶若干；漏斗；玻棒；移液管若干；滴定管；三角瓶；培养皿等常用辅助仪器：托盘天平、电子天平、恒温干燥箱 清洁工具：各种规格刷子、洗衣粉、去污粉、肥皂、洗涤液、有机溶剂三、方法：玻璃器皿及玻片洗涤法 肥皂，肥皂液，洗衣粉，去污粉，用于可以用刷子直接刷洗的仪器，如烧杯，三角瓶，试剂瓶，量筒，试管等；洗液多用于不便用于刷子洗刷的仪器，如滴定管，移液管，容量瓶，蒸馏器等特殊形状的仪器，也用于洗涤长久不用的杯皿器具和刷子刷不下的结垢。用洗液洗涤仪器，是利用洗液本身与污物起化学反应的作用，将污物去除。因此需要浸泡一定的机会充分作用；有机溶剂是针对污物属于某种类型的油腻性，而借助有机溶剂能溶解油脂的作用洗除之，或借助某些有机溶剂能与水混合而又发挥快的特殊性，冲洗一下带水的仪器将不洗去。如，甲苯，二甲苯，汽油等可以洗油垢，酒精，乙醚，丙酮可以冲洗刚洗净而带水的仪器。 （一）玻片洗涤法 实验用玻片，必须清洁无油，清洗方法如下： 1．新购置的载片，先用2％盐酸浸泡数小时，冲去盐酸。再放浓洗液中浸泡过夜,用自来水冲净冼液，浸泡在蒸馏水中或擦干装盒备用。 2．用过的载片，先用纸擦去石蜡油，再放入洗衣粉液中煮沸，稍冷后取出。逐个用清水洗净，放浓洗液中浸泡24h，控去洗液，用自来水冲洗。蒸馏水浸泡。 3．用于染色的玻片，经以上步骤清洗后，应选择表面光滑无伤痕者，浸泡在95％的乙醇中暂时存放，用时取出，用干净纱布擦去酒精，并经过火焰微热，
实验室规划设计 实验室的建设，无论是新建、扩建、或是改建项目，它不单纯是选购合理的仪器设备，还要综 合考虑实验室的总体规划、合理布局和平面设计，以及供电、供水、供气、通风、空气净化、安全措施、 环境保护等基础设施和基本条件。因此实验室的建设是一项复杂的系统工程，在现代实验室里，先进的 科学仪器和优越完善的实验室是提升现代化科技水平，促进科研成果增长的必备条件。“以人为本，人 与环境”己成为人们高度关注的课题。本着“安全、环保、实用、耐久、美观、经济、卓越、领先”， 的规划设计理念。规划设计主要分为七个方面：化验室设计要求、平面设计系统、单台结构功能设计系 统、供排水设计系统、电控系统、特殊气体配送系统、有害气体输出系统等六个方面。下面就按上述六 方面依次讲解。 一、化验室设计要求 根据化验任务需要，化验室有贵重的精密仪器和各种化学药品，其中包括易燃及腐蚀性药品。另 外，在操作过程中常产生有害的气体或蒸气。因此，对化验室的房屋结构、环境、室内设施等有其特殊 的要求，在筹建新化验室或改建原有化验室时都应考虑。 化验室用房大致分为三类：精密仪器实验室、化学分析实验室、辅助室（办公室、储藏室、钢瓶 室等）。 化验室要求远离灰尘、烟雾、噪音和震动源的环境中，因此化验室不应建在交通要道、锅炉房、 机房及生产车间近旁（车间化验室除外）。为保持良好的气象条件，一般应为南北方向。 1. 精密仪器室 精密仪器室要求具有防火、防震、防电磁干扰、防噪音、防潮、防腐蚀、防尘、防有害气体侵入 的功能，室温尽可能保持恒定。为保持一般仪器良好的使用性能，温度应在15~30℃，有条件的最好控制在18~25℃。湿度在60％-70％，需要恒温的仪器室可装双层门窗及空调装置。 仪器室可用水磨石地或防静电地板，不推荐使用地毯，因地毯易积聚灰尘，还会产生静电、大型 精密仪器室的供电电压应稳定，一般允许电压波动范围为±10％。必要时要配备附属设备（如稳压电源等）。为保证供电不间断，可采用双电源供电。应设计有专用地线，接地极电阻小于4Ω。 气相色谱室及原子吸收分析室因要用到高压钢瓶，最好设在就近室为能建钢瓶室（方向朝北）的 位置。放仪器用的实验台与墙距离500mm，以便于操作与维修，室内有有良好的通风，原子吸收仪器上方 设局部排气罩。 微型计算机和微机控制的精密仪器对供电电压和频率有一定要求。为防止电压瞬变、瞬时停电、 电压不足等影响仪器动作，可根据需要选用不间断电源（UPS）。 