仪器分析实验文档格式.docx

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ε=1.1104L/mol.cm。

在

pH=2～9之间，颜色深度与酸度无关，而且很稳定，在有还原剂存在的条件下，颜色的深度可以维持几个月不变。

本方法的选择性很高，干扰很少,相当于铁含

2+3+2+2+2+2-3+2+-量40倍的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-；

20倍的Cr3+、Mn2+、VO3-、PO43-；

5倍的Co2+、Cu2+等均不干扰测定，所以此方法应用很广。

三、仪器与试剂

1、仪器

IS—7220或IS—722型分光光度计比色管（50mL20个）

移液管（1mL2支；

2mL1支；

5mL1支）滴定管（50mL1支）

量筒（10mL1个）

2、试剂

（1）铁标准溶液100μg/mL：

准确称取0.8634gNH4Fe（SO4）2置于大烧杯中，加入20mL6mol/LHCl溶液和少量的水。

溶解后，转移至1L比色管中，用水稀释至刻度，摇匀。

（2）盐酸羟胺溶液10%（用时配制）

（3）邻二氮菲溶液0.15%（用时配制）：

应先用少量酒精溶解，再用水稀释。

（4）醋酸钠溶液1M

（5）氢氧化钠溶液0.1M

（6）精密pH试纸

四、实验步骤

1、绘制吸收曲线并选择测量波长

取两个50mL的比色管，分别加入0.0mL和0.60mL的100μg/mL铁标准溶液。

然后，在这两个比色管中各加入1mL10%盐酸羟胺溶液，2mL0.15%邻二氮菲及5mL1M醋酸钠溶液，用水稀释至刻度，摇匀,放置10min。

在7220型分光光度计上，用1mL比色皿，以试剂空白（即不含铁标准溶液的样品）作参比溶液，在波长450～540nm间，先每隔10nm测量一次吸光度，然后在最大吸光度所对应的波长附近每间隔5nm再进行吸光度测量，最后以波长为横坐标、吸光度A为纵坐标绘制A～曲线。

在A～曲线上选择具有最大吸光度值所对应的波长作为本实验的测量波长（实验时,分光光度计的波长选择旋钮调到此值）。

2、有色溶液稳定性的试验

取50mL比色管一个，加入0.60mL100μg/mL的铁标准溶液，再加入1mL10%盐酸羟胺溶液、5mL1M醋酸钠溶液、约40mL蒸馏水，最后加入2mL0.15%邻二氮菲溶液，并记下此时的时间，迅速摇匀。

取适量于1mL比色皿，以试剂空白（即不含铁标准溶液的样品）作参比溶液，立即在上面步骤所选的波长条件下进行测定，读得吸光度，并记下读得吸光度的时间，以后每隔1、2、3、5、10、

30、60、120、180分钟测定各测定一次。

所得数据以时间t为横坐标、吸光度A为纵坐标绘制A～t曲线，并选择最佳的测定时间。

3、显色剂用量的确定

取十个50mL比色管，每个比色管都加入100μg/mL的铁标准溶液、

0.60mL10%的盐酸羟胺1mL，然后分别加入0、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.50、4.00mL的邻二氮菲溶液，最后都加入5mL1M醋酸钠溶液，定容至刻度，摇匀。

以不含显色剂的溶液溶液，使用1mL比色皿，以试剂空白（即不含铁标准溶液的样品）作参比溶液,在选定的波长下分别测量其吸光度。

以显色剂浓度C为横坐标、吸光度A为纵坐标绘制A～C曲线，从A～C曲线中确定显色剂的用量。

4、pH值的影响

取九个50mL比色管，每个加入0.60mL100μg/mL的铁标准溶液，再加入1mL10%盐酸羟胺溶液，最后加入2mL0.15%邻二氮菲溶液，然后用滴定管依此加入0、2.00、5.00、8.00、10.00、20.00、22.00、25.00、30.00mL0.1M氢氧化钠溶液，定容至刻度，摇匀。

用精密pH试纸测定以上溶液的pH值。

使用1mL比色皿，以试剂空白（即不含铁标准溶液的样品）作参比溶液,在所选定的波长下测量吸光度，以pH值为横坐标、吸光度A为纵坐标绘制A～pH曲线，从A～pH曲线中找出合适的pH值范围。

5、绘制工作曲线

取九个50mL比色管，分别加入0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.20、1.60、2.00mL的100μg/mL的铁标准溶液，每个比色管再加入1mL10%盐酸羟胺溶液、2mL0.15%邻二氮菲溶液和5mL1M醋酸钠溶液，定容至刻度、摇匀，放置10min,得一系列的标准溶液，在选定的波长下，用1mL比色皿，以试剂空白（即不含铁标准溶液的样品）作参比溶液，测量各个溶液的吸光度。

