邻二氮菲分光光度法测定微量铁.docx

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邻二氮菲分光光度法测定微量铁

实验一邻二氮菲分光光度法测定微量铁的条件

一、实验目的

1、掌握分光光度计的原理、构造和使用方法。

2、学习分光光度计分析中如何确定最佳实验条件。

二、实验原理

在可见光区分光光度法测量中，通常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。

显色反应的程度受显色剂用量、显色时间，显色液酸度等条件的影响，通过实验，确定合适的显色条件。

三、仪器及试剂

分光光度计；1cm吸收池；10mL移液管；25mL容量瓶,100ml容量瓶

1．铁标准溶液

100μg·mL-1（即0.01mg·mL-1）铁标准溶液：

准确称取0.3511g（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O于烧杯中，用2mol·L-l盐酸15mL溶解，移入500mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。

用前，准确稀释10倍成为含铁10ug·mL-1标准溶液。

2.1g.L-1邻二氮菲：

1.0g邻二氮菲于小烧杯中，加入5-10ml95%乙醇溶液溶解，再用水稀释到1000mL。

3.10％盐酸羟胺水溶液：

10％水溶液（现用现配，避光保存）

4.醋酸钠溶液1mol/L

5.0.8mol/L氢氧化钠溶液

四、实验步骤

1、吸收曲线的制作和测量波长的选择

用移液管吸取0.0ml、2.0mL10ug·mL-1标准溶液，分别注入二个25mL容量瓶中，加入1.0mL10%的盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2min；再加2mL邻二氮菲溶液，2.5mL醋酸钠溶液溶液，用水稀释至刻度，摇匀。

放置5min后，用1cm比色皿，以试剂空白为参比，在440~560nm之间，每隔10nm测一次吸光度，其中在500-520nm之间，每隔5nm测一次吸光度。

然后以波长为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制吸收曲线，找出最大吸收波长。

2、显色剂用量影响

在7只25mL容量瓶中，各加2.0mL10ug·mL-1铁标准溶液和1.0mL盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2min。

分别加入0.1、0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0ml1g.L-1邻二氮菲溶液，再各加2.5mL1mol/L醋酸钠缓冲溶液，以水稀释至刻度，摇匀。

放置5min后，以水为参比，在510nm测量各溶液的吸光度。

其中，加2.0mL1g.L-1邻二氮菲溶液的显色溶液不要倒掉，用于时间影响的测定。

3、显示时间的影响

取上述1中加2.0mL1g.L-1邻二氮菲溶液的容量瓶，在显色时间为10min、20min、30min、40min、50min、60min分别测定吸光度值。

4、溶液酸度的影响

在7只25mL容量瓶中，各加入2.0mL10ug·mL-1铁标准溶液和1.0mL盐酸羟胺溶液，摇匀后放置2min，再各分2.0ml邻二氮菲溶液，摇匀。

然后，分别用移液管准确吸取加人0.8mol·L-1氢氧化钠溶液0.0、0.5、1.0，2.0，3.0，4.0、5.0ml于容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀，放置10min。