在设计专用的仪器分析室的同时，就近配套设计相应的化学处理室，这在保护仪器和加强管理上 是非常必要的。 2. 化学分析室 在化学分析室中进行样品的化学处理和分析测定，工作中常使用一些小型的电器设备及各种化学 试剂，如操作不慎也具有一定的危险性，针对这些使用特点，在化学分析室设计上应注意以下要求：（1）建筑要求化验室的建筑应耐火或用不易燃的材料建成，隔断和顶棚也要考虑到防火性能。可采用水磨石地面，窗户要能防尘，室内采光要好，门应向外开，大实验室应设两个出口，以利于发生 意外时人员的撤离。 （2）供水和排水供水要保证必须的水压、水质、和水量以满足仪器设备正常运行的需要，室内 总阀门应设在易操作的显著位置，下水道应采用耐酸碱腐蚀的材料，地面应有地漏。 （3）通风设施由于化验工作中常常会产生有毒或易燃的气体，因此化验室要有良好的通风条 件，通风设施一般有3种： ①全室通风采用排气扇或通风竖井，换气次数一般为5次/时。 ②局部排气罩一般安装在大型仪器发生有害气体部位的上方。在教学实验室中产生有害气体的上方，设置局部排气罩以减少室内空气的污染。 ③通风柜这是实验室常用的一种局部排风设备。内有加热源、水源、照明等装置。可采用防
环境仪器分析 实验指导书 吴娟 主编 资源与环境学院环境科学教研室
实验一 可见光分光光度计系列、紫外可见分光光度计的使用及校正 （一）分光光度计的发展与使用方法 一、实验目的： 使学生能根据仪器说明书安装仪器，达到了解仪器的原理及构造，并熟悉仪器的使用方法和仪器的调试方法。 二、实验原理： 分光光度法是基于物质分子对光的选择性吸收建立起来的分析方法，当一束平行单色光照射到任何均匀、非散射的溶液时，光的一部分被溶液吸收，一部分光透过溶液。不同物质的溶液对光的吸收程度与其浓度、透过的液层厚度及入射光的波长等因素有关。当入射光波长一定时，其定量关系符合朗伯比尔定律： A=lg t o I I =KLC A 为吸光度 C 为溶液的浓度 L 为光程 三、试剂和仪器设备 可见光光度计 紫外可见分光光度计（均注明仪器型号） 石英比色皿 玻璃比色皿 0.004%高锰酸钾溶液 四、实验步骤 （1）熟悉仪器的操作规程及注意事项。 （2）按照仪器说明书连接好仪器。 （3）打开仪器上盖讲解仪器各部分组成。 （4）利用基准物质校准仪器的波长。 （5）用0.004%高锰酸钾溶液，以蒸馏水为参比，测定其最大吸收波长是否在523nm 和544nm 。 五、思考题： 简述分光度计使用注意事项。 （二）分光光度法测定溴百里酚蓝的pK a 值 一、实验目的 1.了解和掌握分光光度法测定指示剂pK a 值的原理和实验技能。 2.学习掌握酸度计的使用方法，掌握用作图法求pK a 值的方法。 二、实验原理
分析化学中常用的指示剂、显色剂大多为有机弱酸或弱碱，若其酸式和碱式体具有不同颜色，便可利用光度法来测定其离解常数。 溴百里酚蓝为一元弱酸，在溶液中存在如下离解平衡： -In H HIn +=+ [HIn] ]In ][H [K -a +=? 即 ][In ]HIn [lg pH pK -a +=? 由上式可知，在一确定的pH 值下，只要知道[HIn]与[In -]的比值，就可以计算pK a 值。根据吸光度加和性原理得： ]In []HIn [A -In HIn - εε?+= ] H [K c K ]H [K c ]H [A a a In a HIn -++++++=εε? 其中c 为溴百里酚蓝的分析浓度， c=[HIn]+[In -]，做HIn 或者In -的吸收曲线，确定其最大吸收处的波长为测定波长。 在高酸度下，近似认为溴百里酚蓝只以HIn 存在，在选定的波长下测定其吸光度，则有 c ]HIn [A HIn HIn HIn εε?≈= 在低酸度下，可认为该酸主要以In -结构存在，在选定波长下测定吸光度，则有 c ]In [A - --In -In In εε?≈= 综合以上各式，得 A A A -A lg pH pK --HIn In a ?+= 以A A A -A lg -- HIn In ?对pH 作图，直线与pH 轴的交点之pH 即为pK a 值。 三、仪器和试剂 1. 分光光度计；比色皿；酸度计 2. NaH 2PO 4溶液（0.2mol/L ），K 2HPO 4溶液（0.2mol/L ）。
