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仪器分析实验教案2011~2012学年第一学期实验一、二气相色谱分析实验一、实验目的1.一般了解气相色谱仪的用法和操作要点。；2.初步学习利用气相色谱法进行定性和定量分析。二、实验原理在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留值、保留时间、保留体积、保留指数及相对保留值等保留参数。因此，在相同的色谱条件下，通过比较已知纯样和未知物的保留参数，即可确定未知物为何种物质。在一定色谱条件下，组分的质量或其在流动相中的浓度，与检测器的响应讯号峰面积或峰高成正比。三、仪器与试剂1．仪器GC9800型色谱仪微量注射器2．试剂苯；甲苯；乙苯；正庚烷(若无G.C，A.R亦可)四、实验内容：(一)苯、甲苯、乙苯、正庚烷混合液的气相色谱分析1.参考条件固定相15%邻苯二甲酸二壬酯；101酸洗白色担体60-80目柱长2m检测器热导池载气H220-30ml/min柱温(t)80-100℃桥流150mA气化室温度120℃纸速10mm/min2.定性分析用标准样品进样对照.分别将苯、甲苯、乙苯、正庚烷适量注入色谱仪，记下保留时间。再将混合试样注入色谱仪，记下各组分的保留时间。将各组分的保留值与纯祖分的保留值进行对照，如某一组分与标准样品的保留值相同，二者即有可能为同一物质，严格说来，则需用双柱定性较为可靠。实验步骤：1)开载气打开气源（按相应的检测器所需气体,如用FID则开氮气，如用TCD则用H2作为载气）。2)开机打开GC9800电源开关。3)调节温度：柱箱90℃；气化室120℃；检测器(检2）200℃；按“柱箱”、“90”、“输入”则设置温度，其它以此类推，按“显示”可察看实际温度。4)升温按“输入”、“运行”两键即可。5)点火将氢气压力调到大于0.08MPa,空气在0.04MPa左右，点好后将氢气调小到0.04MPa左右。6)进样当各部位温度、压力稳定时按照实验内容使用微量进样器进样。7)熄火实验完成后关闭氢气、空气阀。8)退温按“输入”、“退出”两键即可降温。9)关机当各部位温度降至室温方可关机。10）关载气关闭氮气阀门。3.定量分析(1)相对校正因子的计算准确称取苯、正庚烷、甲苯质量，以乙苯为溶剂混匀，取适量注入色谱仪，由各峰求得峰面积后，由下式计算甲苯、正庚烷的相对校正因子。(本实验选取苯为标准物质，设苯的相对校正因子f’0=1)。f1m1/A1f’1=———=————f0m0/A0式中：m1，m0分别为组分重量与标准物的重量A1，A0分别为组分峰面积与标准物的峰面积(2)用内标法定量选择苯作为内标物，要求内标峰与被测峰较靠近，且峰形相似，彼此能较好的分离。准确称取一定量的内标物苯、正庚烷、甲苯、乙苯混合液，混匀后重复进样二、三次，分别测出内标物和待测组分的峰面积，按下式计算各组分的含量A1×m0C1%=————×f’1×100%A0×m式中：m0，m分别为内标物和混合试样的重量A0，A1分别为内标物和待测组分的峰面积五、注意事项：1．当检测器温度大于100℃时方可点火，以防冷凝水在检测头处产生；2．温度调节好后可连续按“显示”键观察各部位实际温度；3．点火时可用一铁片放在点火出口，如有水气则表明火以被点着，然后必须关小氢气流量；4．进样前调基线，数据处理机上按“绘图”键，然后调“灵敏”旋钮调大小，将墨盒移至左边出来一点，调好后按“复位”键；5．取样时微量进样器需反复清洗数次，进样时双手扶正以防针头弯曲。实验三乙酸的电位滴定分析及其离解常数的测定一、实验目的1.通过弱酸溶液离解常数的测定，正确掌握电位法测定溶液的pH值；2.了解用pH计测离解常数的方法和原理。二、实验原理1．pH值的测定当一个氢离子指示电极和一个参比电极共同浸在被测溶液中，构成一电池，两电极产生的电动势与溶液的pH值有关，参比电极底电位保持恒定，而指示电极的电位则随溶液的pH值而改变，因此根据测得的电动势(电池两极的电位差)就可以计算出溶液的pH值。