儀器分析經(jīng)典實(shí)驗(yàn)及練習(xí)題 超實(shí)用.doc

精品實(shí)驗(yàn)報告要求包括以下內(nèi)容：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理三、實(shí)驗(yàn)用品及儀器四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)一：紫外可見分光光度計測量高錳酸鉀溶液1、KMnO4儲備液配制稱取1.6g高錳酸鉀固體，置于燒杯中溶解，1000ml的容量瓶中定容，濃度約為0.01molL-1。2、KMnO4標(biāo)液配置用吸量管移取上述高錳酸鉀溶液1.0、2.0、3.0mL，分別放入三個50mL容量瓶中，加水稀釋至刻度，充分搖勻，各溶液KMnO4濃度分別為0.2、0.4、0.6mmol/L。（教師取xmL放入50mL容量瓶，定容，供學(xué)生測定濃度xmmol/L）3、KMnO4溶液的繪制分子吸收光譜（1）將配制好的各濃度的KMnO4溶液，用1cm比色皿，以蒸餾水為參比溶液（注意：測定吸收曲線時，每次改變波長后都要用參比液調(diào)T為0，及100）在440580nm波長范圍內(nèi)，每隔10nm測一次吸光度，在最大吸收波長附近，每隔5nm測一次吸光度（440，450，515，520，525，530，535570，580）。0.2 mmol/L入A0.2A0.4A0.6入A0.2A0.4A0.6入A0.2A0.4A0.6440500535450510540460515550470520560480525570490530580（3）在坐標(biāo)紙上，以波長為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)，繪制A和關(guān)系的吸收曲線。從吸收曲線上選擇最大吸收波長max，并觀察不同濃度KMnO4溶液的max和吸收曲線的變化規(guī)律。（4）吸收曲線的制作1）在最大吸收峰處（max），測定0.2、0.4、0.6mmol/L的吸光度，繪制濃度與吸光度的吸收曲線。2）測定未知濃度液體的吸光度值，通過工作線查出濃度值。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二：鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵實(shí)訓(xùn)目的：1、掌握用鄰二氮菲顯色法測定鐵的原理及方法。2、學(xué)習(xí)吸收曲線和工作曲線的繪制，掌握適宜測量波長的選擇。3、學(xué)習(xí)分光光度計的使用方法。一、原理1、鄰二氮菲(phen)和Fe2+在pH39的溶液中，生成一種穩(wěn)定的橙紅色絡(luò)合物Fe(phen)32+，鐵含量在0.16gmL-1范圍內(nèi)遵守比爾定律。其吸收曲線如圖所示。顯色前需用鹽酸羥胺或抗壞血酸將Fe3+全部還原為Fe2+，然后再加入鄰二氮菲，并調(diào)節(jié)溶液酸度至適宜的顯色酸度范圍。有關(guān)反應(yīng)如下：2Fe3+ + 2NH2OHHC12Fe2+ +N2+2H2O+4H+2C12、用分光光度法測定物質(zhì)的含量一般采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法，即配制一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，在實(shí)驗(yàn)條件下依次測量各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度(A)，以溶液的濃度為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。在同樣實(shí)驗(yàn)條件下，測定待測溶液的吸光度，根據(jù)測得吸光度值從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的濃度值，即可計算試樣中被測物質(zhì)的質(zhì)量濃度。二、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容（一）溶液的配置1、鐵標(biāo)準(zhǔn)儲備液的配置（10ug/ml）0.1g/L 稱取0.8634gNH4Fe(SO4)212H2O于燒杯中，加少量水和20mL的6MHCl溶液，溶解后，定量轉(zhuǎn)移到1L容量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，得到100ug/ml的儲備液，然后再吸取10ml定容100ml容量瓶，就得到10ug/ml的工作液。（提前配置）怎么來的？鐵的原子量為55.58，NH4Fe(SO4)212H2O的分子量為482.18，這樣稱量0.08634g的十二水合硫酸鐵銨就相當(dāng)于稱量了0.1g的鐵；如果六水合或者二十四水合，稱量的量就不一樣了。2、鹽酸羥胺水溶液或者抗壞血酸溶液（10%）、鄰二氮菲（0.15%），醋酸鈉1M（現(xiàn)用現(xiàn)配）。