分析科学与分析技术实验(二)
试用教程
（第二版）
华东师范大学化学系 仪器分析实验室
2013 年 1 月
目 录
实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 盐酸与醋酸混合液的电导滴定（实验楼 D-304）……….………..…… 3 电位法测定水中氯离子的含量（实验楼 D-304）…………………….. 7 氟离子选择性电极测定水中微量氟（实验楼 D-304）……………….. 12 阳极溶出伏安法测定镉（实验楼 D-304）………………………………15 荧光法测定维生素 B2 的含量（实验楼 D-310）.....……………..…..… 19 紫外分光光度法定性及定量分析（实验楼 D-320）………………….. 23 高效液相色谱基本参数设定及定量分析（实验楼 D-318）…..……… 26 气相色谱法基本参数测定及定量分析（实验楼 D-312）…………….. 30 原子吸收法（石墨炉法）测定废水中的铜（实验楼 D-308）……..…. 33 样品的红外吸收光谱的测绘（实验楼 D-208）…………………...…… 37
实验十一 核磁共振波谱测定化学位移及自旋耦合常数（实验楼 D-316）……...41
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实验一
盐酸与醋酸混合液的电导滴定
一、实验目的与要求 1、了解溶液电导（率）的基本概念，电导（率）测定的原理及其应用。 2、掌握 DDS-11AT 数字电导率仪的使用方法。
二、实验原理 在电解质溶液中， 带电的离子在电场作用下做有规则的移动， 从而传递电荷， 使溶液具有导电作用。 其导电能力的强弱称为电导 G， 单位为西门子， 以 S 表示。 因为电导是电阻的倒数，所以，只要测出溶液的电阻值，便可知道其电导。 故采用两个电极插入溶液中，以测出两极间的电阻值 R。当温度一定时，根据欧 姆定律，R 与两极间距离 L（cm）成正比，与电极的截面积 A（cm2）成反比： R = 1/G = ρL/A ρ——电阻率，Ω·cm 当电极固定不变，A 与 L 也固定不变时，L/A 为常数，以 J 表示： 即 J = L /A J——电极常数，cm-1 由(1)、(2)式得： G = l/(ρJ) ……………………（3） ……………………（2） ……………………（1）
因为电导是电阻的倒数，电导率是电阻率的倒数，所以 K = 1/ρ K——电导率，S/cm 由（3） 、 （4）式得： K = G·J …………………… （5） …………………… （4）
当电极常数已知，则通过（5）式，可以将测得的电导值换算为电导率，这 也就是电导率仪的工作原理。 单位换算关系：1 S/cm = 103 mS/cm = 106 μS/cm 本实验以标准 NaOH 溶液滴定盐酸和醋酸的混合溶液。在滴定过程中，因 为溶液中迁移率较大的 H+被加入的 OH-中和，而代替它的是迁移率较小的 Na+ 离子和难以电离的水，因此溶液的电导（率）不断降低，直到 HCl 完全被中和
