環(huán)境監(jiān)測實(shí)驗(yàn)

1、環(huán)境分析實(shí)驗(yàn)教案任課教師：趙艷琴河北聯(lián)合大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)五. 差值紫外吸收光譜法測定廢水中微量苯酚一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙?. 學(xué)會使用紫外可見分光光度計；2. 掌握差值吸收光譜法測定廢水中微量苯酚的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理酚類化合物在酸、堿溶液中發(fā)生不同的離解，其吸收光譜也發(fā)生變化。例如，苯酚在紫外光區(qū)有兩個吸收峰，在酸性或中性溶液中，為210nm和272nm，在堿性溶液中，位移至235nm和288nm： 圖1為苯酚在兩種溶液中的吸收光譜。在紫外分析中，有時利用不同的酸、堿條件下光譜變化的規(guī)律直接對有機(jī)化合物進(jìn)行測定。圖1 苯酚的紫外吸收光譜曲線A:在0.1mol/L KOH溶液中苯酚的吸收光譜；曲

2、線B: 在中性溶液中苯酚的吸收光譜；曲線AB：苯酚的差值光譜廢水中含有多種有機(jī)雜質(zhì)，干擾苯酚在紫外區(qū)的直接測定。如果將苯酚的中性溶液作為參比溶液，測定苯酚堿性溶液的吸收光譜，利用兩種光譜的差值光譜，就有可能消除雜質(zhì)的干擾，實(shí)現(xiàn)廢水中苯酚含量的直接測定。這種利用兩種溶液中吸收光譜的差異進(jìn)行測定的方法，稱為差值吸收光譜法。三、儀器與試劑儀器：紫外可見分光光度計；容量瓶（50mL 10個）；吸量管(10mL,5mL)。試劑：苯酚標(biāo)準(zhǔn)溶液：稱取苯酚0.004 molL-1；KOH溶液：0.1molL-1。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 配制苯酚的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液將10個50 mL容量瓶分成兩組，各自編號。按表1所示加入

3、各種溶液，再用水稀釋至刻度，搖勻，作為苯酚的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。表1 配制溶液數(shù)據(jù)表瓶號第一組第二組苯酚mL苯酚mLKOHmL12.002.005.0023.003.005.0034.004.005.0045.005.005.0056.006.005.002. 繪制苯酚的吸收光譜取上述第3號的一對溶液，用1cm吸收池，以水作參比溶液，分別繪制苯酚在中性溶液和堿性溶液中的吸收光譜(250nm-320nm)。然后用苯酚的中性溶液作參比溶液，繪制苯酚在堿性溶液中的差值光譜，將數(shù)據(jù)填入表2，找差值光譜中的最大吸收波長。3. 測定苯酚兩種溶液的光譜差值從上述繪制的差值光譜中，選擇288nm附近最大吸收波長作為

4、測定波長，在紫外可見分光光度計上固定測定波長為， 然后以中性溶液為參比，測定堿性溶液的吸光度，即苯酚溶液兩種光譜的吸光度差值。以苯酚濃度為橫坐標(biāo)，以苯酚溶液兩種光譜的吸光度差值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線（表3）。 4. 未知試樣中苯酚含量的測定將4個50 mL容量瓶分成兩組，每組2個。分別加入未知樣4ml。將其中2個用去離子水稀釋，其余2個加入5.0 mL KOH溶液，再用去離子水稀釋至刻度、分別搖勻。分成2對，用1cm吸收池測定光度差值。五、注意事項(xiàng)1. 熟悉儀器使用及注意事項(xiàng)；2. 利用差值光譜進(jìn)行定量測定，兩種溶液中被測物的濃度必須相等。六、數(shù)據(jù)處理1. 將表中測得的光譜差值，繪制成吸光度濃

5、度曲線，計算回歸方程；2. 利用所得曲線或回歸方程，計算未知樣品中苯酚的含量(用molL-1表示)；3. 計算苯酚在堿性溶液(288nm附近)中的表觀摩爾吸收系數(shù)。表2 實(shí)驗(yàn)測定數(shù)據(jù)波長/nmA中性苯酚A堿性苯酚A差值250255260265267269271273275280285287289291293295300305310315320表3序號12345苯酚體積/mL苯酚濃度/mol.L-1A堿性-A中性七、思考題1. 繪制苯酚在中性溶液、堿性溶液中的光譜和差值光譜時，應(yīng)如何選擇參比溶液?2. 在苯酚的差值光譜上有兩個吸收峰，本實(shí)驗(yàn)采用288nm測定波長，是否可以用235nm波長作測定波