10g/（10+90ml水），0.15g/0.15+100ml水，8.293g/8.293+100ml水。3、系列鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置取6個50ml容量瓶進(jìn)行編號，分別加入10ug/ml鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液0、2、4、6、8、10ml（0、0.4、0.8、1.2、1.6、2ug/ml），然后加入1ml鹽酸羥胺溶液/抗壞血酸溶液，2ml鄰二氮菲溶液，5ml的NaAc溶液，每加入一種試劑都要初步混勻，再加另一種試劑。然后定容，放置十分鐘。4、教師取xml的鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液，放入50ml的容量瓶中，分別加入1ml鹽酸羥胺/抗壞血酸溶液，2ml鄰二氮菲溶液，5ml的NaAc溶液。定容，放置10分鐘待測。（二）吸收曲線的繪制在分光光度計上，用1cm吸收池，以試劑空白溶液為參比，在440560nm之間，以0.4 ug/ml（編號2）標(biāo)準(zhǔn)液測定吸收波峰，每隔10nm測定一次待測溶液的吸光度A，（440，450500、505、510、515，520，525，530，540，550，560nm），以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制吸收曲線，從而選擇測定鐵的最大吸收波長。（508nm，520nm）0.4 ug/ml入A入A入A440500535450510540460515550470520560480525570490530580注意：測定吸收曲線時，每次改變波長后都要用參比液調(diào)T為0，及100。（三）標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制以空白為參比，在選定波長下測量各溶液的吸光度。以鐵含量為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。（四）試樣中鐵含量的測定在相同條件下測量吸光度，由標(biāo)準(zhǔn)曲線計算試樣中微量鐵的質(zhì)量濃度。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目三：水溶液pH的測定一、用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液對食醋試液進(jìn)行電位滴定，通過測量工作電池的電動勢隨加入滴定劑體積的變化情況，繪制批pH V工作曲線、確定滴定終點(diǎn)。再根據(jù)滴定劑的濃度、終點(diǎn)消耗滴定劑的體積和試液的取用量，求出食醋的總酸度。二、藥品及標(biāo)準(zhǔn)液制備滴定分析儀器、酸度計、玻璃電極、飽和甘汞電極、電磁攪拌器、草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.1000 molL-1）、NaOH溶液（0.1 molL-1，準(zhǔn)確濃度待標(biāo)定）、食醋（0.05gmL-1）。1、草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置1.2607g（草酸分子量126.07）溶于100ml容量瓶中，得到0.1M的標(biāo)準(zhǔn)液。2、NaOH溶液的配置稱量0.4g的NaOH（分子量是40），溶于100ml的小燒杯中，得到0.1M的待測液。3、5.00 mL食醋試液100 mL容量瓶定容搖勻。三、操作1、標(biāo)定NaOH溶液（0.1 molL-1，準(zhǔn)確濃度待標(biāo)定），因?yàn)闅溲趸c和二氧化碳反應(yīng)了，或者和二氧化硅反應(yīng)了。準(zhǔn)確吸取草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液5.00mL（0.1M），置于100mL燒杯中，加30mL水，放入攪拌子。將待標(biāo)定的NaOH溶液裝入滴定管中，液面調(diào)至0.00mL處，開動攪拌器，開始滴定。測量在加入NaOH溶液0、1、2直至10mL后各個點(diǎn)的溶液電位值，判斷發(fā)生pH突躍時所需NaOH溶液的體積范圍，E1的最大值即為滴定終點(diǎn)。（草酸為二元弱酸，H2C2O4+2NaOH=Na2C2O4+2H2O）先粗判：將NaOH溶液裝入滴定管中，液面調(diào)至0.00 mL處，開動攪拌器，開始滴定。初步判斷發(fā)生pH突躍時所需NaOH溶液的體積范圍（10ml）。再精判：在精測時，開始以每隔0.5ml來計量，快到達(dá)突躍的時候以0.10mL（3-4滴）為體積增量來加入NaOH溶液，即測量加入8.00、8.10、8.20 直至10.00、10.10、10.20、10.30mLNaOH溶液時各點(diǎn)的電位值。記錄每次加入滴定劑后的總體積V和對應(yīng)的電位值E，計算出連續(xù)增加的電位值E1和E1之間的差值E2。E1的最大值即為滴定終點(diǎn)，終點(diǎn)后再繼續(xù)記錄一、二個電位值。