常用的pH指示电极为玻璃电极，最常用的参比电极为甘汞电极。在具体测定pH值时，如用饱和甘汞电极作参比电极，玻璃电极作指示电极，浸入待测溶液中组成的工作电池可如下表示：Ag∣AgCl，HCl(0.1N)∣玻璃膜∣试液‖KCl(饱和)，Hg2Cl2∣HgΔψNΔψL←--------玻璃电极-------------→←-------SCE--------→上述原电池的电动势应为：E=ψSCE-(ψAgCl/Ag+ΔψN)+Δψ不对称+ΔψL2.303RT=ψSCE-ψAgCl/Ag+Δψ不对称+ΔψL-K+—————pH试F令ψSCE-ψAgCl/Ag+Δψ不对称+ΔψL-K=K’2.303RT得E=K’+—————pH试F上式为电位法测定pH的依据。2．PK值的近似测量法HA=H++A-[H+][A-]—————=pKa[HA][A-]取负对数pH-log———=pKa[HA][盐]即pH=pKa+lg———[酸]电位法测定弱酸的pKa，就是用碱溶液滴定被测的酸，当滴定至等当点的一半时(即半中和点)，生成盐的浓度正好等于未作用酸的浓度。[盐]=[酸]此时pH=pKa本实验测定乙酸的离解常数。利用0.1MNaOH测定0.1M乙酸，由玻璃电极、饱和甘汞电极、乙酸水溶液组成电池，滴定过程中用Ph计测定溶液的PH值，作PH-ml曲线，由电位的突跃点求出滴定终点，再由滴定曲线找出中和乙酸一半溶液的pH值，即为乙酸的pKa。三、仪器与试剂1．仪器一般酸度计、磁力搅拌器、玻璃电极和饱和甘汞电极2．试剂0.1M标准NaOH溶液0.1M未知乙酸溶液标准缓冲溶液：0.05M邻苯二甲酸氢钠pH=4.00(20℃)称取在110℃烘干2-3小时的邻苯二甲酸氢纳10.21克，溶于蒸馏水，在容量瓶中稀释至1升。四、实验步骤1.调试pH计打开pH计,用邻苯二甲酸氢纳标准缓冲溶液(pH=4.01)校正好pH计，用蒸馏水冲洗两电极。2.用定量移液管取25.00ml约0.1M乙酸标准溶液于250ml烧杯中，加入蒸馏水75ml（量筒）。浸入电极，搅拌溶液，读取溶液的初始pH值。3.自滴定管滴入0.1MNaOH溶液于烧杯中，开始每次可以3-4ml，每次滴入后记录pH值，当pH值开始变化较快时，滴入量要减少，在临近化学计量点，应减少至0.1ml，一直滴定到pH11为止。注意：电极每次测试后都要用蒸馏水冲洗，玻璃电极要小心使用，不要碰破。测量完毕，玻璃电极应浸泡在浸泡液中。五、结果处理与Ka值的计算1.用上述滴定数据作pH-ml(NaOH体积)图，并从图中测出化学计量点。2.由滴定曲线找出乙酸被中和一半时的pH值，即为乙酸的pKa值，并与文献值相比较。六、思考题1.为什么要用pH标准溶液定位？2.为什么在使用pH玻璃电极前要浸泡若干小时？实验四氟离子选择性电极测定未知液中氟的含量一、实验目的1.学习使用离子选择性电极直接测定离子浓度的方法；2.进一步理解离子选择性电极的构造、工作原理和定量测定方法。二、实验原理氟离子选择性电极中氟化镧单晶膜对氟离子产生选择性的对数响应，氟电极和饱和甘汞电极在被测试淮中，电位差可随溶液中氟离子的活度变化而变化，若加入适量强电解质，使离子强度维持不变，则电池电动势变化规律符合能斯特（Nernst）方程式：2.303RTE=E°-——————logCF-F[F-]为10-1—10-6M之间，E与logCF-成线性关系。2.303RT————为该直线的斜率。（25℃时等于59.16）F测量时溶液的酸度控制在PH5~6，如测定液存在Fe3+、Al3+及SiO32-等离子将与氟离子形成络合物而干扰氟离子的测定。故通常用总离子强度缓冲液来调节溶液的酸度及消除干扰离子的影响。三、仪器与试剂1．仪器PHS—3C型酸度计，电磁搅拌器，232甘汞电板，氟离子选择电极，100ml容量瓶6只10ml移液管6支10ml刻度移液管1支100ml塑料烧杯1只2．试剂（1）10-1MF-标淮溶液：取经120℃干燥2小时的分析纯NaF4.1997克于烧杯中，加蒸馏水溶解，转入1升容量瓶中，稀释至刻度摇匀，此液浓度即为10-1M。