年仪器分析实验讲义

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1、仪 器 分 析 实 验 张静、高强、刘伟、唐艳丽、岳宣峰 组成（10个实验）： v光 四个实验 （分光光度法（2）、紫外吸收 光谱法、荧光分析法） v电 四个实验（电位分析法：离子选择电极和 电位滴定法）、电导分析法、循环伏安法、库 伦分析法） v色谱 （液相色谱） 实验目录 1.邻二氮菲分光光度法测定微量铁 2.紫外分光光度法测定蛋白质含量 3.荧光光度法测定多维葡萄糖粉中维生素B2的含量 4.离子选择电极法测定氟离子 5.自动电位滴定法测定NaOH浓度 6.库仑滴定测定硫代硫酸盐 7.循环伏安法测定亚铁氰化钾 8.电导法测定水质纯度 9.反相色谱法测定中药样品中延胡索乙素的含量 要求与注意

2、事项 安全 卫生 实验预习报告 实验操作 实验报告 学习目的： 了解各种仪器分析方法的测定原理（定性、定量 ） 熟练掌握所用仪器的操作 正确表示实验结果 学会选择合适的仪器进行所需物质的分析 1. 分析化学是做什么的？ 分析化学是化学测量和表征的科学！这句 话可展开为： 1）What? 定性分析(qualitative analysis，表征): 精确的描述其成分，含量、价态、状态、结构和 分布等特征； 2）How much? 定量分析(quantitative analysis， 测量): 获取制定体系中有关物质的质、量和结构 等各种信息。 第一部分 概述 一、分析化学 2. 分析化学分类

3、分析化学分为两类：化学分析以及仪器分析！ 化学分析：以物质化学反应为基础的分析方法 化学分离：沉淀、萃取、蒸馏等分离方法； 定性方法：加入各种试剂，测量待测物（analyte, target species）的颜色、沸熔点、气味、光学性质 （拆射、反射、衍射等）以及在不同溶剂中的 溶解特性。 定量方法：重量法、滴定（容量）法 仪器分析：以物质的物理性质和物理化学性质（光、 电、热、磁等）为基础的分析方法。 化学分离：色谱技术和毛细管电泳技术开始取代沉淀、 萃取、蒸馏等分离方法； 定性定量方法：利用物质原子、分子、离子等的特性， 如电导、电位、光吸收和发射、质荷比、荧 光等； 评 论：化学分析方

4、法多适于常量分析！尽管此法仍有广泛应用，但随时间的推 移，尤其是随着大量的、新的仪器分析方法的出现，该法应用逐渐减！ 思考：仪器分析方法所利用的许多物理现象的发现有一个多世纪了，可为什么其 应用却远远滞后？ 仪器分析的特点 v 仪器分析一般具有较强的检测能力，可以方便用于痕量分析。化学 分析的检测能力较差，只能用于常量组分及微量组分的分析 v 仪器分析法的取样量一般较少，可用于微量分析(0.110mg或 0.011mL)和超微量分析（0.1g或10mL)或半微量分析(0.010.1g或 110mL) v 仪器分析法具有很高的分析效率，化学分析法的分析效率较低 v 仪器分析具有更广泛的用途。仪器

5、分析不但可用于成分分析、还可 进行价态、状态及结构分析，无损分析，表面、微区分析，在线分 析和活体分析。而化学分析法一般只能用于离线的成分分析。 v 仪器分析法的准确度一般不如化学分析法。化学分析的相对误差小 于0.2%，而仪器分析的相对误差通常为15%，有的甚至大于10% 。 v 仪器分析的仪器设备一般比较复杂，价格比较昂贵；而化学分析使 用的仪器一般都比较简单。 必须注意： 1） 从化学分析到以上众多仪器分析中选择一个合适方 法 并不容易； 2） 大多仪器分析灵敏度较高，但不是所有仪器分析的 灵 敏度都比化学分析方法高； 3） 仪器分析对多元素或化合物分析具更高的选择性， 但 化学分析中的