以标准溶液浓度C为横坐标、吸光度A为纵坐标绘制A～C曲线。

6、未知试样溶液的测定

取三个50mL比色管，分别移取0.30、0.90、1.50mL未知试样溶液，每个比色管再加入1mL10%盐酸羟胺溶液、2mL0.15%邻二氮菲溶液和5mL1M醋酸钠溶液，定容至刻度、摇匀，放置10min,在选定的波长下，用1mL比色皿，以试剂空白（即不含铁标准溶液的样品）作参比溶液，测量各个溶液的吸光度。

五、数据处理

1、记录不同的波长及相应的吸光度，绘制A～曲线，并确定最大吸收峰值波长。

2、记录吸光度随时间变化，绘制A～t曲线,决定溶液显色时间，讨论有色络合物的稳定性。

3、记录显色剂用量与吸光度的关系，绘制A～C曲线，并确定实验应选择的显色剂用量。

4、记录不同pH值溶液的吸光度，绘制A～pH曲线，从中决定颜色不变的pH值的范围。

5、记录系列标准溶液浓度及相应的吸光度，绘制A～C曲线，确定其线性范围，从曲线中求得未知试样溶液的原始浓度。

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

什么影响？

2、以本实验为例，说明溶液的颜色和吸收曲线峰值波长有什么关系？

3、试分析实验得到的吸光度对铁的浓度曲线。

4、根据实验结果计算（Ⅱ）邻二氮菲络合物的摩尔吸光系数ε。

七、IS—7220型可见分光光度计的操作规程

（1）透射比测量

a、打开仪器电源（电源开关在仪器的右侧）预热15分钟；

b、打开样品室盖，放置参比溶液及样品溶液（有规律的放置方便记住样品位置）；

c、调节波长旋钮，使波长显示窗显示所需波长值；

d、按下方式选择键[MODE]使透射比[%T]指示灯亮，拉动样品池拉手，使参比溶液置于光路；

e、按[100%TO]键调100%，推动样品池拉手使样品不通过光路。

此时显示屏应显示为0，若不为0，则按住[0%]键几秒种，使其显示为0；

f、拉出样品池拉手，使参比溶液再置于光路，其显示屏的读数应为100.0，

若不为100.0，需按[100%T]键调100%；

g、拉动样品池拉手使被测量样品依次进入光路，依次待显示屏读数稳定后才可记录读数。

（2）吸光度测量

当测量完透射比值后（即完成以上a～f步骤），直接按[MODE]键，使吸光度[ABS]指示灯亮，此时数据显示窗所显示的即为吸光度值,拉动样品池拉手使被测量样品依次进入光路，依次待读数稳定后可记下读数

注意:

（1）仪器使用完以后要填写仪器使用登记表

（2）实验完毕后关闭仪器,切断电源,整理实验台,盖好仪器

实验三吸光光度法测定水和废水中的总磷

1、学习用过硫酸钾消解水样的方法；

2、掌握水和废水中总磷的吸光光度法的测定方法.

、实验原理

在天然水和废水中，磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在。

它们分别为正磷酸盐、缩合磷酸盐（焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐）和有机结合的磷酸盐，存在于溶液和悬浮物中。

在淡水和海水中的平均含量分别为0.2mg/L和0.088mg/L。

化肥、冶铁和合成洗涤剂等行业的工业废水及生活污水中常含有较大量磷。

磷是生物生长的必需的元素之一，但水体中磷含量过高（如超过0.2mg/L），

可造成藻类的过度繁殖，直至数量上达到有害的程度（称为富营养化），造成湖泊、河流透明度降低，水质变坏。

为了保护水质，控制危害，在环境监测中，总磷已列入正式的监测项目。

总磷分析方法由两个步骤组成：

第一步可用氧化剂过硫酸钾、硝酸—高氯酸或硝酸—硫酸等，将水样中不同形态的磷转化为正磷酸盐。

第二步测定正磷酸盐（常用钼锑抗钼蓝光度法、氯化亚锡钼蓝光度法以及离子色谱法等），从而求得总磷含量。

本实验采用过硫酸钾氧化—钼锑抗钼蓝光度法测定总磷。

在微沸（最好在高压斧内径120℃加热）条件下，过硫酸钾将试样中不同形态的磷氧化为磷酸根。

磷酸根在硫酸介质中同钼酸铵生成磷钼杂多酸。

反应如下：

K2S2O8+H2O→2KHSO4+1/2O2

P（缩合磷酸盐或有机磷中的磷）+2O2→PO43-

3-2-++

PO43-+12MoO42-+24H++3NH4+→（NH4）PO4?