（2）总离子强度调节缓冲液（TISAB）于1000ml烧杯中先加入500ml蒸馏水，然后加入57ml冰醋酸，58克NaCl、12克柠檬酸钠（Na3C6H5O7·2H2O）搅拌溶解，将烧杯置于冰水浴中，缓缓加入6NNaOH(约125ml)调至PH为5.0—5.5（用玻璃电极和甘汞电极测其PH值）冷至室温，移入至一升容量瓶中，稀释至刻度，摇匀待用。四、实验步骤1．标准溶液的配制准确移取10ml10—-1MNaF标准溶液于100ml容量瓶中，加入10mlTISAB溶液，用水稀至刻度，摇匀即为10-2MF—标准液，从10-2MF—液中移取10ml，并加入9mlTISAB液，用水稀至刻度，摇匀后即为10-3MF-标准液，依次逐级稀释配制10—-4M、10—-5M、10—-6MF—标准溶液。2．样品制备准确移取10ml未知水样置于100ml容量瓶中，加入10mlTISAB溶液，稀释定容，摇匀待测定之用。3．工作曲线的绘制依次将10—-6M、10—-5M、10—-4M、10—-3M、10—-2M的NaF标准溶液倒入100ml聚乙烯烧杯中（避免F—被玻璃吸附），将氟电极和甘汞电极插入其中，按“mv”键，待读数稳定后，分别读取各-mv数，每换一标准溶液时，必先将二电极提出原测溶液液面，用蒸馏水冲洗电极，然后用干净滤纸吸干电极上水份，才可进行下一个标准溶液的测定。将上述测得各-mv数，在半对数坐标纸上作E~lgCF-标准曲线。4．样品中氟含量的测定本实验取未知水样作为测定样品，测定样品前，必须将氟电极用蒸馏水洗净，使氟电极在蒸馏水中测得电位小于-320mv，方可插入被测样品液测定，读取毫伏数。5．测定结果计算将样品测得的-mv数，从工作曲线（E—lgCF-）求出对应的CF—的量，按下式计算每升水中含氟量。六、思考题1．本实验中，加入的TISAB由哪些成分组成？有何作用？2、测定氟离子时，为什么要控制酸度？实验五邻二氮菲分光光度法测定微量铁的条件试验一、目的：1、通过实验学习确定实验条件的方法；2、学习22PC分光光度计的使用方法。二、原理：在可见分光光度测定中，通常是将被测物质与显色剂反应，使之生成有色物质，然后测量其吸光度，进而求得被测物质的含量。因此，显色反应的完全程度和吸光度的物理测量条件都影响到测定结果的准确性。显色反应的完全程度取决于介质的酸度、显色剂的用量、反应温度和时间等因素。可改变其中一个因素，暂时固定其他因素，显色后测量相应溶液的吸光度，通过绘制曲线图确定最佳条件。三、实验步骤：1、显色剂用量的影响用吸量管分别加入2.0ml0.0100mg/L铁标液于8个50ml容量瓶中，并分别依次加入2.5ml盐酸羟胺，5.0mlHAc-NaAc缓冲溶液、以及0.5、1.0、1.5、3.0、5.0、8.0、9.0和10.0ml0.01%邻二氮菲溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。放置5min，用1cm比色皿，以蒸馏水为参比溶液，在波长510nm处，分别测定各溶液的吸光度。2、Fe2+-phen光吸收曲线绘制用吸量管吸取0.0100mg/mL的铁标准溶液0，4.0mL分别注入二只50mL容量瓶中，各加入2.5mL盐酸羟胺溶液、5mLHAc-NaAc缓冲溶液和5.0mL邻二氮菲溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，放置5min，以1cm比色皿，试剂空白溶液为参比溶液，在分光光度计上，在460—540nm波长区间测定溶液的吸光度随波长的变化。四、数据处理：1、显色剂用量的影响贤V0.51.01.53.05.08.09.010.0吸光度2、光吸收曲线绘制波长nm460540吸光度A实验六邻二氮菲分光光度法测定微量铁一、操作要求1、测量Fe2+-phen光吸收曲线2、准确绘制标准曲线3、石灰石试样中微量铁的测定二、原理邻二氮菲在PH值为2—9的溶液中，Fe2+离子与邻二氮菲发生下列显色反应：Fe2++3phen=[Fe（phen）2]2+生成的橙红色络合物非常稳定，l