6、重量或容量分析的选择性比仪器分 析法 要好； 4） 从准确性、方便性和耗时上看，不能绝对地讲哪种 方 法更好。 1）电子计算机技术在一起分析中的广泛应用，自动化 、提高分析效率、灵敏度和准确度 2）不同分析方法的联用，充分发挥各种分析方法的优 势，大大提高了仪器分析的功能。 3）化学、物理学、数学、电子学、计算机科学、生命 科学等各学科的互相渗透、融合，使分析化学成为一门 综合性的学科-分析学或分析科学。 仪器分析的发展现状 仪器性能及其表征 问题：如何判断哪种仪器分析方法可用于解决某个分 析问题呢？ 基于以上问题，你必须了解该仪器的性能，或者说 ，该仪器到底可作什么分析？ 定量分析方法评价指

7、标 标准曲线和灵敏度（被测定物质浓度或含量与仪器响 应信号的关系曲线，其中成直线的部分称为线性范围 ，回归方程、回归系数） 精密度（使用同一方法，对同一试样进行多次测定所 得结果的一致程度（重复性和再现性），用标准偏差S 和相对标准偏差量度RSD ） 准确度（试样含量的测定值与试样含量真实值（或标 准值）相符合程度，用相对误差量度）Ex 检出限，DL 选择性 IUPAC规定，评价一个分析方法的主要评价 指标 精密度 准确度 检出限 选择分析方法的几种考虑 仪器分析方法众多，对一个所要进行分析的对象，到 底选择何种分析方法呢？可从以下几个方面考虑： 您所分析的物质是元素？化合物？有机物？化合物

8、结构剖析？ 您对分析结果的准确度要求如何？ 您的样品量是多少？ 您样品中待测物浓度大小范围是多少？ 可能对待测物产生干扰的组份是什么？ 样品基体的物理或化学性质如何？ 您有多少样品，要测定多少目标物？ 定量测定的方法 1. 标准曲线法 2. 标准加入法 紫外-可见吸收光谱法 紫外-可见分光光度法，是以溶液中物质分子对光的选择性 吸收为基础而建立起来的一类分析方法。 特点：带光谱 分子光谱 应用：定性分析-最大吸收波长 定量分析-朗伯-比尔定律（标准曲线法和标准加入 法） 邻二氮菲分光光度法测定微量铁邻二氮菲分光光度法测定微量铁 实验目的实验目的 学习确定实验条件的方法，掌握邻二氮菲分光光学习确

9、定实验条件的方法，掌握邻二氮菲分光光 度法测定微量铁的方法原理。度法测定微量铁的方法原理。 掌握721型分光光度计的正确使用方法，并了解 此仪器的主要构造。 光分析仪器的基本部件光分析仪器的基本部件 光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器显示器显示器 可见光区光源：卤钨灯；吸收池材质：玻璃可见光区光源：卤钨灯；吸收池材质：玻璃 紫外光区光源：氘灯；紫外光区光源：氘灯； 吸收池材质：石英吸收池材质：石英 根据朗伯比耳定律：根据朗伯比耳定律：A=bcA=bc，当入射光波长，当入射光波长 及光程及光程b b一定时，在一一定时，在一 定浓度范围内，有色物质的吸光度定浓度范围内，有色物质的吸光度A

10、 A与该物质的浓度与该物质的浓度c c成正比。只要绘出以成正比。只要绘出以 吸光度吸光度A A为纵坐标，浓度为纵坐标，浓度c c为横坐标的标准曲线，测出试液的吸光度，就可为横坐标的标准曲线，测出试液的吸光度，就可 以由标准曲线查得对应的浓度值，即未知样的含量。以由标准曲线查得对应的浓度值，即未知样的含量。 用分光光度法测定试样中的微量铁，目前一般采用邻二氮菲法，该法用分光光度法测定试样中的微量铁，目前一般采用邻二氮菲法，该法 具有高灵敏度、高选择性，且稳定性好，干扰易消除等优点。具有高灵敏度、高选择性，且稳定性好，干扰易消除等优点。 实验原实验原 理理 在在pH=2pH=29 9的溶液中，的溶

11、液中，FeFe2+ 2+与邻二氮菲 与邻二氮菲(phen)(phen)生成稳定的桔红色配合物生成稳定的桔红色配合物 Fe(phen)Fe(phen) 3 3 2+2+： ： 此配合物的此配合物的lgKlgK稳 稳=21.3 =21.3，摩尔吸光系数，摩尔吸光系数 510 510 = 1.110 = 1.110 4 4 Lmol Lmol-1 -1cm cm-1 -1，而 ，而FeFe3+ 3+能 能 与邻二氮菲生成与邻二氮菲生成3 3 1 1配合物，呈淡蓝色，配合物，呈淡蓝色，lgKlgK稳 稳=14.1 =14.1。所以在加入显色剂之。所以在加入显色剂之 前，应用盐酸羟胺前，应用盐酸羟胺(N