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精选题及其解 (一)填空题 1在气液色谱中，被分离组分分子与固定液分子的性质越相近，则它们之间的作用力越，该组分在柱中停留的时问越，流出越。 2气液色谱法即流动相是，固定相是的色谱法。样品与固定相间的作用机理是。 3气固色谱法即流动相是，固定相是的色谱法。样品与固定相的作用机理是。 4气相色谱仪中气化室的作用是保证样品气化。气化室温度一般要比柱温高℃，但不能太高，否则会引起样品。 5气相色谱分析的基本程序是从进样，气化了的样品在分离，分离后的各组分依次流经，它将各组分的物理或化学性质的变化转换成电量变化。输给记录仪，描绘成色谱图。 6色谱柱的分离效率用α表示。α越大，则在色谱图上两峰的距离，表明这两个组分分离，通常当α大于时，即可在填充柱上获得满意的分离。 7分配系数K用固定液和载气中的溶质浓度之比表示。待分离组分的K值越大，则它在色谱柱中停留的时间，其保留值。各组分的 K值相差越大，则它们分离。 8一般地说，为了获得较高的柱效率，在制备色谱柱时，固定液用量宜，载体粒度宜，柱管直径宜。 9色谱定性的依据是，定量的依据是。 10为制备一根高性能的填充柱，除选择适当的固定液并确定其用量外，涂渍固定液时力求涂得．装柱时要。 （二)问答题． 1 色谱内标法是一种准确度较高的定量方法。它有何优点 2分离度R是柱分离性能的综合指标。R怎样计算在一般定量、定性或 3 什么是最佳载气流速实际分析中是否一定要选用最佳流速为什么 4在色谱分析中对进样量和进样操作有何要求 5色谱归一化定量法有何优点在哪些情况下不能采用归一化法 6色谱分析中，气化室密封垫片常要更换。如果采用的是热导检测器，在操作过程中更换垫片时要注意什么试说明理由。 7柱温是最重要的色谱操作条件之一。柱温对色谱分析有何影响实际分析中应如何选择柱温 8色谱柱的分离性能可用分离效率的大小来描述。分离效率怎样表示其大小说明什么问题要提高分离效率应当怎么办 9制备完的色谱柱还需要进行老化处理后才能使用。如何使柱子老化老化的作用是什么老化时注意什么 10色谱固定液在使用中为什么要有温度限制柱温高于固定液最高允许温度或低于其最低允许温度会造成什么后果
仪器分析实验编写人员晓惠田亚赛海军 2014年12月
目录 实验1 电导率仪的使用及应用 (3) 实验2 酸度计的使用及应用 (5) 实验3 离子计的使用及水中氟离子的测定 (8) 实验4 分光光度计的使用及水中铁的测定 (12) 实验5 紫外-可见分光光度计的使用及水中硝酸盐氮的测定 (16) 实验6 气相色谱仪的使用及水中苯系物的测定 (20) 实验7 高效液相色谱仪的使用及水中酚类化合物的测定 (24) 实验8 单扫描极谱仪的使用及水中铜、镉、锌的测定 (29) 实验9 原子吸收分光光度计的使用及水中铜的测定 (33) 实验10异烟酸-吡唑啉酮多种方法测定水中氰化物的研究 (38) 附件 附件1、气相色谱（GC-14C）仿真系统操作手册 附件2、原子吸收仿真软件系统操作手册 附件3、液相色谱测定柠檬黄、日落黄、胭脂红的含量（仿真系统操作手册）
实验1 电导率仪的使用及应用 实验项目编码： 实验项目时数：2 实验项目类型：综合性（）设计性（）验证性（√） 一、实验目的 1．掌握DDSJ－308A电导率仪的使用方法及溶液电导率的测定方法。 2．掌握电导电极电极常数的标定方法。 3．测量纯水、自来水、河水的电导率，能利用水的电导率值判别实验用水的质量。 二、实验原理 电导率（T.D.S）：水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。电导率是物体传导电流的能力。 电导率测量仪的测量原理是将两块平行的极板，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势（通常为正弦波电压），然后测量极板间流过的电流。根据欧姆定律，电导率(G)--电阻(R)的倒数，是由电压和电流决定的。 电导率的基本单位是西门子（S），原来被称为欧姆。因为电导池的几何形状影响电导率值，标准的测量中用单位电导率S/cm来表示，以补偿各种电极尺寸造成的差别。 单位电导率（C）简单的说是所测电导率（G）与电导池常数(L/A)的乘积.