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文檔簡介
儀器分析實(shí)驗(yàn)漆紅蘭honglanqi@8202儀器分析實(shí)驗(yàn)組成:共6個(gè)實(shí)驗(yàn),分6個(gè)大組光3個(gè)實(shí)驗(yàn)(紫外-可見、熒光、原子吸收)紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量(2組)熒光光度法測定多維葡萄糖粉中維生素B2的含量(2組)原子吸收光譜法測定鈣最佳實(shí)驗(yàn)條件的選擇(1組)電1個(gè)實(shí)驗(yàn)循環(huán)伏安法測定亞鐵氰化鉀(2組)色譜2個(gè)實(shí)驗(yàn)(氣相色譜、液相色譜)苯、甲苯、乙苯混合物的分離與定量分析(1組)反相色譜法測定樣品中尼泊金甲酯的含量(1組)儀器參觀1個(gè)實(shí)驗(yàn)(1組,附加)pH計(jì)的使用(2組,附加)注意事項(xiàng):實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告(檢查、記錄數(shù)據(jù)、簽字)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(數(shù)據(jù)記錄和處理)實(shí)驗(yàn)服、實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生、實(shí)驗(yàn)室安全和路途安全實(shí)驗(yàn)小組(6組,輪流實(shí)驗(yàn),6周)儀器分析定性分析定量分析方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)
一、標(biāo)準(zhǔn)曲線二、靈敏度三、精密度四、檢出限五、準(zhǔn)確度一、標(biāo)準(zhǔn)曲線1.標(biāo)準(zhǔn)曲線
標(biāo)準(zhǔn)曲線又稱校準(zhǔn)曲線,是被測物質(zhì)的濃度或量與儀器響應(yīng)信號(hào)的關(guān)系曲線,用標(biāo)準(zhǔn)溶液或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)繪制。2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線是依據(jù)一系列被測物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(或含量)和其響應(yīng)信號(hào)測量值來繪制的。只要在與校準(zhǔn)曲線的相同的實(shí)驗(yàn)條件下測得樣品溶液的峰電流,即可在校準(zhǔn)曲線上求得樣品溶液中被測物質(zhì)的濃度C。3.線性范圍校準(zhǔn)曲線的直線部分所對(duì)應(yīng)的被測物質(zhì)的濃度或量的范圍叫作該方法測定這種物質(zhì)的線性范圍。一般說來,好的分析方法應(yīng)有較寬的線性范圍。圖1-1伏安法校準(zhǔn)曲線曲線的橫坐標(biāo)是試液的濃度C縱坐標(biāo)是峰電流這種線性關(guān)系可以用一元線性回歸法求出b叫回歸系數(shù)即回歸直線斜率,也就是方法的靈敏度。r叫相關(guān)系數(shù),表示線性關(guān)系的好壞。r值在+1.0000與-1.0000之間。當(dāng)越接近1,則y與x之間的線性關(guān)系就越好。二、靈敏度(Sensitivity)
被測物質(zhì)單位濃度或單位質(zhì)量的變化引起響應(yīng)信號(hào)值變化的程度,稱為方法的靈敏度,用S表示。根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(簡稱IUPAC)的規(guī)定,靈敏度是指在測定濃度范圍中標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率。在分析化學(xué)中使用的許多標(biāo)準(zhǔn)曲線都是線性的,一般是通過測量一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液來求得,可用下式表示:式中:dc
和dm
分別為被測物質(zhì)的濃度和質(zhì)量的變化量,dx為響應(yīng)信號(hào)的變化量。標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率越大,方法的靈敏度就越高。三、精密度(precision)
使用同一方法,對(duì)同一試樣進(jìn)行多次測定所得結(jié)果的一致程度(重復(fù)性和再現(xiàn)性)。重復(fù)性同一分析人員在同一條件下平行測定結(jié)果的精密度又稱重復(fù)性。再現(xiàn)性不同實(shí)驗(yàn)室所得測定結(jié)果的精密度又稱再現(xiàn)性。精密度常用測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差s或相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差量度。