12、H(NH 2 2 OHHCl)OHHCl)将将FeFe3+ 3+还原为 还原为FeFe2+ 2+，其反应式如下： ，其反应式如下： 2Fe2Fe3+ 3+2NH +2NH 2 2 OHHCl2FeOHHCl2Fe2+ 2+N +N 2 2 +H+H 2 2 O+4HO+4H + + +2Cl+2Cl - - 测定时控制溶液的酸度为测定时控制溶液的酸度为pH5pH5较为适宜。用邻二氮菲可测定试样中铁的总较为适宜。用邻二氮菲可测定试样中铁的总 量。量。 实验预习实验预习 vv预习邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理。预习邻二氮菲分光光度法测定微量铁的方法原理。 了解721型分光光度计的正确使用方

13、法，并了解此仪器的主要构 造。 721型分光光度计，1 1 cmcm吸收池，吸收池，10 10 mL mL 吸量管，吸量管，50 50 mL mL 比色管（或容量瓶比色管（或容量瓶 ） 仪器和试仪器和试 剂剂 仪仪 器器 1.0101.010-3 -3 molL molL-1 -1 铁标准溶液：准确称量 铁标准溶液：准确称量0.4822 0.4822 g g NHNH 4 4 Fe(SO)Fe(SO) 4 4 12H12H 2 2 OO于于 烧杯中，加入烧杯中，加入80 80 mL mL 6 6 molLmolL-1 -1 HCl HCl和少量水，溶解后转移至和少量水，溶解后转移至1L1L容量

14、瓶中，容量瓶中， 以水稀释至标线，摇匀。以水稀释至标线，摇匀。 100gmL100gmL-1 -1铁标准溶液 铁标准溶液: : 准确称量准确称量0.8634 0.8634 g g NHNH 4 4 Fe(SO)Fe(SO) 4 4 12H12H 2 2 OO于烧杯于烧杯 中，加入中，加入80 80 mL mL 6 6 molLmolL-1 -1 HCl HCl和少量水，溶解后转移至和少量水，溶解后转移至1 1 L L容量瓶中，以容量瓶中，以 水稀释至标线，摇匀。水稀释至标线，摇匀。 0.15%0.15%邻二氮菲水溶液，邻二氮菲水溶液，10%10%盐酸羟胺溶液（新配），盐酸羟胺溶液（新配），1

15、1 molLmolL-1 -1乙酸 乙酸 钠溶液，钠溶液，1 molL1 molL-1 -1 NaOH NaOH溶液，溶液，6 molL6 molL-1 -1 HCl HCl（工业盐酸试样）（工业盐酸试样） 试试 剂剂 1. 1. 打开仪器电源开关，预热。打开仪器电源开关，预热。 2. 2. 调解仪器。调解仪器。 3. 3. 将空白放入测量池中，光上窗口。记录吸光度。将滑竿拉到待测溶将空白放入测量池中，光上窗口。记录吸光度。将滑竿拉到待测溶 液，关闭窗口，记录吸光度。液，关闭窗口，记录吸光度。 4. 4. 标准曲线的制作。标准曲线的制作。 基本操基本操 作作 1. 1. 吸收曲线的绘制和测量波

16、长的选择吸收曲线的绘制和测量波长的选择： 用吸量管吸取用吸量管吸取2.00 2.00 mL1.010mL1.010-3 -3mol.L mol.L-1 -1标准溶液，注入 标准溶液，注入50 50 mLmL比色管中，比色管中， 加入加入1.00 1.00 mL mL 10%10%盐酸羟胺溶液，摇匀，加入盐酸羟胺溶液，摇匀，加入2.00 2.00 mL0.15%mL0.15%邻二氮菲溶液邻二氮菲溶液 ，5.0 5.0 mL mL NaAcNaAc溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用溶液，以水稀释至刻度。在光度计上用1 1 cmcm比色皿，采用比色皿，采用 试剂溶液为参比溶液，在试剂溶液为参比溶液，在440-560 440-560 nmnm间，每隔间，每隔1