这里的L为两块极板之间的液柱长度，A为极板的面积。 三、实验用仪器与试剂 1．DDSJ－308A电导率仪。 2．0.10mol/L、0.01mol/L的氯化钾溶液。 四、实验方法与步骤 （一）DDSJ－308A电导率仪的使用方法 1.开机前准备 （1）按下表将温度传感器及相应的电导电极与电导仪连接。 （ 2.溶液电导率测定 （1）按下“ON/OFF”键开机，预热10min。 （2）将温度传感器及电极插入到待测溶液中，轻摇，清洗电极；重取待测液，将温度传感器及电极插入到待测溶液中。 （3）按下“模式”键，选择测量状态为“电导率”。 （4）按下“电极常数”键，用“▲”或“▼”键，选择电极常数。 （5）按下“确认”键。 （6）读数
仪器分析方法在食品分析中的应用综合实验 摘要：本文分别采用了气质联用技术检测食品中的塑化剂，用高效液相色谱检测食品中的防腐剂，原子吸收光谱检测食品中的金属元素。并对检测结果进行了分析。 关键词：气质联用技术，高效液相色谱，原子吸收光谱 前言 现代食品的显著特点是食品的营养化、功能化、方便化，并保证食品质量与安全,这就要求食品加工从原理的选择、加工过程到最终产品及保藏整个链条中对食品的成分及成分的变化有全面的把握和认识。传统的分析手段和分析方法尽管能从宏观上了解和掌握成分及其变化，但已不能完全适应现代食品加工业的要求，现代仪器分析技术已经成为食品分析中不可缺少的重要分析手段。 实验内容 一．气-质联用技术检测食品中塑化剂的实验 （一）方法[1] 对于食品中邻苯二甲酸酯类化合物的检测，GB/T21911-2008《食品中邻苯二甲酸酯的测定》中规定了GC-MS作为检测方法。 1仪器： 气相色谱-质谱联用仪，凝胶渗透色谱分离系统，分析天平，离心机，旋转蒸发器，振动器，涡旋混合器，粉碎机，玻璃器皿。 2试剂： 正己烷，乙酸乙酯，环己烷，石油醚，丙酮，无水硫酸钠，16种邻苯二甲酸酯标准品，标准储备液，标准使用液。 3步骤： （1）试样制备：取同一批次3个完整独立包装样品（固体样品不少于500g、液体样品不少于500mL），置于硬质玻璃器皿中，固体或半固体样品粉 碎混匀，液体样品混合均匀，待用。 （2）试样处理（不含油脂液体试样）：量取混合均匀液体试样5.0mL，加入正己烷2.0mL，振荡1min，静置分层，取上层清液进行GC-MS分析。 （3）空白试验：实验使用的试剂都按试样处理的方法进行处理后，进行GC-MS分析。 （4）色谱条件： 色谱柱：HP-5MS石英毛细管柱[30m×0.25mm（内径）×0.25μm]； 进样口温度：250℃； 升温程序：初始柱温60℃，保持1min，以20℃/min升温至220℃， 保持1min，再以5℃/min升温至280℃，保持4min； 载气：氦气，流速1mL/min； 进样方式：不分流进样； 进样量：1μL。 （5）质谱条件： 色谱与质谱接口温度：280℃； 电离方式：电子轰击源； 检测方式：选择离子扫描模式； 电离能量：70eV；
仪器分析实验室环境要求 1.气相色谱分析室 主要是对容易转化为气态而不分解的液态有机化合物及气态样品的分析。仪器设备主要有气相色谱仪，具有计算机控制系统及数据处理系统，自动化程度很高，对有机化合物具有高效的分离能力，所用载气主要有：H2、N2、Ar、He、CO2等。但对高沸点化合物，难挥发的及热不稳定的化合物、离子化合物、高聚物的分离却无能为力。要求局部排风及避免阳光直射在仪器上，避免影响电路系统正常工作的电场及磁场存在，一般设计：仪器台（应离墙以便仪器维修）、万向排气罩、电脑台（一般在仪器台旁配置）、边台、洗涤台、试剂柜等 2.液相色谱分析室 主要体现在高效率分离，对复杂的有机化合物分离制取纯净化合物，定量分析和定性分析，仪器设备主要有：高效液相色谱仪，适宜于高沸点化合物、难挥发化合物、热不稳定化合物、离子化合物、高聚物等，弥补气相色谱仪的不足。