四、檢出限(DetectionLimit)
某一方法在給定的置信水平上可以檢出被測物質(zhì)的最小濃度或最小質(zhì)量稱為這種方法對(duì)該物質(zhì)的檢出限,以濃度表示的稱為相對(duì)檢出限,以質(zhì)量表示的稱為絕對(duì)檢出限。檢出限是一個(gè)定性概念,只表明此濃度或量的響應(yīng)信號(hào)可以與空白信號(hào)相區(qū)別。在檢出限附近不能進(jìn)行定量分析。對(duì)于光學(xué)分析方法,可以與空白信號(hào)區(qū)別的最小信號(hào)XL。以下式確定式中Xb為空白信號(hào)的平均值,sb為空白信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,k為根椐一定的置信水平確定的系數(shù),IUPAC(國際純粹及應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì))建議k值取3。能產(chǎn)生響應(yīng)信號(hào)為XL-Xb的被測物質(zhì)的濃度或量就是方法對(duì)該物質(zhì)的檢出限,用DL表示。式中S是方法的靈敏度。1位有效數(shù)字檢出限與靈敏度關(guān)系靈敏度高,精密度好,檢出限低靈敏度是分析信號(hào)隨被測物質(zhì)含量變化的大小,與儀器信號(hào)的放大倍數(shù)有關(guān)檢出限與空白信號(hào)波動(dòng)或儀器噪音相關(guān),具有明確的統(tǒng)計(jì)學(xué)含義。檢出限是方法靈敏度和精密度的綜合指標(biāo)五、準(zhǔn)確度(Accuracy)樣品含量的測定值與樣品含量真實(shí)值(亦稱真值)相符合的程度稱為準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度常用相對(duì)誤差量度。式中x為樣品含量的測定值,μ為樣品含量的真值。準(zhǔn)確度是分析過程中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合反映,它決定著分析結(jié)果的可靠程度。方法有較好的精密度且消除了系統(tǒng)誤差后,才有較好的準(zhǔn)確度?!?S+2A”,即Sensitivity(靈敏度),Selectivity(選擇性),Speediness(速度),Accuracy(準(zhǔn)確度),Automation(自動(dòng)化程度)IUPAC建議將精密度、準(zhǔn)確度和檢出限三個(gè)指標(biāo)作為分析方法的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)?!?S+2A”用某伏安分析新分析法測定試樣中的鉛離子濃度,獲得如下數(shù)據(jù):鉛離子濃度(mg/mL)0.0000.0020.0050.0100.0200.0300.040峰電流平均值(nA)1.4800.0420.0520.0760.1640.2280.312鉛離子濃度(mg/mL)0.0600.1000.1400.1800.2200.2600.300峰電流平均值(nA)0.4520.7321.0141.2881.4421.4801.500說明:空白溶液測定10次,標(biāo)準(zhǔn)偏差s為0.024(mg/mL,這個(gè)值要自己會(huì)計(jì)算),標(biāo)準(zhǔn)溶液測定次數(shù)為3次。(1)試?yán)L制標(biāo)準(zhǔn)曲線;(2)寫出標(biāo)準(zhǔn)曲線的一元線性回歸方程,確定其線性范圍和該方法的靈敏度;3)試計(jì)算該方法的檢出限。解:(1)利用實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在Excel軟件表中按濃度為A列和峰電流平均值為B列制表。使用Excel軟件繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,見圖。(2)使用Excel軟件繪制線性標(biāo)準(zhǔn)曲線,見圖1-3。由圖1-3確定一元線性回歸方程為I(nA)=6.915c+0.036(c單位為mg/mL),相關(guān)系數(shù)平方值為0.9997,線性范圍為0.02~0.22mg/mL,方法在線性范圍內(nèi)的靈敏度為6.915nA/mg/mL。
線性標(biāo)準(zhǔn)曲線圖(3)計(jì)算該方法的檢出限為:(mg/mL)定量分析方法標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)加入法歸一化法(色譜)紫外-可見吸收光譜法又稱紫外-可見分光光度法,是以溶液中物質(zhì)的分子或離子對(duì)紫外和可見光譜區(qū)輻射能的選擇性吸收為基礎(chǔ)而建立起來的一類分析方法。紫外光:10-400nm可見光:400-780nm,可被人們的眼睛所感覺特點(diǎn):帶光譜分子光譜應(yīng)用:定性分析-最大吸收波長定量分析-朗伯-比爾定律(標(biāo)準(zhǔn)曲線法和標(biāo)準(zhǔn)加入法)定性分析原理吸收曲線:吸收峰的數(shù)目、位置、相對(duì)強(qiáng)度以及吸收峰的形狀