記錄V/mLpHV/mLpHV/mLpH計算NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度：c(NaOH) = 式中c (NaOH) NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際濃度molL-1 ；V標(biāo)定消耗NaOH溶液的體積mL；0.1000 草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度molL-1；5.00草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積mL。2、NaOH標(biāo)準(zhǔn)液標(biāo)定食醋的濃度5.00 mL食醋試液100 mL容量瓶定容搖勻吸取試液10.00 mL100 mL燒杯30 mL蒸餾水電位滴定先粗判：將NaOH溶液裝入滴定管中，液面調(diào)至0.00 mL處，開動攪拌器，開始滴定。初步判斷發(fā)生pH突躍時所需NaOH溶液的體積范圍。再精判：在精測時，開始以每隔0.5ml來計量，快到達(dá)突躍的時候以0.10mL（3-4滴）為體積增量來加入NaOH溶液。V/mLE/mV/pHV/mLE/mV/pHV/mLE/mV/pH計算食醋的總酸度（以HAc的質(zhì)量濃度計）(HAc) = ，式中c (NaOH) NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的實(shí)際濃度molL-1 ；V 測定消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積L；60.06HAc的摩爾質(zhì)量g/mol； 食醋試液的體積mL。問題：（1）在標(biāo)定NaOH溶液濃度和測定食醋的總酸度時，為什么都采用了粗測和精測兩個步驟？為什么在離化學(xué)計量點(diǎn)較遠(yuǎn)時，每次加入較多的滴定劑，而接近化學(xué)計量點(diǎn)時，每次僅加入0.10 mL滴定劑？（2）試以計算法求出滴定終點(diǎn)時消耗滴定劑的體積，并與滴定曲線法比較其準(zhǔn)確性？第一章 紫外-可見分光光度法概念:1分子吸收光譜、Lamber-Beer定律、原子吸收光譜1、分子吸收光譜：若用一連續(xù)的電磁輻射照射樣品分子，將照射前后的光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⒂涗浵聛?，就可得到光?qiáng)度變化對波長的關(guān)系曲線，即為分子吸收光譜。吸收曲線可以作為物質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。2、Lamber-Beer定律：當(dāng)一束單色光通過含有吸光物質(zhì)的溶液后，溶液的吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度C及吸收層厚度L成正比。3、原子吸收光譜：蒸氣中基態(tài)原子對光源發(fā)出的該原子的特征窄頻輻射產(chǎn)生共振吸收，其吸光度在一定范圍內(nèi)與蒸氣中基態(tài)原子數(shù)相關(guān)。填空題：紫外可見分光光度計部件組成，如何調(diào)零1、紫外可見分光光度計：光源-單色器-樣品室-檢測器-顯示。2、將空白液及待測液分別導(dǎo)入比色杯34處，用擦鏡紙擦干凈外幣，放入樣品室，將空白管對準(zhǔn)光路。在暗箱蓋開啟狀態(tài)下調(diào)節(jié)零點(diǎn)調(diào)節(jié)器，使讀數(shù)盤指針指向“0”處。蓋上暗箱蓋調(diào)節(jié)“100”調(diào)節(jié)器，讀數(shù)盤指針指向“100”處，指針穩(wěn)定后逐步拉出樣品滑竿分別讀出測定管的光密度值，并記錄。3、每次改變波長/入射波長后都要用空白液調(diào)節(jié)透光率，用KMnO4溶液的繪制分子吸收光譜，以蒸餾水為空白溶液。4、運(yùn)用紫外可見分子吸收光譜時，在最大吸收波長處溶液的吸光度對濃度的變化反映最明顯，所以往往在最大吸收波長處運(yùn)用朗伯比爾定律進(jìn)行濃度分析，研究結(jié)果相對誤差小。5、鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵，顯色前需用鹽酸羥胺或抗壞血酸將Fe3+全部還原為Fe2+，然后再加入鄰二氮菲顯色，進(jìn)行測定。簡述題：一、偏離Lambert - Beer Laws的原因（溶液的吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度C之間是通過原點(diǎn)的一條直線，但是當(dāng)溶液濃度較高時，會出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象）1.由于非單色光引起的偏離，儀器越精密，單色光越好。2.溶液本身的化學(xué)和物理因素引起的偏離（1）溶液介質(zhì)不均勻引起的，乳濁液、膠體、懸濁液。（2）溶液中的副反應(yīng)發(fā)生而引起的，反應(yīng)條件影響顯色反應(yīng)。