用精密pH试纸测定上述溶液pH值，同时在分光光度计上，波长为510nm，以水为参比测定各溶液的吸光度。

五、数据记录

1.最大吸收波长的确定

波长nm

440

450

460

470

480

490

500

505

510

515

520

530

540

550

560

吸光度A

2、显色剂用量的影响

显色剂用量ml

0.1

0.25

0.5

1.0

2.0

3.0

4.0

吸光度A

3、显色时间的影响

显色时间min

10

20

30

40

50

60

吸光度A

4、溶液酸度的影响

溶液pH

吸光度A

六、结果讨论与思考

1.分别以波长、显色剂体积、显色时间、溶液pH为横坐标、相应的吸光度为纵坐标，绘制曲线，确定最大吸收波长、合适的显色剂用量、显色时间、溶液pH是多少？

2．分光测定中比色皿盛放溶液的体积为多少，用手拿比色皿时应注意什么？

实验二邻二氮菲分光光度法测定微量铁的浓度

一、实验目的

1．掌握邻二氮菲分光光度法测定铁的方法

2．了解分光光度计的构造、性能及使用方法

二、实验原理

邻二氮菲（又称邻菲罗啉）是测定微量铁的较好试剂，在pH=2～9的条件下，二价铁离子与试剂生成极稳定的橙红色配合物。

配合物的

＝21.3，摩尔吸光系数

＝11000L·mol-1·cm-1。

在显色前，用盐酸羟胺把三价铁离子还原为二价铁离子。

4Fe3+＋2NH2OH→4Fe2+＋N2O＋4H＋＋H2O

测定时，控制溶液pH＝5较为适宜，酸度高时，反应进行较慢，酸度太低，则二价铁离子水解，影响显色。

用邻二氮菲测定时，有很多元素干扰测定，须预先进行掩蔽或分离，如钴、镍、铜、铅与试剂形成有色配合物；钨、铂、镉、汞与试剂生成沉淀，还有些金属离子如锡、铅、铋则在邻二氮菲铁配合物形成的pH范围内发生水解；因此当这些离子共存时，应注意消除它们的干扰作用。

三、仪器与试剂

lmol·L-1醋酸钠、10%盐酸羟胺、0.1%邻二氮菲溶液、10μg·mL-1铁标准溶液、分光光度计等。

四、实验步骤

1、标准曲线的绘制取25mL容量瓶6个，分别准确吸取的10μg·mL-l铁标准溶液0.0，1.0，2.0，3.0，4.0和5.0mL于各容量瓶中，各加10％盐酸羟胺溶lmL，摇匀，2min后再各加醋酸钠溶液2.5mL和0.1％邻二氮菲溶液2mL，以水稀释至刻度，摇匀。

10min以后，在分光光度计上用lcm比色皿，在最大吸收波长510nm处以试剂空白为参比测定各溶液的吸光度。

记录实验数据。

（2）吸取未知液5mL，按上述与标准曲线相同条件和步骤测定其吸光度。

做3个平行，记录实验数据。

五、数据记录与处理

1．以铁浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，用EXCEL绘制标准曲线、线性方程、相关系数。

2．计算未知液3份平行样的铁浓度和平均浓度（g·L-1）。

六、思考

1.在实验中盐酸羟胺和邻二氮菲的作用分别是什么？

2、实验中试剂空白的作用是什么？

3、简述可见光分光光度计的操作步骤。

实验三土壤中水溶性盐的提取及原子吸收光谱法测定土壤中水溶性镁

一、实验目的

1.了解土壤中水溶性盐的提取方法

2.了解和掌握原子吸收光谱法的原理、结构及操作方法。

二、实验原理

含金属离子的试液被雾化后并进入乙炔—空气火焰时，金属离子被原子化，产生基态原子蒸气。

该蒸气能吸收相应金属元素空心阴极灯发射出来的共振发射线的辐射能，其吸收情况服从比尔定律。

样品测得的吸光度，根据标准溶液计算的标准曲线计算相应的浓度。

一、仪器与试剂

原子吸收光谱仪AA-7000、10ug/mL镁标液、SrCl2溶液、去离子水

二、实验步骤

1、土壤水溶性盐的提取

称取20.0g过1mm筛的土壤，加去离子水100ml，在振荡机上振荡3分钟，或用手摇荡3min，然后过滤。

2、镁标准溶液的配置

分别取0、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0ml的镁标液于6个25ml容量瓶中，加1mlSrCl2溶液，用去离子水定容至刻度，摇匀待测。

3、样品溶液的配置

分别取滤液0.5ml于3个容量瓶中，加1mlSrCl2溶液，用去离子水定容至刻度，摇匀待测。

三、原子光谱仪测定

AA-7000测定步骤见附件。

四、结果计算

1、标准溶液与吸光度

标准溶液体积ml

0.25

0.5

0.75

1.0

1.25

浓度ug/ml

吸光度

根据测定结果计算标准曲线和相关系数。

2、根据测定结果计算土壤提取液中镁的平均浓度、土壤中水溶性镁的百分含量。

六、思考题

1、简述原子吸收光谱仪的构成与工作原理。

2、如果测水溶性钙，能不能用镁元素的空心阴极灯作光源？

附:

SHIMADZUAA-7000原子吸收操作步骤

（一）火焰连续法

一、开机顺序：

①打开电脑；②打开AA-7000主机电源；③启动WizAArd软件，选择“操作”，点击“测量”；④在ID栏输入“Admin”，登陆系统；⑤弹出“向导选择”对话框，点击“取消”，进入下一步。

二、仪器初始化

在“仪器”下拉式菜单中，点击“连接”，仪器进入初始化状态。

弹出“气体调节”页面时，根据提示，打开通风设备，乙炔钢瓶主阀（逆时针旋转1圈为宜）和空压机开关。

（乙炔气体分压要求为0.08-0.10MPa，空气压力要求为0.35MPa）

检测完成后，点击“确定”。

弹出“火焰分析日常监测项目”页面时，请对每个项目一一进行检查并勾选，点击“确定”。

等待漏气检测结束，若不存在漏气现象，点击“确定”，完成初始化。

三、设置参数

在“参数”下拉式菜单中，选择“元素选择向导”，进行元素选择。

①选择“火焰连续法”、“普通灯”，单击“下一步”；输入元素灯位；点击“谱线搜素”；谱线搜素完成后，点击“关闭”。

②校准曲线设置：

输入“浓度单位”，编辑“校准曲线测量次序”。

③样品组设置：

输入“浓度单位”、“样品数量”，点击“更新”；在样品ID栏输入样品名称或编号，点击“下一步”。

④点击“连接/发送参数”，完成参数设置。

四、点火

同时按下PURGE和IGNITE两键，直至火焰点燃，松开。

五、测量步骤

①校零：

把进样吸管放入去离子水中，雾化1min，点击页面底部的AutoZero。

②测量标准样品：

吸入溶液，待信号稳定后，按页面底部的START，读数完毕，START键变回绿色，换溶液，重复以上操作。

③测量空白溶液：

方法同②。

④测量未知溶液：

方法同②。

测量过程中，每测完一种未知样品，应吸入去离子水雾化30s。

每测5-6个样品，应校零一次。

⑤所有样品测量完毕，吸入去离子水雾化2min，取出进样吸管，按EXTINGUISH键熄灭火焰，并关闭乙炔钢瓶主阀和空压机开关。

六、关机顺序

1在“仪器”下拉式菜单中，点击“连接”，切断主机与电脑的通讯；

2保存或打印数据，退出WizAArd程序；

3关闭AA-7000主机电源；

4关闭计算机，

5关闭抽风设备。

实验四电位滴定法测定醋酸的含量和解离常数

一、实验目的

1、熟悉电位滴定的基本原理和操作技术；

2、学习电位滴定曲线确定滴定终点。

二、实验原理

醋酸为有机酸（

），与NaOH的反应为：

。

用与已知浓度的NaOH滴定未知浓度的HAc溶液在终点时产生pH（或mV）值的突跃，因此根据滴定过程中pH（或mV）值的变化情况来确定滴定的终点，进而求得各组份的含量。