6、長?為什么?3. 試說明差值吸收光譜法與示差分光光度法有何不同?實(shí)驗(yàn)六 氣相色譜分析內(nèi)標(biāo)法測定鄰二甲苯中雜質(zhì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?（1）熟悉氣相色譜儀的操作，進(jìn)一步了解儀器的性能。 （2）掌握內(nèi)標(biāo)法定量的基本原理。 （3）學(xué)習(xí)應(yīng)用內(nèi)標(biāo)法測定試樣中雜質(zhì)含量的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理 對于試樣中少量雜質(zhì)的測定，或只需測定試樣中某些組分時，可采用內(nèi)標(biāo)法定量。用內(nèi)標(biāo)法測定時需在試樣中加入一種物質(zhì)作為內(nèi)標(biāo)物，而內(nèi)標(biāo)物質(zhì)應(yīng)符合下列條件：（1） 應(yīng)是試樣中不存在的物質(zhì)；（2） 內(nèi)標(biāo)物的色譜峰位置，應(yīng)位于被測組分色譜峰的附近；（3） 其物理性質(zhì)及物化性質(zhì)應(yīng)與被測組分相近。（4） 加入的量應(yīng)與被測組分含量接近。設(shè)在重量為W的

7、試樣中加入內(nèi)標(biāo)物重量為Ws，被測組分的重量為Wi，被測組分與內(nèi)標(biāo)物的色譜峰面積分別為Ai，As,則若以內(nèi)標(biāo)物作標(biāo)準(zhǔn)，則可設(shè)fs=1,那么：Ai/AsWi/Ws圖 內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線0 在不知道fi的情況下，可用內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法。即準(zhǔn)確配制一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液（內(nèi)標(biāo)物重量恒定），分別注入色譜儀中，測得相應(yīng)的Ai/As，繪制Ai/As-Wi/Ws內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖所示。然后準(zhǔn)確稱取一定量的試樣，加入與標(biāo)準(zhǔn)溶液同樣量的內(nèi)標(biāo)物，混勻后進(jìn)樣，即可得到試樣中該組分與內(nèi)標(biāo)物的峰面積之比Ai/As，根據(jù)此峰面積比，就可從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)的重量比Wi/Ws，則 內(nèi)標(biāo)法定量結(jié)果準(zhǔn)確，對于進(jìn)樣量及操作條件不需嚴(yán)格控制，內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

8、曲線法更適用于工廠的控制分析。本實(shí)驗(yàn)以苯作內(nèi)標(biāo)物，以內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法測定鄰二甲苯中雜質(zhì)環(huán)己烷的含量，出峰順序?yàn)榄h(huán)己烷，苯，鄰二甲苯。三、儀器與試劑 實(shí)驗(yàn)儀器：GC112A型氣相色譜儀、氫氣發(fā)生器、色譜柱（PEG-20M不銹鋼填充柱）、皂膜流量計、微量液體進(jìn)樣器（5L）實(shí)驗(yàn)試劑：環(huán)己烷（分析純）、苯（分析純）、鄰二甲苯（分析純）四、實(shí)驗(yàn)步驟:（一）標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：按下表準(zhǔn)確配制一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別置于具塞試劑瓶中混勻備用。 No. 苯/g 環(huán)己烷/g 鄰二甲苯/g 1 0.8780 0.1556 38.13 20.8780 0.3112 38.13 3 0.8780 0.4668 38.13 40

9、.8780 0.6224 38.13 50.87800.778038.13（二）實(shí)驗(yàn)條件：1、流速：60mL/min左右；2、柱溫：100、汽化室溫度：1503、檢測器：TCD，檢測器溫度為1504、進(jìn)樣量：5L（三）未知樣品的配制：稱取未知樣品40.0 g (稱至0.0001 g) 于具塞試劑瓶中，準(zhǔn)確加入0.8780 g苯混勻備用。（四）色譜分析： 1. 分別吸取上述各標(biāo)準(zhǔn)溶液及未知溶液5L注入色譜儀中，記錄下色譜圖。 2. 計算出各溶液相應(yīng)的環(huán)己烷與苯的重量比Wi/Ws和峰面積比Ai/As。 3. 繪制Ai/AsWi/Ws內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線。 4. 根據(jù)未知樣品的Ai/As值，于標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的Wi/Ws。 5. 計算未知樣品中苯的百分含量。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理: No.環(huán)己烷峰面積Ai苯峰面積As Wi/Ws Ai/As 1551024297840.1772210.128209 21302935367200.3544420.242758 3234102623671