根據(jù)朗伯-比耳定律:A=εbc,當(dāng)入射光波長λ及光程b一定時(shí),在一定濃度范圍內(nèi),有色物質(zhì)的吸光度A與該物質(zhì)的濃度c成正比。
標(biāo)準(zhǔn)曲線法:只要繪出以吸光度A為縱坐標(biāo),濃度c為橫坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)曲線,測出試液的吸光度,就可以由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得對(duì)應(yīng)的濃度值,即未知樣的含量。
定量分析原理儀器組成部件各種類型的紫外-可見分光光度計(jì),如下圖所示,從總體上來說是由五個(gè)部分組成,即光源、單色器、吸收池、檢測器和信號(hào)顯示記錄裝置。光源檢測器信號(hào)顯示記錄裝置吸收池單色器紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量的原理。掌握紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。掌握TU-1901紫外-可見分光光度計(jì)的使用方法并了解此儀器的主要構(gòu)造。定性、定量(標(biāo)準(zhǔn)曲線法)
本實(shí)驗(yàn)采用紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量。蛋白質(zhì)中酪氨酸和色氨酸殘基的苯環(huán)含有共軛雙鍵,因此,蛋白質(zhì)具有吸收紫外光的性質(zhì),其最大吸收峰位于280nm附近(不同的蛋白質(zhì)吸收波長略有差別)。在最大吸收波長處,吸光度與蛋白質(zhì)溶液的濃度的關(guān)系服從朗伯-比耳定律。280nm275nm實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量的原理。預(yù)習(xí)紫外分光光度法測定蛋白質(zhì)含量的實(shí)驗(yàn)步驟。了解TU-1901紫外-可見分光光度計(jì)的主要構(gòu)造。TU-1901紫外-可見分光光度計(jì),比色管,吸量管標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液:3.00mg.mL-1溶液0.9%NaCl溶液,待測蛋白質(zhì)溶液(牛血清白蛋白)儀器與試劑1.啟動(dòng)計(jì)算機(jī),打開主機(jī)電源開關(guān),啟動(dòng)工作站并初始化儀器。2.在工作界面上選擇測量項(xiàng)目(光譜掃描,光度測量),本實(shí)驗(yàn)選擇光度測量,設(shè)置測量條件(測量波長等)。3.將空白放入測量池中,點(diǎn)擊START掃描空白,點(diǎn)擊ZERO校零。4.標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作?;静僮鲗?shí)驗(yàn)步驟1.吸收曲線的繪制和最大吸收波長的選擇:
用吸量管分別吸取1.0mL3.00mg.mL-1標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液于10mL比色管中,用0.9%NaCl溶液稀釋至刻度,搖勻。用1cm石英比色皿,以0.9%NaCl溶液為參比,在190-400nm區(qū)間,掃描獲得吸收曲線。選擇最大吸收波長。2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
:
用吸量管分別吸取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL3.00mg.mL-1標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液于5只10mL比色管中,用0.9%NaCl溶液稀釋至刻度,搖勻。用1cm石英比色皿,以0.9%NaCl溶液為參比,在280nm(選定波長下)處分別測定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度A280,記錄所得讀數(shù)。3.樣品測定:取待測蛋白質(zhì)溶液3mL,按上述方法測定280nm處的吸光度。平行測定三份。繪制吸收曲線。以蛋白質(zhì)濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。3.根據(jù)樣品溶液的吸光度,從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出待測蛋白質(zhì)的濃度。數(shù)據(jù)處理分子發(fā)光分析法分子發(fā)光分析法包括分子熒光分析法,磷光分析法、化學(xué)發(fā)光分析法和生物發(fā)光分析法。實(shí)驗(yàn)原理熒光分析法