滴定终点可由电位滴定曲线（指示电极电位或该原电池的电动势对滴定剂体积作图）来确定，也可以用二次微商曲线法求得。

确定滴定体积以后，从pH～V曲线上查出HAc被中和一半时（1/2Ve）的pH值。

此时，pH=pKa,从而计算出Ka。

醋酸在水溶液中电离如下：

其离解常数为

当醋酸被中和了一半时，溶液中：

[Ac-]=[HAc]，根据以上平衡式，此时Ka=[H+]，即pKa=pH。

因此，pH～V图中

Ve所处的pH值即为pKa，从而可求出醋酸的酸常数Ka。

三、仪器和试剂

1、仪器pHS-3C型酸度计（含复合电极）

电磁搅拌器（含搅拌子）滴定管铁架台（含滴定管夹）100ml玻璃烧杯

2、试剂NaOH溶液0.1mol/L：

称取4g固体NaOH，加入新鲜的或煮沸的除去二氧化碳的蒸馏水，完全溶解后，定容至1L，充分摇匀标定。

待测定的醋酸溶液

四、实验步骤

1．打开酸度计电源开关，预热30min。

接好复合玻璃电极。

2．用pH=6.86（25℃）和pH=4.00（25℃）的缓冲溶液将pHs-3C型酸度计pH计的标定。

（1）按“pH/MV”按钮，仪器进入PH测量状态。

按“温度”按钮，调节↑或↓使温度显示为溶液的温度值，然后按“确定”键。

（2）把用蒸馏水清洗电极，插入pH6.86的标准缓冲溶液中，读数稳定后按“定位”键，此时pH指示灯闪烁，调节↑或↓使pH读数为该溶液当时温度下的pH值，然后按“确认”键，仪器进入pH测量状态，PH指示灯停止闪烁。

（3）把用蒸馏水清洗过电极插入pH4.00（或pH9.18）的标准缓冲溶液中，待读数稳定后接“斜率”键（此时pH指示灯闪烁），调节↑或↓使pH使读数为该溶液当时温度下的pH值，然后按“确认”键，仪器进入pH测量状态，pH指示灯停止闪烁，标定完成。

（4）用蒸馏水清洗电极后可对被测溶液进行测量。

3．粗测：

准确吸取醋酸试液10.00mL于100mL小烧杯中，再加水约20mL。

放入搅拌磁子，浸入pH复合电极。

开启电磁搅拌器（注意磁子不能碰到电极），用0.1000mol/LNaOH标准溶液进行滴定，1mL读数一次，待到超过化学计量点，初步确定滴定终点。

4.细测：

同上，准确吸取醋酸试液10.00mL于100mL小烧杯中，再加水20.00mL。

放入搅拌磁子，浸入pH复合电极。

开启电磁搅拌器，用NaOH标准溶液进行滴定，滴定开始时每点隔1mL读数一次，在Vep处和化学计量点附近时间隔0.10mL读数一次，记录每个点对应的体积和pH值，过了滴定终点每滴1mL读一次pH值，直至滴定至pH12左右。

5.滴定结束后的电极、烧杯和搅拌子都要清洗干净。

实验完毕后整理好仪器、器皿，放回原处。

五、数据记录与处理

1、画表格记录滴定体积和对应的pH。

2、根据滴定数据作pH～V滴定曲线，

3、根据滴定终点求出试样溶液中醋酸的浓度（以g/L表示）。

4、pH～V图中

Ve所处的pH值即为pKa，从而可求出醋酸的离解常数Ka。

5、与Ka（理论）进行比较，计算相对误差。

六、问题讨论

1、电位滴定的原理和依据是什么？

2、电位法滴定测定与用酚酞为指示剂的滴定中有什么区别？

3、pH计使用中应注意什么问题？

pH计使用中注意事项：

1复合电极在使用前浸泡活化24h。

（3M氯化钾溶液中）

2.清洗电极后，不要用滤纸擦拭玻璃膜，而应用滤纸吸干，避免损坏玻璃膜。

3.严禁在强酸和腐蚀性强碱溶液中使用。

4.配制pH标准溶液使用无CO2，蒸馏水一般保存2-3个月，如发现浑浊，发霉或沉淀现象时，不能继续使用。

实验五牙膏中游离氟含量的测定

一、实验目的

1、掌握电位分析法基本原理

2、学习用氟离子选择性电极测定牙膏中微量游离氟的方法。

二、实验原理

采用F-选择电极法可以测定牙膏游离氟的含量。

电极电位与溶液中离子活度的对数值呈线性关系:

E=K-0.0592lgaF-

若在标液与样液中加入总离子强度调节缓冲剂TISAB，控制待测溶液的离子强度与酸度恒定，电池的电动势与溶液中的F-的浓度对数值成线性关系，通过测量电动势就能求得溶液中F-的浓度。

三、实验仪器与试剂

仪器：

PHS-3C型酸度计，氟离子选择电极，甘汞电极，磁力搅拌器，烧杯，25mL容量瓶8个，100mL塑料烧杯

试剂：

氟离子标准溶液100μg/mL

柠檬酸盐缓冲液（TISAB）：

总离子强度调节缓冲溶液

四、实验内容与步骤

1、含氟牙膏样品的制备（佳洁士防蛀牙膏、黑人牙膏）：

称取不同品牌牙膏各50g（精确至0.001g），分别置于100mL塑料烧杯中，逐渐加入去离子水搅拌使溶解，转移至250mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。