环境和实验室基础装备设计要求与气相色谙室相近。 3.质谱分析室 主要是对纯有机物的定性分析，实现对有机化合物的分子量、分子式、分子结构的测定，分析样品可以是气体、液体、固体，主要设备有质谱仪、气-质联用仪。质谱仪是利用电磁学的原理，使物质的离子按照基特征的质荷比（即，质量m与电荷e之比：m/e）来进行分离并进行质谱分析的仪器，缺点是对复杂有机混合物的分离无能为力。气相色谱分离效率高，定量分析简便的特点，结合质谱仪灵敏度高，定性分析能力强的特点，两种仪器联用为气-质联用仪。可以取长补短，提高分析质量和效率。质谱仪可能有汞蒸汽逸出，要考虑局部排风。
4.光谱分析室 主要是根据物质对光具有吸收、散射的物理特征及发射光的物理特性，在分析化学领域建立化学分析。主要的仪器是原子发射光谱仪、原子吸收光谱仪，分光光度计、原子荧光光谱仪、荧光分光光度计、X射线荧光仪、红外光光谱仪、电感耦合等离子体（LCP）光谱仪、拉曼光谱仪等。实验室应尽量远离化学实验室、以防止酸、碱、腐蚀性气体等对仪器的损害，远离辐射源；室内应有防尘、防震、防潮等措施。仪器台与窗、墙之间要有一定距离，便于对仪器的调试和检修。应设计局部排风。使用原子吸收罩排风较为适宜。 以上实验室，根据实际需要可设置样品处理室，一般有洗涤台、实验台、通风柜等设备，同化学实验室类似。
气相色谱法测定异丙醇 赵宏2011051780 应用化学 一、实验目的 1.了解气相色谱法的分离原理和特点 2.熟悉气相色谱仪的基本构造和一般使用方法 二、实验原理 气相色谱法是一种高效、快速而灵敏的分离分析技术。当样品溶液由进样口注入后立即被汽化，并载气带入色谱柱，经过多分配而得以分离的各个组分逐一出色谱柱进入检测器，检测器把各组分的浓度信号转变成电信号后由记录仪或工作站软件记录下来，得到相应信号大小随时间变化的曲线即色谱图。利用色谱峰的保留值可以进行定性分析，利用峰面积或峰高可以进行定量分析。 内标法是一种常用的色谱定量分析方法。在一定量（m)的样品中加入一定量（m is )的内标物。根据待测组分和内标物的峰面积及内标物的质量计算计算待测组分质量（m i ）的方法。被没组分的质量分数可用下式计算： P i = %100%100m m i i ??=?m m A f A is is i 式中，A i 为样品溶液中待测组分的峰面积，A is 为样品溶液中内标物的峰面积；m is 为样品溶液中内标物的质量；m 为样品的质量；f i 为待测组分i 相对于内标物的相对定量因子，由标准溶液计算： f i = is i is i is is i i A A m A A m m m f f is i ''''=''?''='' 式中，i A '为标准溶液中待测组分i 的峰面积；is A '为标准溶液中内标物的峰面积；is m '为标准溶液中内标的质量；i m '为标准溶液中标准物质的质量。 用内标法进行定量分析必须选定内标物。内标物必须满足以下条件： 1.就是样品中不存在的、稳定易得的纯物质； 2.内标峰应在各待测组分之间或与相近； 3.能与样品互溶但无化学反应； 4.内标物浓度应恰当，峰面积与等测组分相差不大。 三、实验仪器 气相色谱仪带有氢火焰检测器（FID ）和色谱工作站，微量注射器，无水异丙醇（A.R.）无水正丙醇（A.R.），待测液。 四、实验步骤 根据文献资料、理论计算及实验操作，实验小组得出以下色谱操作的最佳条件： 柱温，104度；汽化室温度，160度；检测器温度，140度；N 2（载气）流速，15 mL/min ；H 2流速，50 mL/min ；空气流速，600 mL/min 。其中内标物为正丙醇。 定量标准溶液的配制：准确移取0.50mL 无水异丙醇和0.50mL 正丙醇于10mL 容量瓶中，用乙醚定容，摇匀。
《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？