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实验一发射光谱分析实验一、目的和要求：由于经典光源已不适应新的发展形势，发射光谱分析实验不再沿用照相法。但利用原有的摄谱仪可以更直观地获得对发射光谱分析方法原理的认识。本实验借助31WI型平面光栅光谱仪和经典光源进行实地演练，以巩固课堂所学知识。通过对实际相板上谱线的认识，掌握能级、激发、发射、谱线波长和强度、最后线、自吸收等概念以及定性、半定量及定量分析方法，同时初步掌握240～310nm间谱线识别的方法二、内容和步骤：1、观察和描述仪器的外光路和内光路2、了解入射狭缝和焦面的重要性3、了解光栅转角和中心波长的关系4、观看火花电弧放电现象，掌握两种光源的特点5、观看焦面上的Fe、Na、Mg元素的谱线，并进行描述（仪器性能指标：ｆ=1050mm；刻线：1200条/mm；N=72000；d入/dl=0.8nm/mm;入闪=300nm）6、了解谱板乳胶面特性和谱线分布规律7、了解识别天然标尺——铁谱的方法8、了解阶梯减光板和谱线强度的关系9、观看自吸收对谱线强度的影响10、比较灵敏线、最后线、原子线和离子线思考题原于发射光谱定性分析的原理是什么?摄谱的主要工作条件及选择这些条件的依据是什么简述识谱的步骤，并说明其理由。实验二电感耦合等离子体发射光谱法同时测定水中钙、镁、铁一、目的要求1．了解电感耦合等离子体光谱仪的结构及其工作原理。：、2．初步掌握顺序型等离子体光谱仪的使用方法，了解其工作特点，并懂得维护常识。二、基本原理：ICP光谱分析法是用电感耦合等离子体作为激发光源的一种发射光谱分析方法。等离子体是氮气通过炬管时，在高频电场的作用下电离而产生的。它具有很高的温度，样品在等离子体中激发比较完全。在等离子体某一特定的观测区，即固定的观察高度，测定的谱线强度与样品浓度具有一定的定量关系。通常用1次或2次或3次方程拟合工作曲线。因此，只要测量出样品的谱线强度，就可以换算出浓度影响谱线强度的因素较多，主要因素有入射功率、观察高度和载气流量。三、仪器与试剂1．仪器AtomScan16电感耦合等离子体光谱仪(美国TJA公司)。2．试剂高纯氮气；碳酸钙(分析纯)；高纯金属镁；高纯金属铁；硝酸(优级纯)；二次蒸馏水；盐酸(优级纯)。四、实验步骤1．熟悉高频电感耦合等离子体光谱仪的结构，工作原理和使用方法。2．配制标准溶掖和样品溶液（1）、配制标准贮备按(均为l000ug/ml)准确称取2．4973g在ll0℃烘干过的碳酸钙，用少量盐酸溶解后，用二次蒸馏水稀释至1L，备用。准确称取1．0000g高纯金属镁，用少量的6mo1盐酸溶解后，用二次蒸馏水稀释至1L备用。准确称取1.0000g高纯金属铁，在30m1盐酸中溶解，再加数毫升的硝酸，然后用二次水稀释至1L。（2）、配制标准溶液取5只250m1的容量瓶，分别加入0，0．1，1，5，l0ml的1000ug/ml的钙贮备浓，再分别加入0，0．1，0．5，2．5，5mI的1000ug/ml的镁贮备掖，然后分别加入0，0．01，0．05，0．1，1m1的铁贮备液和5ml硝酸。用二次水稀释至刻度，摇匀。（3）、配制样品溶液取200ml水样于250m1容量瓶中，加入5mI硝酸，用二次去离子水稀释至刻度，摇匀。3．设置分析参数打开计算机，打开软件。用ICP程序建立分析任务名称。在ICP软件程序中，输入分析元素元素波长(nm)Ca317．93Mg279．55Fe259．94（3）、同时在程序中输入三种元素标准溶液的名称、单位和浓度值。选择冲洗时间、积分时间等值。4．点燃等离子体等离子体最好由老师点燃，或在老师的指导下由学生点燃。5．校正波长6．操作条件选择选择合适的入射功率、观察高度、裁气流量。7．制作工作曲线首先测定标准溶液的谱线强度，并把测定结果存贮8．样品测定将样品溶液用蠕动泵输入等离子体中，运行程序进行测量。计算机将测量结果处理后，以浓度形式显示出来，将浓度值记录。9.测定结束后，用蒸馏水引入等离子体中清洗雾室及炬管。然后熄灭等离子体，关闭计算机，关闭氩气钢瓶。思考题1．用ICP测定样品，为什么要选择入射功率，观测高度和载气流量等条件?怎样选择?2．顺序扫描型等离子体光谱仪在测量之前为什么通常要进行波长校正，怎样校正?