2、标准溶液的配置与测定

准确量取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL氟离子标准溶液，分别移入6个25mL容量瓶中，各加入5mLTISAB，用去离子水稀释至刻度，摇匀。

然后逐个转入100mL塑料烧杯中，按由浓度由低到高的顺序，在磁力搅拌器下测量电位值E（mV），并记录。

3、牙膏中游离氟的测定

准确吸取步骤1中2种牙膏的上清液5mL，分别置于25mL容量瓶中，各加入5mLTISAB，用去离子水稀释至刻度，摇匀。

转入100mL塑料烧杯中，在磁力搅拌下测量其电位值，

五、数据计算

1、根据标准溶液的浓度和测定的电位值计算E－lg[F]线性关系方程和R值。

2、根据牙膏上清液中测定的电位值，计算上清液游离氟的浓度和牙膏中游离氟的百分含量。

六、思考题

1、本实验测定的结果是氟离子的活度还是浓度？

2、在实验中为什么要加入TISAB?

实验六高效液相色谱柱性能考察

一.实验目的

掌握考察色谱柱基本特征的方法

二.基本原理

评价液相色谱柱的性能是否优良，有不同的方法和考察指标。

本实验用理论塔板数和峰对称性两个方面进行考察。

（1）理论塔板数：

色谱柱的分离效率（简称柱效），可定量地用理论塔板数来表示，理论塔板数反映色谱柱本身的特性，可表明柱受填料颗粒度、柱内径、流动相流速和粘度、进样方式等影响，是一个具有代表性的参数。