12MoO3+12H2O生成的磷钼杂多酸立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的低价钼的氧化物即钼蓝，生成钼蓝的多少与磷含量成正比关系，以此测定水样中总磷。

过硫酸钾消解法具有操作简单，结果稳定的特点，适用于绝大多数的地表水和部分工业废水，对于严重污染的工业废水和贫氧水，则要采用更强的氧化剂HNO3—HclO4或HNO3—H2SO4等才能消解完全。

钼锑抗钼蓝光度法灵敏度高，采用中等强度还原剂抗坏血酸，可避免还原游离的钼酸铵，因而显色稳定，重现性好。

酒石酸锑钾可催化钼蓝反应，在室温下显色可较快完成。

本法最低检出浓度为0.01mg/L，测定上限为0.6mg/L，砷大于2mg/L干扰测定，可用硫代硫酸钠去除。

硫化物大于2mg/L干扰测定，通氮气可

以去除。

铬大于50mg/L干扰测定，用亚硫酸钠去除

三、试剂和仪器

1、仪器：

7220型分光光度计

2、试剂：

过硫酸钾溶液50g/LH2SO4（3+7）、（1+1）

H2SO41mol/LNaOH1mol/L

酚酞10g/L（溶剂：

95%乙醇溶液）

抗坏血酸溶液100g/L：

溶解10g抗坏血酸于水中，并稀释至100mL，贮存于棕色、玻璃瓶中。

在冷处可稳定几周，如颜色变黄，应弃去重配。

钼酸盐溶液：

溶解13g钼酸铵［（NH4）6MoO7?

4H2O］于100mL的蒸馏水中，溶解0.35g酒石酸锑钾［KSbC4H4O7?

1/2H2O］于100mL蒸馏水中。

在不断搅拌下，将钼酸铵溶液徐徐加到300mL（1+1）硫酸溶液中，再加入酒石酸锑钾溶液，混匀。

贮存于棕色玻璃瓶中，于冷处保存，至少稳定两个月。

磷标准贮备液（50μg/ml,教师准备）：

称取（0.2197±

0.001）g于110℃干燥2h并在干燥器中放冷的磷酸二氢钾（KH2PO4），用水溶解后转移至1000mL比色管中，加入大约800mL蒸馏水，再加入5mL（1+1）HSO4，定容并混匀。

磷标准操作溶液（2.0μg/ml,学生准备）：

吸取10.00mL磷标准贮备液于250mL比色管中，用蒸馏水定容。

1.00mL此标准液含2.0μg磷。

使用当天配制。

1、水样预处理（教师准备）

从水样瓶中吸取适量混匀水样（含磷不超过30μg）于150mL锥形瓶中，加水至50mL，加数粒玻璃珠，加1mL（3+7）H2SO4溶液、5mL50g/L过硫酸钾溶液。

加热至沸，保持微沸30～40min，至体积约10mL止，放冷，加一滴酚酞指示剂，边摇边滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色，再滴加1mol/L硫酸溶液使红色刚好退去。

如溶液不澄清，则用滤纸过滤于50mL比色管中，用水洗涤锥形瓶和滤纸，洗涤液并入比色管中，加水至标线，供分析用。

2、标准曲线的制作

取7支50mL比色管，分别加入磷标准操作溶液0mL、0.5mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL、9.00mL。