常溫下,處于基態(tài)的分子吸收一定的紫外可見光的輻射能成為激發(fā)態(tài)分子,激發(fā)態(tài)分子通過無輻射躍遷至第一激發(fā)態(tài)的最低振動(dòng)能級(jí),再以輻射躍遷的形式回到基態(tài),發(fā)出比吸收光波長長的光而產(chǎn)生熒光。在稀溶液中,熒光強(qiáng)度IF與物質(zhì)的濃度c有以下的關(guān)系:當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件一定時(shí),熒光強(qiáng)度與熒光物質(zhì)的濃度成線性關(guān)系:這是熒光光譜法定量分析的理論依據(jù)。a.與紫外-可見分光度法比較,熒光分析法具有更高的靈敏度。b.選擇性好。熒光法既能依據(jù)發(fā)射光譜,又能依據(jù)吸收光譜來鑒定物質(zhì)。c.所需試樣量少、操作方法簡便。熒光分析法的特點(diǎn)激發(fā)光譜:固定測量波長(選最大發(fā)射波長),化合物發(fā)射的熒光強(qiáng)度與照射光波長的關(guān)系曲線。激發(fā)光譜曲線的最高處,處于激發(fā)態(tài)的分子最多,熒光強(qiáng)度最大。發(fā)射光譜:固定激發(fā)光波長(選最大激發(fā)波長),化合物發(fā)射的熒光強(qiáng)度與發(fā)射光波長關(guān)系曲線。固定發(fā)射光波長進(jìn)行激發(fā)光波長掃描,找出最大激發(fā)光波長,然后固定激發(fā)光波長進(jìn)行熒光發(fā)射波長掃描,找出最大熒光發(fā)射波長。激發(fā)光波長和發(fā)射熒光波長的選擇是本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。熒光光譜激發(fā)光譜發(fā)射光譜熒光分析儀器
常用的熒光分析儀器由激發(fā)光源、單色器、液槽、檢測器和顯示記錄器五部分構(gòu)成,如下圖所示:熒光分析儀器與分光光度計(jì)比較主要差別有兩點(diǎn):a.熒光分析儀器采用垂直測量方式,以消除透射光的影響;b.熒光分析儀器有兩個(gè)單色器,能夠獲得單色性較好的激發(fā)光并消除其它雜散光干擾。液槽顯示器單色器檢測器I0IIf光源單色器a.光源:在熒光計(jì)中常用鹵鎢燈作光源;熒光分度計(jì)常采用高壓汞燈或氙弧燈做光源。b.單色器:熒光計(jì)的單色器是濾光片,只能用于定量分析;熒光分光光度計(jì)采用兩個(gè)光柵單色器,可獲得激發(fā)光譜和熒光光譜。c.檢測器:熒光計(jì)采用光電管作檢測器;熒光分光光度計(jì)采用光電倍增管作檢測器。儀器部件熒光分光光度法測定多維葡萄糖粉中維生素B2的含量實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)熒光分光光度法測定多維葡萄糖粉中維生素B2的分析原理。掌握熒光分光光度計(jì)的操作技術(shù)和測定多維葡萄糖粉中維生素B2的方法。定性、定量(標(biāo)準(zhǔn)曲線法)
維生素B2(又叫核黃素,VB2)是橘黃色無臭的針狀結(jié)晶,其結(jié)構(gòu)式為:維生素B2易溶于水而不溶于乙醚等有機(jī)溶劑,在中性或酸性溶液中穩(wěn)定,光照易分解,對(duì)熱穩(wěn)定。多維葡萄糖粉中維生素B2含量的測定
維生素B2溶液在430~440nm藍(lán)光的照射下,發(fā)出綠色熒光,其峰值波長為525nm。VB2的熒光在pH=6~7時(shí)最強(qiáng),在pH=11時(shí)消失。維生素B2在堿性溶液中經(jīng)光線照射會(huì)發(fā)生分解而轉(zhuǎn)化為光黃素,光黃素的熒光比核黃素的熒光強(qiáng)的多,故測VB2的熒光時(shí)溶液要控制在酸性范圍內(nèi),且在避光條件下進(jìn)行。多維葡萄糖中含有維生素B1、B2、C、D2及葡萄糖,其中維生素C和葡萄糖在水溶液中不發(fā)熒光,維生素B1本身無熒光,在堿性溶液中用鐵氰化鉀氧化后才產(chǎn)生熒光,維生素D2用二氯乙酸處理后才有熒光,他們都不干擾維生素B2的測定。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)熒光分光光度法測定多維葡萄糖粉中維生素B2的分析原理。了解熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。了解熒光光度計(jì)的操作步驟和測定多維葡萄糖粉中維生素B2的方法。970CRT熒光光度計(jì)(上海分析儀器總廠)5mL吸量管1只,2mL吸量管1只,50mL容量瓶7只10.0μg·mL-1VB2標(biāo)準(zhǔn)溶液(置陰暗處保存),冰乙酸(AR),多維葡萄糖粉試樣儀器與試劑1.打開氙燈,再打開主機(jī),然后打開計(jì)算機(jī)啟動(dòng)工作站并初始化儀器。2.儀器初始化完畢后,在工作界面上選擇測量項(xiàng)目,設(shè)置適當(dāng)?shù)膬x器參數(shù):激發(fā)波長=440nm(選擇),發(fā)射波長=540nm(選擇)。