n=5.54（tR/w1/2）2

=16（tR/w）2

H=L/n

n理论塔板数，tR组分保留时间，W1/2半高峰宽，W峰宽，L色谱柱长，H理论塔板高度。

（2）峰对称性：

若色谱填充不均匀或柱子经长期使用及保存不当，都会引起色谱峰的不对称。

峰不对称性用峰不对称因子（PeakAsymmtreyFactor）表示。

其计算方法见图1，由峰顶向基线作垂线，并在峰高10%处作基线平行线，得A，C，B三交点，则峰不对称因子可由下式计算求得：

PAF=CB/AC

一根良好的色谱柱，峰不对称因子应在0.8---1.2范围内。

图1峰不对称因子计算示意图

三.仪器和试剂

1．HP1100高效液相色谱仪（配DAD检测器，检测波长254nm），

超声波清洗机（流动相脱气用），50µL平头微量注射器，不锈钢色谱柱

2．流动相为甲醇：

水=85：

15（体积比），实验混合物为萘—联苯（1：

1）

四．实验步骤

1．HP1100使用步骤

（1）开泵,检测器,柱温箱，电源

（2）开电脑，当Bootpsever打出七行字后，打开HPLCChematationonline（在线工作站）

（3）设置流动相的比例（二元泵），流速1.00---5.00ml/min,打开purge阀，赶走气泡，打开柱温箱，打开DAD检测器。

等赶尽气泡后关闭purge阀，流动相通过柱子。

（4）设置并保存方法，设置样品信息，文件保存路径。

（5）等基线平稳后，按Balance按钮，平衡后等Ready出现可进样。

在下一针前先按Balance平衡同上，等Ready出现后，再进样。

（6）实验完毕用水（有盐时）或甲醇分别冲洗柱子约半小时，此时柱温箱和检测器可关闭。

用水或甲醇冲洗进样器，扳动进样器几次，冲洗干净，关闭泵。

（7）关闭chemstationonline后，再关闭泵，检测器，柱温箱，电源。

（8）打开chemstationoffline工作站进行数据分析，作标准曲线。

测量浓度。

2．色谱柱性能检查

（1）将填好的色谱柱接入色谱系统

（2）启动仪器，待基线平稳后进样

（3）进样完毕后，出现完整的色谱图，保存记录数据

五数据处理

根据柱长（cm），组分保留时间tR（min），组分的半高峰宽W1/2（min），计算每米的理论塔板数、理论塔板高度和组分的不对称因子。

六问题讨论

1．根据数据处理的结果，评价所填充的色谱柱的性能。

2．简述评价液相色谱柱的方法和指标。

实验七气相色谱仪的使用及色谱柱的性能评价

一、目的要求

通过本实验掌握气相色谱仪的使用方法和柱性能评价指标的计算。

二、基本原理

毛细管固定相有大的相比和比渗透性以及高的柱效，因此，常用于复杂物质的分析。

由于毛细管柱的性能会因涂渍方式、膜的厚度、膜的均匀性、柱子安装技术等因素而变化，因此，必须对毛细管柱的性能进行评价。

柱评价通常选用k’≥3的组分测定其保留时间与半宽度，计算它的理论塔板数；同时选用难分离的一对物质测定其分离能力，通过观察峰的拖尾程度以评价柱壁的惰性度。

看教材P190-192学习气相色谱仪的主要构成部分和作用。

看教材P208-210了解毛细管柱气相色谱法的特点和毛细管色谱仪的结构。

三、仪器与试剂

1.仪器毛细管气相色谱仪，FID；色谱柱：

Rtx-5柱，30m×ø0.3mm，膜厚：

0.25μm

2.试剂环己烷（bp：

沸点80.74℃）正戊烷（bp：

36℃）

3.色谱条件：

Injectiontemperature（Ti）＝200oCInjectionmode（进样方式）：

split，分流比：

100：

1；Flowcontrol:

linearvelosty;分流比50:

1；载气（N2，99.995％）；线速：

40cm/s；Tc＝80oC；TD＝140oC；H2：

30mL/min；尾吹气（N2）40mL/min；空气：

300ml/min;进样量0.2μl（液）；H20.4MPa；空气0.5MPa

四、实验步骤

1.毛细管色谱仪的使用：

熟悉气相色谱仪的各部分、了解GCsolution参数设置

2.进样练习：

吸取正戊烷和环己烷上方气体0.2μL，进样练习。

3.色谱柱性能评价：

分离正戊烷和环己烷

五、数据处理

1.理论塔板数的测定：

正戊烷和环己烷的理论塔板数（theoreticalplates），根据柱长计算塔板高度

2.计算正戊烷和环己烷的分离度（resolution）

3.计算正戊烷和环己烷的分离度的拖尾因子（tailingfactor）

T（拖尾因子）=W0.05h/2d1

W0.05h为5%峰高处的峰宽，d1为峰顶点至峰前沿之间的距离

T应该在0.95-1.05之间，低于0.95为前延峰，高于1.05为拖尾峰。

保留时间/min

理论塔板数

板高/mm

拖尾因子

分离度

正戊烷

环己烷

六、问题讨论

1.简述毛细管色谱法的优缺点。

2.毛细管柱分析时为什么要采用分流方式？

3.气相色谱气化室温度的设定和柱温有何要求？

附:

第一部分气相色谱分析注意事项

一、载气钢瓶的使用规程

1钢瓶必须分类保管，直立固定，远离热源，避免暴晒及强烈震动，氢气室内存放量不得超过二瓶。

2氧气瓶及专用工具严禁与油类接触。

3钢瓶上的氧气表要专用，安装时螺扣要上紧。

4操作时严禁敲打，发现漏气须立即修好。

5用后气瓶的剩余残压不应少于980kPa。

6氢气压力表系反螺纹，安装拆卸时应注意防止损坏螺纹。

二、减压阀的使用及注意事项

1在气相色谱分析中，钢瓶供气压力在9.8-14.7MPa。

2减压阀与钢瓶配套使用，不同气体钢瓶所用的减压阀是不同的。

氢气减压阀接头为反向螺纹，安装时需小心。

使用时需缓慢调节手轮，使用完后必须旋松调节手轮和关闭钢瓶阀门。

三、热导池检测器的使用及注意事项

1开启热导电源前，必须先通载气，实验结束时，把桥电流调到最小值，再关闭热导电源，