多通道型的光谱仪是否也需要波长校正，为什么实验三分光光度计波长检查及酸碱指示剂PKa值的测定一、目的要求1、学会检查和校正分光光度计的波长2、掌握用分光光度法测量弱酸PKa值的原理和工作方法二、基本原理1、各种物质的吸收光谱是一定的，借此可检查单色器读数转盘上刻度值与理论值是否一致，当Δ入10nm时，需要予以校正。2、溴百里酚兰为一元弱酸，在下式电离平衡中：HIn=H++In-PH=PKa-log([In-]/[HIn])log([In-]/[HIn])=PH-PKa[In-]=[HIn]PH=PKa根据吸收定律的加和性，在一定PH下测得的吸光度是HIn及In-的贡献，[In-]/[HIn]=(A-Aa)/(Ab-A)由测量的A值及可计算出[In-]/[HIn]，然后由曲线得到PKa值三、仪器和试剂1、721分光光度计、PHS酸度计2、KMnO4溶液（1mol/L）3、0．1%溴百里酚兰，0.1g试剂溶于100mL水中4、0.2mol/LNa2HPO4溶液，7.1623g试剂溶于100mL水中5、0.2mol/LKH2PO4溶液2.7218g试剂溶于100mL水中6、3mol/LNaOH溶液四、实验步骤1、波长检查和校正：用稀溶液制作吸收曲线，观察入max对525nm的偏离；或用镨钕滤光片或其它方法进行检查校正。2、溴百里酚兰PKa值的测定（1）用25mL容量瓶按下表配制7个溶液，其中7号溶液稀释前加一滴3mol/LNaOH（2）测量所有溶液的PH值（3）在400-700nm范围内分别测定1号或7号溶液的吸光度（1cm吸收池），每隔20nm读数一次，入max附近每隔5nm读数一次（4）在入max（用两种或选一种）处测定1-7号溶液的吸光度。编号试剂12345670.1%溴百里酚兰（mL）0.10.10.10.10.10.10.1(0.2mol/LKH2PO4（mL）2.52.552.50.50.500.2mol/LNa2HPO4(mL)00.52.552.552.5实验四分光光度法中基本实验条件的选择—邻二氮菲测定铁一.目的要求通过邻二氮菲和铁（II）络合物选择测定铁的最佳条件，熟悉用分光光度法测定某种组分的实验步骤和工作方法，进一步加深理解实验条件对获得准确的测量结果的重要性。二.基本原理邻二氮菲在PH=2-9的溶液中能与Fe（II）生成红色络合物，其logK稳=21.3，络合物的最的吸收波长入max=510nm，ε=1.1×104其反应如下：NN3Fe2+FeNN32+该反应有很高的选择性，相当于40倍铁量的Sn2+、Al3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、SiO32-，20倍量的Cr3+、Mn2+、V(V)、PO43-及50倍量的Ce2+、Cu2+等不干扰测定。三.仪器和试剂：1、712分光光度计，PHS-3型酸度计2、标准铁溶液（1）、100ug/mL：准确称取0.8632gNH4Fe（SO4）2·12H2O置于烧杯种加入20mL（1+1）HCl和少量水，溶解后转移至1升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀备用（2）、20ug/mL：用上述标准溶液稀释而成3、邻二氮菲0.15%水溶液（新鲜配制）4、盐酸羟胺，10%水溶液5、醋酸钠溶液，1mol/L6、NaOH溶液，3mol/L四、实验步骤1、吸收曲线的制作：用吸量管取5mL20ug/mL标准铁溶液转入50mL容量瓶中，加入1mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2mL邻二氮菲溶液，5mL1mol/L醋酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀。在721型分光光度计上，用1cm比色皿，采用试剂为参比溶液，在440-560nm间，每隔10nm测定一次吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸收曲线，从而选择测定铁的最佳波长。2、显色剂浓度的影响：取七只50mL容量瓶，各加5mL20ug/mL标准铁溶液和1mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀，分别加入0.10、0.30、0.50、0.80、1.0、2.0、4.0mL0.15%邻二氮菲溶液，然后加入5mL1mol/L醋酸钠，以水稀释至刻度，摇匀。