3.樣品測定。4.退出主程序,關(guān)閉計(jì)算機(jī),先關(guān)主機(jī),最后關(guān)氙燈。基本操作1.標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制及標(biāo)準(zhǔn)溶液熒光強(qiáng)度的測定:在六個(gè)干凈的50mL容量瓶中,分別吸取0.50、1.00、1.50,2.00、2.50和3.00mLVB2標(biāo)準(zhǔn)溶液,各加入2.00mL冰乙酸,稀釋至刻度,搖勻。任取一份溶液,繪制激發(fā)光譜和發(fā)射光譜曲線,選擇最大激發(fā)波長和最大發(fā)射波長。在選定的條件下,從稀到濃測量系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強(qiáng)度。2.未知試樣的測定:
稱取0.15-0.20g多維葡萄糖粉試樣,用少量水溶解后轉(zhuǎn)入50mL容量瓶中,加2.00mL冰乙酸,稀釋至刻度,搖勻。用測定標(biāo)準(zhǔn)系列時(shí)相同的條件,測量其熒光強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)步驟1.用標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的熒光強(qiáng)度繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。2.根據(jù)待測液的熒光強(qiáng)度,從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線上求得其濃度,計(jì)算出試樣中VB2含量。數(shù)據(jù)處理1.試解釋熒光光度法較吸收光度法靈敏度高的原因。2.本實(shí)驗(yàn)為何在酸性溶液中測定維生素B2?注意事項(xiàng)和問題原子吸收光譜法原子吸收光譜法(AtomicAbsorptionSpectrometry,AAS)是根據(jù)物質(zhì)的基態(tài)原子蒸氣對(duì)特征輻射的吸收作用來進(jìn)行元素定量分析的方法。1.特點(diǎn)(1)檢出限低,10-10~10-14g;
(2)準(zhǔn)確度高,1%~5%;
(3)選擇性高,一般情況下共存元素不干擾;
(4)應(yīng)用廣,可測定70多個(gè)元素(各種樣品中);2.缺點(diǎn):難熔元素、非金屬元素測定困難,不能進(jìn)行多元素同時(shí)測定。
原子吸收光譜儀(原子吸收分光光度計(jì))主要由銳線光源、原子化器、分光系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和電源同步調(diào)制系統(tǒng)五部分組成。
原子吸收光譜法測定鈣最佳實(shí)驗(yàn)條件的選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)原子吸收光譜法最佳實(shí)驗(yàn)條件選擇的方法。掌握火焰原子吸收分光光度計(jì)的使用方法。定量(條件選擇)
在原子吸收測定中,實(shí)驗(yàn)條件的選擇直接影響到測定的靈敏度、準(zhǔn)確度、精密度和方法的選擇性。本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)一系列實(shí)驗(yàn)條件(包括燃?xì)獾牧髁勘?、燈電流、單色器通帶寬度以及燃燒器高度和位置)等的選擇和優(yōu)化,選定測定鈣的最佳實(shí)驗(yàn)條件。
助燃比不同,火焰的溫度和性質(zhì)不同,因而元素的原子化程度不同。通常固定空氣流量,改變?nèi)細(xì)饬髁縼砀淖冎急?。在不同助燃比時(shí)測定吸光度,吸光度最大的助燃比為最佳助燃比。實(shí)驗(yàn)原理燃?xì)?、助燃?xì)獾牧髁勘然鹧娴姆N類燃助比火焰的性質(zhì)火焰狀態(tài)應(yīng)用范圍富燃火焰約1:3還原性層次模糊呈亮黃色易氧化而形成難解離氧化物的元素化學(xué)計(jì)量火焰約1:4中性層次清楚藍(lán)色透明大多數(shù)元素皆適用貧燃火焰約1:6氧化性火焰發(fā)暗高度縮小金屬和不易氧化的元素乙炔-空氣火焰的種類
燈電流的選擇要從靈敏度和穩(wěn)定性兩方面來考慮。燈電流過大,易產(chǎn)生自吸作用,多普勒效應(yīng)增強(qiáng),譜線變寬,測定靈敏度降低,工作曲線彎曲,燈的壽命減小。燈電流低,譜線變寬小,測定靈敏度高,但是燈電流過低,發(fā)光強(qiáng)度減弱,陰極發(fā)光不穩(wěn)定,因而譜線信躁比降低。一般的原則是在保證穩(wěn)定和適當(dāng)?shù)墓鈴?qiáng)輸出的情況下,盡可能選擇較低的燈電流。燈電流
通帶寬度的選擇以能將吸收線和鄰近線分開為原則。通帶較窄,靈敏度較高,但躁聲較大,信躁比不一定高。對(duì)許多元素來說,為了得到最大信躁比、較高的靈敏度以及較寬的校正曲線,要求有0.2nm通帶寬度。