a、显色：

向各比色管中加入1mL抗坏血酸溶液，混匀。

30s后加2mL钼酸盐溶液，充分混匀，加蒸馏水至50mL,放置15min。

b、测量：

使用光程为3cm比色皿，于700nm波长处，以试剂空白溶液为参比，测量吸光度，绘制A～C标准曲线。

3、试样测定

取3支50mL比色管，分别加入2.00mL、6.00mL、8.00mL未知水样，按标准曲线制作步骤（a～b）进行显色和测量。

从A～C标准曲线上查出含磷量，计算水样中总磷的含量（P总以mg/L表示）。

（2）实验完毕后关闭仪器,切断电源,整理实验台,盖好仪器

五、思考题

1、考虑到一般教学实验室的条件，本实验制作标准曲线时，省略了预处理的步骤，这样对试样的测定结果可能会有什么影响？

2、本实验测量吸光度时，以零浓度溶液为参比，这同以水作参比时比较，在扣除试剂空白方面，做法有何不同？

3、如果只需测定水样中可溶性正磷酸盐或可溶性总磷盐，应如何进行？

实验四紫外—可见分子吸收光谱法的应用—苯的紫

外光谱的测定与分析

1、掌握如何利用紫外分子吸收光谱仪进行定性和定量分析；

2、掌握UV-2100型双光束紫外—可见（UV—VIS）分光光度计的使用。

二、实验原理许多有机化合物在一定能量的电磁辐射下伴随着价电子能级的跃迁。

根据量子理论：

基态原子发生跃迁所吸收的能量是既定的，即满足ΔE=E1-E0=hv时,才

能产生跃迁。

产生各种跃迁所需的能量为：

ΔE电子≈1～20eV；

ΔE振动≈ΔE电子×

（1/10～1/100）≈0.01～2eV；

ΔE转动≈ΔE震动×

（1/10～1/100）≈1×

1-40～0.02eV,紫外可见光波长范围为:

λ可见=800nm～200nm.（常用的波长分析范围。

因为200nm～10nm为真空紫外区，主要是CO2、O2等对这波长范围的谱线有严重的吸收，导致干扰分析测定，所以要求在真空中进行测定）。

相对的能量为6.2eV～1.6eV，其能量可以满足部分电子能级跃迁的需要。

此外，在电子能级跃迁中也伴随着相应的振动和转动能级的变化（ΔE电子＞ΔE震动＞ΔE转动），若是仪器的分辨能力不高，则使三种谱线（或精密结构）密集在一起，则使打印出来的图谱的峰宽变宽（在仪器分辨能力一定时，溶剂由极性到非极性也可使这些精密结构消失[2]）。

利用分子中生色基团对特定谱线的吸收可进行定性分析，利用浓度与吸收值成正比（即朗伯—比尔定律）可进行定量分析。

进行定性分析时，一般用的是比较法，把待分析的未知化合物的谱图与纯的已知物的谱图或标准谱图（如萨勒特光谱图等）进行比较；

也可以用有机化合物吸收波长的经验规则的计算值进行分析。

但应该注意的是：

相同的紫外吸收光谱不能充分地证明两种化合物是完全相同。

因为只要有相同的发色基团，而分子结构就算不同，它们的最大吸收波长λmax仍然相同。

所以紫外—可见光谱图在分析未知化合物时只是提供有可能的基团结构信息，常和NMR、MS和IR（即四谱）联用，使得分析更为准确、可靠。

苯有三个吸收带，分别为：

E1带（180nm，εmax=6×

104L·

cm-1·

mol-1）、E2带（204nm，εmax=8×

10L·

mol-1）和B带（255nm，εmax=200L·

mol-1），都是n→n*的跃迁.在分析的时候可以大致进行判定.本实验主要研究苯的B带.

1、仪器UV-2100型双光束紫外可见分光光度计（附1cm的石英比色皿）2、试剂0.1mol/l苯储备溶液环己烷（A.R.）无水乙醇（AR）

通电之前检查样品室，拿出硅胶袋，样品室除比色皿架外，不应有其他物体。

打开主机电源开关，预热仪器。

仪器预热30分钟后，打开计算机，点击桌面UV-2100操作软件图标，进入紫外可见分光光度计仪器自检画面，点击开始，启动自检程序。

自检运行大约三分钟后，全部自检项目“OK”，出现“自检完成，

您可以进行测量了”的对话框，按下【确定】键，即可开始正常测量工作

未知物的光谱图扫描（定性分析测定）：

选择工具栏中的［光谱］项，进入光谱扫描测量后，首先点击【参数】项，根据光度、光谱、动力学等测量方法设定相应的测量参数。

设置好参数后，将参比池和样品池都加入参比液（无水乙醇或环己烷），盖好样品室盖。

按下显示窗【Baseline【命令按钮，自动校正仪器基线（注意：

此工作只需要在第一次测量时进行，只要不改变参比溶液和测量波长范围的情况下，只需校准一次）。

在样品池中加入样品液（苯标液），单击【测量】命令按钮。

即可进行测量运行测量完成后，点击工具栏上的【尺标】，或者点击图谱右侧的【样品数据】即可观察数据。

选择合适的波长为定量步骤测定浓度用，其波长为（nm）。

6、浓度的测量（定性分析测定）：

a、苯标准样品（,溶剂为环己烷或乙醇）的制备：

取四个10mL的容量瓶，用吸量管分别取0mL、0.5mL、1.0mL、1.5mL的0.1mol/l苯储备溶液，用环己烷（A.R.）或乙醇定容至刻度。

b、待测样品的制备:

取三个10mL的容量瓶，用吸量管分别取0.6mL、0.9mL、1.2mL的0.1mol/l苯储备溶液，用环己烷（A.R.）或乙醇（A.R.）定容至刻度。

C、选择工具栏中的［定量］项，进入定量测量界面，点击【参数】项，首先选择测量方法为单波长标准曲线法，选择零点插入，根据定性分析测的的波长，设定测量波长。

根据标准样品个数，设定标准样品数（0浓度除外）。

参数设定完毕后点击确定，退出。

先在参比池及第一个样品池中都加入参比液，点击下方工具栏中的【调节零点】。

取出第一个样品池中的参比液，将苯标准样品液依次放入样品池中，点击测量，并填入相应的标准样品号，并记录读数。

点击下方工具栏的【样品/标样】键，切换至未知试样测量界面，将未知样依次放入样品池中，点击测量，并记录读数。

7、测量工作完毕，取出比色皿清洗干净［最好用乙醇清洗］，擦干，放回盒子.关闭主机电源，退出计算机运行程序，关闭计算机，最后罩上仪器防尘罩。

8、做好仪器使用情况登记。

五、注意事项

开机时，应确认试样室光路上无遮挡物，并开机预热30分钟以上再测试。

不要在仪器上方倾倒测试样品，以免样品污染仪器表面，损坏仪器。

一定要将比色皿外部所沾样品擦拭干净，才能放进比色皿架进行测定不允许用酒精、汽油、乙醚等有机溶剂擦拭仪器开启除湿机，注意防潮。

六、数据处理

根据所打印的数据和谱图进行分析，并计算出被测试样苯的浓度，以mol/L表示（苯的分子量为78.11；

比重为0.88）。

七、思考题

1、用紫外—可见分光光度法测得某两种物质的最大吸收峰值在同一波长处，可否判断是同一物质？

为什么？

2、用紫外—可见分光光度法进行物质分析应注意什么？

3、在分析谱图时要不要注明所用的溶剂？

4、对苯的扫描谱图进行分析，指出E2和B带。

实验五水溶液pH值的测定

1、了解用直接电位法测定水溶液PH的原理和方法；

2、掌握pHS-3C型酸度计的操作方法。

二、实验原理

水溶液的pH通常是由酸度计进行测定的，以玻璃电极作为指示电极，饱和甘汞电极作参比电极，同时插入被测试液之中组成工作电极，该电池可以用下式表示：

（一）Ag,AgCl│HCl（0.1mol/L）玻│璃膜│试液║KCl（饱和）│HgCl2,Hg（+）▕←—————玻璃电极—————→▏∣←—饱和甘汞电极—→∣

在一定条件下，工作电池的电动势可表示为：

E=k+0.059pH（25℃）

由测得的电动势虽然能算出溶液的pH，但因上式的k值是由内、外参比电极以及难于计算的不对称电位和液接电位所决定的常数，实际计算并非易事，因此在实际工作中，与被测溶液的pH时，经常用已知pH的标准缓冲溶液来校正酸度计，校正时应选用与被测溶液的pH接近的标准缓冲溶液，以减少在测量过程中可能由于液接电位、不对称电位以及温度等变化而引起的误差，校正后的酸度计可直接测量水或其他低酸碱度溶液的pH值。

本实验所用的是复合电极。

复合电极其实也就是集成了工作电极和参比电极为一体的电极。

使用方便，但是不能长时间浸在蒸馏水中。

使用完毕要用蒸馏水洗净，然后在电极保护套里加少量外参比溶液方可套上电极保护套。

三、仪器和试剂

1、仪器pHS-3C型酸度计玻璃电极和甘汞电极（或复合电极）

2、试剂pH标准缓冲溶液

1、安装好多功能电极架及复合电极（在教师指导下安装）。

2、仪器的标定（定位）与测量

a、安上复合电极（或玻璃电极和甘汞电极），打开电源开关，按［pH/Mv］键选择pH测量模式；

b、按［温度］键，调节显示的温度为此时待测溶液的温度，再按［确认］键；

c、将复合电极下端的保护套拔下，并拉下电极上端的橡皮套，使其露出上端小孔，用蒸馏水清洗电极，并用滤纸吸干；

d、把电极插入pH=6.86的标准缓冲溶液中，待读数稳定后按［定位］键，并调节读数为该溶液温度下的pH值，