(3)當(dāng)濃度C10-2mol/L，粒子之間會發(fā)生作用，導(dǎo)致偏離。二、原子吸收發(fā)光譜法與紫外-可見分光光度法的比較1相同點(diǎn)：（1）都屬于吸收光譜；（2）遵守郎伯-比爾定律A=KC；（3）儀器基本組成相同：光源、單色器、吸收池、檢測器；（4）測量過程基本相同。2不同點(diǎn)：（1）吸收機(jī)理不同（2）光源不同；（3）儀器各部件排列順序不同。辨析題：1、鄰二氮菲分光光度法測定微量鐵，用蒸餾水做空白液。（ ）2、如果僅待測物與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有色，而待測物與顯色劑均無色，可用純?nèi)軇ɑ蛘麴s水）作參比溶液。（ ）3、紫外分光光度計用氫燈做光源，可見分光光度計用陰極燈做光源。（ ）4、當(dāng)一束平行光通過含有吸光物質(zhì)的溶液后，溶液的吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度C及吸收層厚度L成正比。（ ）第二章 電化學(xué)分析技術(shù)概念:電位分析法、直接電位法、電位滴定法、電位滴定法、參比電極、指示電極1、電位分析法：利用一個指示電極（其電位與被測物質(zhì)濃度有關(guān)）和參比電極（其電位保持恒定），與試液組成電池，根據(jù)電池的電動勢或電極電位來分析待測物質(zhì)濃度（活度）的方法，稱為電位分析。包括直接電位法和電位滴定法。2、直接電位法：根據(jù)被測物的濃度與電位的關(guān)系，直接測量電池的電動勢對濃度進(jìn)行分析，根據(jù)能斯特方程，計算待測物質(zhì)的含量。通過測量滴定過程中電池電動式的突變確定滴定終點(diǎn)。3、電位滴定法：在滴定過程中通過測量電位變化以確定滴定終點(diǎn)的方法，和直接電位法相比，電位滴定法不需要準(zhǔn)確的測量電極電位值。4、參比電極：與被測物質(zhì)無關(guān)，電位已知且穩(wěn)定，提供測量電位參考的電極，稱為參比電極。5、指示電極：在電化學(xué)分析過程中，電極電位隨溶液中待測離子活（濃）度的變化而變化，并指示出待測離子活（濃）度的電極稱為指示電極。填空題：1、電位分析法包括直接電位法和電位滴定法。2、在電化學(xué)分析過程中，利用指示電極和參比電極組成電池。3、在利用酸度計標(biāo)定NaOH溶液濃度和測定食醋的總酸度時，采用了粗測和精測兩個步驟。簡述題：在標(biāo)定NaOH溶液濃度和測定食醋的總酸度時，為什么都采用了粗測和精測兩個步驟？先粗測，大致確定所需標(biāo)準(zhǔn)液體的體積范圍。再精測，在離化學(xué)計量點(diǎn)較遠(yuǎn)時，每次加入較多的滴定劑，記錄E值，或者pH值，而接近化學(xué)計量點(diǎn)時，每次僅加入0.10 mL滴定劑就需要記錄E，這樣確定出來的滴定終點(diǎn)更加準(zhǔn)確。辨析題：1、離子選擇性電極是常用的指示電極也稱為膜電極，以測量或指示溶液中的離子活度（濃）的電極。發(fā)生的反應(yīng)是離子交換過程，不是氧化還原反應(yīng)。（ ）2、參比電極與被測物質(zhì)濃度有關(guān)，電位隨著待測物濃度的變化而變化。（ ）計算題：1、玻璃電極H+（=X）飽和甘汞電極構(gòu)成電池，當(dāng)緩沖液電池溶液pH=4，25用毫伏計測得此溶液的電動勢為0.209V。當(dāng)緩沖溶液由三種未知溶液代替時，測得電位值（1）0.312V、（2）0.088V、（3）-0.017V，試計算每種未知液的pH。（提示：應(yīng)用公式E=K+0.0592pH）2、玻璃電極H+（=X）飽和甘汞電極構(gòu)成電池，當(dāng)緩沖液電池溶液pH=4，25用毫伏計測得此溶液的電動勢為0.209V，當(dāng)緩沖液電池溶液pH=5.74，25用毫伏計測得此溶液的電動勢為0.312V，當(dāng)緩沖液的電位值為（1）0.088V、（2）-0.017V，試計算每種未知液的pH。（提示：應(yīng)用公式E=K+a*pH，毫伏計的指示探頭可能老化，a為未知數(shù)）。色譜法技術(shù)概念:基線、色譜峰、（色譜）峰高、峰寬1、基線：只有純的流動相（沒有樣品）經(jīng)過檢測器時記錄下的信號-時間曲線稱為基線。穩(wěn)定的基線是一條水平直線。2、峰高：從色譜峰頂?shù)交€的垂直距離用h表示，高度與組分的濃度相關(guān)，是定量的依據(jù)。3、峰寬：色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)之間的距離稱為峰寬W，峰高一半處峰的寬度稱為半峰寬W1/2。4、峰面積A：色譜峰與基線之間所圍成的面積稱為峰面積，用A表示，是色譜定量分析的基本依據(jù)。填空題：1、流動相是氣體，稱為氣相色譜法；流動相是液體，稱為液相色譜法；流動相是超臨界流體，稱為超臨界流體色譜法。2、理想峰的面積A=1.065*h*W1/2（近似等腰三角形）。3、色譜峰兩側(cè)拐點(diǎn)之間的距離稱為峰寬W，峰高一半處峰的寬度稱為半峰寬W1/2。簡述題：色譜法的特點(diǎn)1、分離效率高。例如毛細(xì)管氣相色譜柱30