火焰的部位不同,其溫度和還原氣氛不同,因而被測元素基態(tài)原子的濃度隨火焰高度的不同而不同。在實(shí)驗(yàn)中通過改變?nèi)紵鞲叨炔y定吸光度,以吸光度最大時(shí)的燃燒器高度為最佳燃燒器高度。單色器通帶寬度燃燒器高度實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)原子吸收光譜法最佳實(shí)驗(yàn)條件選擇的方法。了解火焰原子吸收分光光度計(jì)的原理和使用方法。TAS-986型原子吸收分光光度計(jì)乙炔鋼瓶,空氣壓縮機(jī)鈣空心陰極燈100.0μg/mL鈣離子儲(chǔ)備液儀器和試劑1.溶液的配制:5.00μg/mL鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確移取100.0μg/mL鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液5.00mL于100mL容量瓶中,用水稀釋至標(biāo)線,搖勻。2.最佳實(shí)驗(yàn)條件的選擇:(1)燃?xì)饬髁康倪x擇改變乙炔流量為1.2、1.5、1.8、2.0L/min,在每一乙炔流量下測定5.00μg/mL鈣離子標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。作吸光度-乙炔流量曲線,曲線上最大吸光度所對(duì)應(yīng)的燃?xì)饬髁考礊樽罴讶細(xì)饬髁?。?shí)驗(yàn)步驟(2)燈電流的選擇在選定的最佳助燃比及燃燒器高度條件下,分別在燈電流為1、1.5、2、2.5mA時(shí)噴霧5.00μg/mL鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液,測量吸光度,并觀察不同燈電流的穩(wěn)定性。讀數(shù)穩(wěn)定及大的吸光度所對(duì)應(yīng)的燈電流即為最佳燈電流。(3)狹縫寬度的選擇在上述選定的實(shí)驗(yàn)條件下,將狹縫寬度分別置于0.1nm、0.2nm、0.4nm處,噴霧5.00μg/mL鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液,測量吸光度。選擇不引起吸光度減小的最大狹縫為最佳狹縫寬度。(4)測量結(jié)束后用高純水沖洗原子化器2min,先關(guān)乙炔氣再關(guān)空氣。(5)退出工作站,關(guān)閉計(jì)算機(jī),關(guān)閉Tas986電源開關(guān)。1.繪制吸光度-乙炔流量曲線,曲線上最大吸光度所對(duì)應(yīng)的燃?xì)饬考礊樽罴褩l件。2.繪制吸光度-燈電流曲線,讀數(shù)穩(wěn)定且大的吸光度所對(duì)應(yīng)的燈電流即為最佳燈電流。3.繪制吸光度-狹縫寬度曲線,吸光度最大處的狹縫寬度為最佳條件。4.綜合上述條件,得出測鈣的最佳實(shí)驗(yàn)條件。數(shù)據(jù)處理循環(huán)伏安法測定亞鐵氰化鉀實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)固體電極表面的處理方法。掌握循環(huán)伏安儀的使用技術(shù)。了解掃描速率和濃度對(duì)循環(huán)伏安圖的影響。定性、定量(電流濃度定量關(guān)系的驗(yàn)證及其方法應(yīng)用)鐵氰化鉀離子-亞鐵氰化鉀離子氧化還原電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位實(shí)驗(yàn)原理電極電位與電極表面活度的Nernst方程峰電流與電極表面活度的Cotroll方程
在一定掃描速率下,從起始電位(-0.2V)正向掃描到轉(zhuǎn)折電位(+0.8V)期間,溶液中[Fe(CN)6]4-被氧化生成[Fe(CN)6]3-,產(chǎn)生氧化電流;當(dāng)負(fù)向掃描從轉(zhuǎn)折電位(+0.8V)變到原起始電位(-0.2V)期間,在指示電極表面生成的[Fe(CN)6]3-被還原生成[Fe(CN)6]4-,產(chǎn)生還原電流。i—E曲線循環(huán)伏安法
為了使液相傳質(zhì)過程只受擴(kuò)散控制,應(yīng)在加入電解質(zhì)和溶液處于靜止下進(jìn)行電解。實(shí)驗(yàn)前電極表面要處理干凈。在0.10mol·L-1NaCl溶液中[Fe(CN)6]的擴(kuò)散系數(shù)為0.63×10-5cm·s-1;電子轉(zhuǎn)移速率大,為可逆體系(1.0mol·L-1NaCl溶液中,25℃時(shí),標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)速率常數(shù)為5.2×10-2cm·s-1)。實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)圖形解析從循環(huán)伏安圖上讀取以下數(shù)據(jù)計(jì)算作圖并驗(yàn)證以下公式應(yīng)用電極過程可逆性計(jì)算電極面積、擴(kuò)散系數(shù)等電化學(xué)參數(shù)表面過程實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)循環(huán)伏安法的原理。