两组分混合物的同时测定实验docWord下载.docx

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（2）导数分光光度法同时测定两组分混合物：

现代的紫外-可见分光光度计一般都能对吸收光谱进行微分处理，获得导数光谱。

利用导数光谱进行分光光度测定，称为导数分光光度法。

这样的分光光度计，一般可以获得1～4阶导数光谱。

在各阶导数光谱中，吸光度对波长的微分值与溶液中组分的浓度仍保持线性关系：

式中，c为组分的浓度；

n为导数的阶数。

因此可以利用导数光谱进行定量测定。

由于导数光谱灵敏度高，对于试样纯度检验，多组分混合物的测定，消除共存杂质的干扰与背景吸收，测定浑浊试样都具有特殊的优越性。

导数光谱数值的测定方法有切线法、峰谷法和峰零法，即量取两个极值之间的距离p，本实验分别用分光光度法和导数分光光度法测定Cr和Co混合物的浓度。

【主要仪器和试剂】

仪器：

GBC-cintra10e分光光度计；

容量瓶：

25mL8个；

试剂：

Co（NO3）2标准溶液0.350mol/L;

Cr（NO3）3标准溶液0.100mol/L;

Co和Cr混合试样。

【实验步骤】

（1）分光光度法同时测定两组分混合物组成：

配制标准系列溶液：

在4个25mL容量瓶中，分别加入2.50,5.00,7.5,10.00mL的Co（NO3）2标准溶液。

另取4各25mL容量瓶，分别加入2.50,5.00,7.5,10.00mL的Cr（NO3）3标准溶液。

分别用去离子水稀释至刻度，摇匀。

绘制Co2+和Cr3+标准溶液的吸收光谱：

用1cm吸收池，以去离子水做参比溶液，在可见光区分别绘制Co2+和Cr3+溶液的吸收光谱，并由曲线上找出

标准曲线的绘制：

以蒸馏水为参比，在

分别测定配制的Co（NO3）2和Cr（NO3）3系列标准溶液的吸光度，并分别绘制二者的标准曲线。

混合试样吸收光谱：

用1cm吸收池，以去离子水作参比溶液，绘制混合试样的吸收光谱，读出试液在波长

处的吸光度

（2）导数分光光度法测定两组分混合物：

绘制Co和Cr标准溶液的导数光谱：

以去离子水作参比溶液，分别绘制标准溶液1～4阶导数光谱。

选择适当阶数的导数光谱作为定量分析的依据。

绘制混合试样的导数光谱：

在上述条件下，绘制混合试样的1～4阶导数光谱。

【实验数据及结果】

1.分光光度法

（1）标准曲线的绘制

Co标准液，λ=450nm，拟合斜率=3.08857

浓度

（mol/L）

项目

0.035

0.070

0.105

0.140

1

0.1013

0.2072

0.3171

0.4246

2

0.1015

0.2068

0.3172

0.4252

3

0.1017

0.2070

0.3174

0.4256

平均

0.4251

Co标准液，λ=540nm,拟合斜率=2.25914

0.0710

0.1467

0.2267

0.3076

0.1465

0.2269

0.3079

0.0712

0.1466

0.2272

0.3082

0.0711

Cr标准液，λ=450nm，斜率=9.917

0.010

0.020

0.030

0.040

0.0956

0.1968

0.2923

0.3945

0.0960

0.1961

0.0961

0.1962

0.2924

0.3944

0.0959

0.1964

Cr标准液，λ=540nm,斜率=6.878

0.0807

0.1477

0.2168

0.2867

0.0811

0.1481

0.2171

0.2871

0.0813

0.2178

0.2878

0.0810

0.1480

0.2172

0.2872

（2）未知液浓度的计算

测定

对象

未知液

λ=nm

未知液（稀释10倍）

2.6223

2.6277

1.8247

1.8311

0.2580

0.1938

0.2556

0.1918

2.6253

2.6316

1.8267

1.8329

0.2578

0.2559

0.1923

2.6274

2.6325

1.8292

1.8341

0.2577

0.1937

0.2560

0.1927

2.6250

2.6306

1.8269

1.8327

0.2558

测量发现，未知液浓度的吸光度标准溶液在线性范围之外，所以将未知液稀释十倍以后再测量其吸光度，由实验原理中的公式可知，解方程组

其中x为Co，y为Cr

=3.089；

，=9.917

=2.259；

，=6.878

带入稀释后的值，解方程组，得：

第一组：

C[Co]（稀释）=0.1355mol/LC[Cr]（稀释）=-0.0163mol/L

第二组：

C[Co]（稀释）=0.1278mol/LC[Cr]（稀释）=-0.0140mol/L

2.导数分光光度法

由吸收图谱可以看出，Cr在400nm和600nm左右有吸收峰，而Co在500nm左右有吸收峰，所以，计算Co浓度系数应选择500nm处的极值距离，计算Cr浓度应选择400nm或者600nm左右的极值距离