在721型分光光度计上，用1cm比色皿，选择最佳波长，以试剂为参比溶液，测定显色剂各浓度的吸光度。以显色剂邻二氮菲的毫升数为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制吸光度——试剂用量曲线。从而确定在测定过程中应加入的试剂毫升数。3、有色溶液的稳定性，在50mL容量瓶中，加5mL20ug/mL标准铁溶液，1mL10%盐酸羟胺溶液，加2mL0.15%邻二氮菲溶液，5mL1mol/L醋酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀，立即在所选波长下，用1cm比色皿，以相应的试剂溶液为参比，测定吸光度。然后放置0、3、5、10、30分钟，1、2小时，测定相应的吸光度，以时间为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制吸光度——时间曲线，观察络合物的稳定性情况。4、溶液酸度的影响：在9只50mL容量瓶中，分别加入5mL20ug/mL标准铁溶液，1mL10%的盐酸羟胺，摇匀，再加入2mL0.15%邻二氮菲溶液，加入0、0.05、0.10、0.20、0.40、0.80、1.20、1.60、1.80mL3mol/LNaOH溶液，以水稀释至刻度，摇匀。用精密PH试纸测定各溶液的PH。然后在所选择的波长下，以1cm比色皿，以各自的试剂溶液为参比，测定其吸光度。以PH值为横坐标，溶液相应的吸光度为纵坐标——PH曲线，找出测定用的适宜的PH区间。5、标准曲线的制作：在5只50mL容量瓶中，用吸量管分别加入1.0、2.0、3.0、4.0、5.0mL标准铁溶液（含铁20ug/mL），再加入1mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀，再加入2mL0.15%邻二氮菲溶液和5mL1mol/L醋酸钠溶液，以水稀释至刻度，摇匀，在所选择的波长下，用1cm比色皿以试剂溶液为参比，测定各溶液的吸光度。思考题1、盐酸羟胺在实验中的作用是什么2、实验中这什么要进行各各种条件实验实验五络合物组成的测定一、目的要求在实验五的基础上学会用三种方法测定邻二氮菲络合物的组成。二、基本原理金属离子和配位体生成络合物时，按照络合比，需要一定的浓度，在理想情况下，二者的浓度满足络合比时，络合物浓度达到最大值，因此根据吸收定律，由吸光度与合反应物浓度或浓度比值的关系曲线求得络合比。三、仪器和试剂1、712分光光度计，PHS-3型酸度计2、标准铁溶液（1）、100ug/mL：准确称取0.8632gNH4Fe（SO4）2•12H2O置于烧杯种加入20mL（1+1）HCl和少量水，溶解后转移至1升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀备用（2）、20ug/mL：用上述标准溶液稀释而成3、邻二氮菲0.15%水溶液（新鲜配制）4、盐酸羟胺，10%水溶液5、醋酸钠溶液，1mol/L6、NaOH溶液，3mol/L四、实验步骤（一）斜率比法1、取4只50mL容量瓶，分别加入20ug/mL铁标准溶液8mL，1mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀后，分别加入0.15%邻二氮菲1.0、2.0、4.0、6.0mL，1mol/L醋酸钠水溶液5mL，以水稀释至刻度，摇匀。在所选波长下，以蒸馏水为参比用1cm比色皿，测量各溶液的吸光度。2、取4只50mL容量瓶，分别加入20ug/mL铁标准溶液0.4、0.8、1.6、2.4mL，加1mL10%盐酸羟胺溶液，摇均匀后各加入0.15%5mL邻二氮菲，2mol/L醋酸钠水溶液5mL，以水稀释至刻度，摇匀。在所选波长下，以蒸馏水为参比用1cm比色皿，测量各溶液的吸光度。3、绘制A—CM及A—CR曲线，求出络合比。（二）等摩尔连续变化法取7至50mL容量瓶，分别加入8.0、7.0、6.0、4.0、2.0、1.0mL20ug/mL铁标准溶液，加入1mL10%盐酸羟胺溶液，摇匀，再分别加入0、1.0、2.0、4.0、6.0、7.0、8.0mL0.15%邻二氮菲溶液，加入5