預(yù)習(xí)循環(huán)伏安儀的使用技術(shù)。了解掃描速率和濃度對(duì)循環(huán)伏安圖的影響。學(xué)習(xí)計(jì)算電極面積的方法。CHI電化學(xué)分析系統(tǒng);鉑盤電極;鉑柱電極,飽和甘汞電極;電解池大多電解池以玻璃制造(偶有石英),可以根據(jù)需要加工設(shè)計(jì)成各種形狀儀器儀器與試劑試劑0.50mol·L-1K4[Fe(CN)6];1.0mol·L-1NaCl飽和甘汞電極電解池實(shí)驗(yàn)步驟1.指示電極的預(yù)處理:鉑電極用Al2O3粉末(粒徑0.05μm)將電極表面拋光,然后用蒸餾水清洗。3.不同濃度K4[Fe(CN)6]溶液的循環(huán)伏安圖:分別作0.010mol·L-1、0.020mol·L-1、0.040mol·L-1、0.060mol·L1、0.080mol·L-1的K4[Fe(CN)6]溶液(均含支持電解質(zhì)NaCl濃度為0.10mol·L-1)循環(huán)伏安圖,掃速為50mV·s-1。4.不同掃描速率K4[Fe(CN)6]溶液的循環(huán)伏安圖:在0.040mol·L-1K4[Fe(CN)6]溶液中,以10mV·s-1、20mV·s-1、30mV·s-1、50mV·s-1、80mV·s-1、100mV·s-1,在-0.2至+0.8V電位范圍內(nèi)掃描,分別記錄循環(huán)伏安圖。1.從K4[Fe(CN)6]溶液的循環(huán)伏安圖上,讀取ipa、
ipc、、
的值。2.分別以ipa、
ipc對(duì)K4[Fe(CN)6]溶液的濃度作圖,說明峰電流與濃度的關(guān)系。3.分別以ipa
、ipc對(duì)v1/2作圖,說明峰電流與掃描速率間的關(guān)系。4.計(jì)算ipa/
ipc的值、值和值;說明K3[Fe(CN)6]在KCl溶液中電極過程的可逆性。數(shù)據(jù)處理1.實(shí)驗(yàn)前電極表面要處理干凈。2.掃描過程保持溶液靜止。3.設(shè)計(jì)一測定擴(kuò)散系數(shù)的電化學(xué)方法。注意事項(xiàng)和問題分離與分析技術(shù)
色譜法是一種分離技術(shù)。試樣混合物的分離過程也就是試樣中各組分在稱之為色譜分離柱中的兩相間不斷進(jìn)行著的分配過程。其中的一相固定不動(dòng),稱為固定相;另一相是攜帶試樣混合物流過此固定相的流體(氣體或液體),稱為流動(dòng)相。
氣相色譜:流動(dòng)相為氣體(稱為載氣);按固定相的不同又分為:氣固色譜和氣液色譜液相色譜:流動(dòng)相為液體(稱為淋洗液)。按固定相的不同分為:液固色譜和液液色譜。氣相色譜法的特點(diǎn)(1)分離效率高:復(fù)雜混合物,有機(jī)同系物、異構(gòu)體。手性異構(gòu)體。(2)靈敏度高:可以檢測出μg.g-1(10-6)級(jí)甚至ng.g-1(10-9)級(jí)的物質(zhì)量.(3)分析速度快:一般在幾分鐘或幾十分鐘內(nèi)可以完成一個(gè)試樣的分析。(4)應(yīng)用范圍廣:適用于沸點(diǎn)低于400℃的各種有機(jī)或無機(jī)試樣的分析。不足之處:不適用于高沸點(diǎn)、難揮發(fā)、熱不穩(wěn)定物質(zhì)的分析。被分離組分的定性較為困難。氣相色譜流程1-載氣鋼瓶;2-減壓閥;3-凈化干燥管;4-針形閥;5-流量計(jì);6-壓力表;4-針形閥;5-流量計(jì);6-壓力表;9-熱導(dǎo)檢測器;10-放大器;11-溫度控制器;12-記錄儀;1.載氣系統(tǒng):包括氣源、凈化干燥管和載氣流速控制;2.進(jìn)樣系統(tǒng):進(jìn)樣器及氣化室;3.色譜柱:填充柱(填充固定相)或毛細(xì)管柱(內(nèi)壁涂有固定液);4.檢測器:可連接各種檢測器,以熱導(dǎo)檢測器或氫火焰檢測器最為常見;5.記錄系統(tǒng):放大器、記錄儀或數(shù)據(jù)處理儀;6.溫度控制系統(tǒng):柱室、氣化室的溫度控制。高效液相色譜是20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的一種新型分離分析技術(shù)。他是在經(jīng)典液相色譜的基礎(chǔ)上,引入氣相色譜理論,在技術(shù)上采用高壓輸壓泵、梯度洗脫技術(shù)、新型高效填充劑及各種高靈敏度監(jiān)測器。高效液相色譜與氣相色譜比較,可供選擇的流動(dòng)相種類較多,從有機(jī)溶劑到水溶劑,既能用純?nèi)軇┯挚捎枚蚨嘣旌先軇?,并可任意調(diào)配比例,通過改變?nèi)軇O性或強(qiáng)度繼而改變色譜柱效能、分離選擇性和組分的容量因子,最后實(shí)現(xiàn)改善色譜系統(tǒng)分離度的目的。高效液相色譜1.分析速度快。2.分離效率高。3.靈敏度高、易于實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化。4.適用于高沸點(diǎn)、熱不穩(wěn)定有機(jī)及生化試樣的高效分離分析方法。高效液相色譜法的特點(diǎn)高效液相色譜儀流程示意圖進(jìn)樣裝置