Co标准曲线导数，取第一和第二组较为明显的波峰和波谷

0.035mol/L0.070mol/L

0.105mol/L0.140mol/L

浓度（mol/L）

波峰组

波峰y

0.002585

0.001646

0.005092

0.003229

0.007711

0.004917

0.010341

0.006626

波谷y’

0.001147

-0.003411

0.002345

-0.006747

0.003569

-0.010212

0.004827

-0.013749

极值距离p

0.001438

0.005057

0.002747

0.009976

0.004142

0.015129

0.005514

0.020375

拟合斜率1=0.03892，拟合斜率2=0.14602

Cr标准曲线导数，取第一和第二组较为明显的波峰和波谷

0.010mol/L0.020mol/L

0.030mol/L0.040mol/L

0.003076

0.002276

0.006417

0.003283

0.009439

0.004069

0.012869

0.006601

-0.002518

-0.001583

-0.005499

-0.003372

-0.008245

-0.005086

-0.011074

-0.006879

0.005594

0.003859

0.011916

0.006655

0.017684

0.009155

0.023943

0.01348

拟合斜率1=0.60815，拟合斜率2=0.31363

未知样（测两次）

取400nm和500nm左右较为明显的波峰和波谷，图中A为波长，B为导数值

12

实验编号

400nm

500nm

0.049076

0.029138

0.029278

-0.022140

-0.017254

-0.021550

-0.017366

0.071216

0.046392

0.070626

0.046644

对于Co，取500nm左右处的编号第2组极值距离，k1=0.14602

对于Cr，取400nm左右处的编号第1组极值距离，k2=0.60815

p1=k1c1，p2=k2c2

将编号第1组p带入，c1，为Co，c2为Cr，解得，c1=0.318mol/L，c2=0.117mol/L

将编号第2组p带入，c1，为Co，c2为Cr，解得，c1=0.319mol/L，c2=0.116mol/L

【结果讨论】

在采用分光光度法同时测定两混合物组成时，从结果看，由于有一个组分的结果为负数，实验失败。

分析原因如下：

（1）标准溶液配制：

将原液转移到容量瓶的过程中部分溶液沾到容量瓶刻线以上部分的内壁上，而且后来滴加去离子水至容量瓶刻线时不慎超过了刻线，故造成容量瓶内溶液体积实际高于所规格的体积，使溶液浓度偏低。

（2）比色皿：

比色皿没有清洗干净，表面残留有较多的前一组测量物质，影响了本组测量，或者比色皿上残留有少量气泡，影响了光度的吸收。

【注意事项】

1.比色皿每次使用都要清洗干净。

依次用自来水，弱碱洗涤剂，蒸馏水仔细淋洗。

2.使用前先用被测溶液淋洗内壁3次，注意保护其透光面，拿取时不要触碰到。

3.比色皿要配对使用，不同盒子里的比色皿不能混用。

4.比色皿放入比色皿槽架时应该有固定朝向。

【思考题】

1、分光光度法中，两组分同时测定时，如何选择测定波长

？

答：

在紫外波长分光的光谱范围，如300-800nm分别对于两个组分的标准试样进行扫描，将两个扫描结果吸光度图谱重叠比较，选出两个吸收峰线的交点，即能让对两个组分的吸光度都很大的点。

此两点对应的波长即为测定波长λ1，λ2。

2、导数光谱条件（光谱带通、扫描速度、步长）的改变，对导数光谱是否产生影响？

试加以说明。

（1）光谱带通又称单色仪的光谱通带或带宽。

指单色仪出射狭缝的辐射波长区间宽度。

如出射狭缝为S（mm），单色仪的倒线色散率为D（nm/mm），则光谱通带Δλ=D×

S（nm）。

i.光谱带通越大，导数光谱的扫描范围越大。

狭缝设定的越窄，图谱分辨率越高，但信噪比下降；

当狭缝过宽时，图谱的重现性变好，但峰形变宽，有时会将有用的小峰掩盖在其中；

ii.如果狭缝选择的较窄，扫描速度应该放慢；

因为检测器尽管比人的眼睛灵敏，但也有惰性；

当狭缝窄扫描速度快时，检测器的响应速度下降，尤其是类如硅光二极管的检测器更甚；

（2）其他条件固定，扫描速度的快慢影响了图谱分辨率的高低，扫描速度越慢，导数图谱约为精细。

（3）步长越大，采样点越少，对图谱处理的快，真实性和分辨率强，但信噪比略差；

步长越小，采样点越多，图谱的重现性和光滑性好，但对于小峰的分辨率变差，甚至会使图谱峰值变低和后滞。

3、本实验影响结果的准确性的因素有哪些？

（1）标准溶液配制正确；

（2）比色皿的洗涤洁净程度；

（3）仪器的检测限大小；

（4）方法的选择，标准曲线法，外标法等，不同的方法对于特定实验准确性不一样。