流路中為高壓力工作狀態(tài),通常使用耐高壓的六通閥進(jìn)樣裝置,其結(jié)構(gòu)如圖所示:
紫外光度檢測器(UV):最小檢測量10-9g·mL-1,對(duì)流量和溫度的波動(dòng)不敏感,可用于梯度洗脫。最常用的檢測器。定性方法:1.利用純物質(zhì)定性的方法
利用保留值定性:通過對(duì)比試樣中具有與純物質(zhì)相同保留值的色譜峰,來確定試樣中是否含有該物質(zhì)及在色譜圖中位置。不適用于不同儀器上獲得的數(shù)據(jù)之間的對(duì)比。
利用加入法定性:將純物質(zhì)加入到試樣中,觀察各組分色譜峰的相對(duì)變化。2.利用文獻(xiàn)保留值定性常用的幾種定量方法
(1)歸一化法:若試樣中含有n個(gè)組分,且各組分均能洗出色譜峰,則其中某個(gè)組分的質(zhì)量可按下式計(jì)算
特點(diǎn)及要求:歸一化法簡便、準(zhǔn)確;進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性和操作條件的變動(dòng)對(duì)測定結(jié)果影響不大;僅適用于試樣中所有組分全出峰的情況。
(3)外標(biāo)法外標(biāo)法也稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線法。特點(diǎn)及要求:外標(biāo)法不使用校正因子,準(zhǔn)確性較高;
操作條件變化對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確性影響較大;
對(duì)進(jìn)樣量的準(zhǔn)確性控制要求較高,適用于大批量試樣的快速分析。實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諝庀嗌V法分離多組分混合物的方法。練習(xí)用歸一化法定量測定混合物中各組分的含量。苯、甲苯、乙苯混合物的分離和定量分析定性、定量(歸一化法)定量方法:歸一化法:若試樣中含有n個(gè)組分,且各組分均能洗出色譜峰,則其中某個(gè)組分的質(zhì)量可按下式計(jì)算。了解氣相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)及操作步驟。掌握利用歸一化法分析混合物中各組分含量的方法。實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)1.色譜儀:氣相色譜儀,熱導(dǎo)池檢測器,微量注射器(10mL)2.色譜柱:2m×5mm3.固定相:15%鄰苯二甲酸二壬酯;102白色擔(dān)體60~80目,載氣:氮?dú)?.苯、甲苯、乙苯。三組分混合標(biāo)準(zhǔn)溶液:苯、甲苯、乙苯重量比為:1:1:2。三組分混合樣品。儀器與試劑基本操作1.打開電腦主機(jī),再打開氣相色譜的模塊,啟動(dòng)工作站并初始化儀器。2.開機(jī)調(diào)試,按下列參考色譜條件將儀器調(diào)至所需工作狀態(tài)。氣化室溫度:150柱溫:100檢測器溫度:200
3.運(yùn)行程序,清洗色譜柱,直至基線平穩(wěn),然后進(jìn)樣,進(jìn)行測定。4.測定結(jié)束后,依次用純水、100%甲醇洗滌20分鐘,退出主程序,關(guān)閉計(jì)算機(jī)。定性分析:儀器穩(wěn)定后,用10mL注射器進(jìn)2.0mL混合樣品和5mL空氣,記錄色譜圖(I)。在完全相同的條件下,分別進(jìn)苯、甲苯、乙苯純試劑,每次進(jìn)樣2mL試劑,記錄色譜圖(II),測定校正因子?;旌衔锏亩窟M(jìn)2.0mL三組分混合樣品,記錄色譜圖(IV)。實(shí)驗(yàn)步驟數(shù)據(jù)處理1.準(zhǔn)確測量色譜圖I~IV各峰的保留時(shí)間tR和死時(shí)間t0,比較個(gè)純是基于混合物中各峰的保留值,確定各峰是什么物質(zhì)。2.計(jì)算甲苯和乙苯的校正保留時(shí)間和對(duì)苯的保留值。3.測量各峰的峰面積,以苯為標(biāo)準(zhǔn),求出其余兩組分的相對(duì)重量校正因子(重量校正因子的文獻(xiàn)值為:苯:0.780,甲苯:0.794,乙苯:0.818)4.采用歸一化法求出混合物中各組分的百分含量。相對(duì)校正因子未知液中甲苯的含量進(jìn)樣量準(zhǔn)確與否是否會(huì)影響歸一化法的分析結(jié)果?2.能否從理論上揭示本實(shí)驗(yàn)的出峰順序?3.進(jìn)樣器要充分洗滌。注意事項(xiàng)和問題實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私飧咝б合嗌V儀的基本結(jié)構(gòu)及基本操作。了解反相色
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