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1、实验一 循环伏安（CV）实验一、 实验目的：掌握循环伏安法（CV）基本操作；掌握受扩散控制电化学过程的判别方法；了解可逆电化学过程及条件电极电位的测定；了解电化学化学偶联反应过程的循环伏安特点。并学会电化学工作站仪器的使用。二、 循环伏安法原理：扫描电压呈等腰三角形。如果前半部扫描(电压上升部分)为去极化剂在电极上被还原的阴极过程，则后半部扫描(电压下降部分)为还原产物重新被氧化的阳极过程。因此一次三角波扫描完成一个还原过程和氧化过程的循环，故称为循环伏安法。循环伏安法可用于研究化合物电极过程的机理、双电层、吸附现象和电极反应动力学成为最有用的电化学方法之一 三、 实验步骤1. 电极表面抛光2
2、. 验证：亚铁氰化钾溶液中进行循环伏安扫描（电位差小于70mv）3. 电极连接，参数设定（起始电位、电位扫描范围、扫描速度等）4. 测定：峰电流随电位扫描速度的变化（处理在一张图上）； 5. 配制50mM铁氰化钾标准溶液，0.5 M的KCl溶液；6. 移取0.5、1、2.5、5mL铁氰化钾标准溶液至25mL容量瓶中，再加入5mLKCl溶液，配制成1、2、5、10mmol铁氰化钾标准溶液，固定扫描速率，控制一定的扫描速率测定峰电流随浓度的变化；7. 固定浓度，改变扫描速率（10、20、40、80、160mV/s），测定峰电流随扫描速率的变化四、 数据处理 1. 计算亚铁氰化钾的条件电极电位；2.
3、 作出峰电流扫速v 1/2图，判断是否是扩散控制过程；3. 作出峰电流浓度工作曲线。实验二.氨基酸的荧光激发、发射及同步荧光光谱的测量一. 实验目的1.学习荧光分析法的基本原理和LS55B发光分析仪的操作。2.学习同步荧光的操作，了解同步荧光的优点。二.实验原理荧光是分子从激发态的最低振动能级回到原来基态时发射的光。利用物质被光照射后产生的荧光辐射对该物质进行定性分析和定量分析的方法，称为荧光分析。在一定光源强度下，若保持激发波长不变，扫描得到的荧光强度与发射波长的关系曲线，称为荧光发射光谱；反之，保持不变，扫描得到的荧光强度与的关系曲线，则称为荧光激发光谱。在一定条件下，荧光强度与物质浓度成
4、正比，这是荧光定量分析的基础。荧光分析的灵敏度不仅与溶液的浓度有关，而且与紫外光照射强度及所选测量波长等因素有关。酪氨酸(Tyr)、色氨酸（Try）、苯丙氨酸（Phe）是天然氨基酸中仅有的能发射荧光的组分，可以用荧光分析法测定。它们的激发光谱和发射光谱有互相重叠的现象。同步扫描荧光光谱技术可以简化、窄化光谱，提高选择性。三.实验仪器和试剂1. LS-55型发光谱仪;2. 移液枪(德国BRAND公司生产);3. 100ml容量瓶2支; 废液池（烧杯）一只；4. 氨基酸储备液：色氨酸20mg/l，苯丙氨酸20mg/l;5. 去离子水;四.实验步骤1打开电脑和光谱仪主机，将仪器预热20分钟左右。设定
5、仪器参数：全波长预扫描参数，用储备液在100ml容量瓶中配置溶液，加水定溶后，使得色氨酸浓度为0.1mg/l, 苯丙氨酸1mg/l；对两种溶液进行预扫描，并记录扫描结果。同时查看其拉曼波长、瑞利散射波长、以及双倍频峰波长。2从预扫描得到激发和发射波长的初步结果（200 600nm），分别对两种氨基酸溶液测量它们的荧光激发、发射和同步荧光光谱。激发光谱参数：扫描波长范围200 - 350nm。(Phe)=287nm， 扫描速度=500nm/min, Ex-Slit=5nm, Em-slit=5nm,记录信息；(Try)=357nm, 扫描速度=500nm/min, Ex-Slit=5nm, Em
6、-slit=5nm,记录信息。发射光谱参数：扫描波长范围200 - 400nm；ex（Phe）=206nm, 扫描速度=500 nm/min, Ex-Slit=5nm, Em-slit=5nm,记录信息；ex(Try)=217nm, 扫描速度=500 nm/min, Ex-Slit=5nm, Em-slit=5nm,记录信息记住取文件名。同步荧光光谱：扫描波长范围200-350nm, (-)（Phe）=81nm,扫描速度=500nm/min, Ex-Slit=5nm, Em-slit=5nm,记录信息； (-)（Try）=140nm,扫描速度=500nm/min, Ex-Slit=5nm, E
7、m-slit=5nm。（注意：由于物质的荧光性质受许多条件的影响，以上实验参数仅供参考，具体参数的选择视实际情况而定。）五数据处理1用实验获得的数据绘制两种氨基酸的激发、发射、同步光谱图（如图3、4）。2从激发和发射光谱中找出最大激发波长和最大发射波长值，以及它们相对应的峰高。在它们的同步荧光光谱中也确定最大波长和对应的峰高。图3. 苯丙氨酸荧光谱图苯丙氨酸扫描激发波长在206nm和260nm两处出现最高峰，本实验选择206nm为最大激发波长。此外，激发波长曲线在280300nm处出现了一个十分完美的峰，请注意，此峰由瑞利散射而产生，非激发波长峰（由于发射波长固定为287nm，因此激发波长曲线
8、实际在200286nm之间。）图4. 色氨酸的荧光光谱图色氨酸扫描激发波长在217nm和277nm处有两个最大峰，本实验选择217nm固定为最大激发波长。六讨论与思考1对待测溶液进行预扫描的有何作用？2观察激发波长的整数倍处荧光发射光谱在有何特点？该波长是否适合于进行定量分析？3同步荧光技术有哪些优点？比较激发、发射和同步荧光光谱中的峰值及对应波长，比较他们的不同，并解释原因。4通过两种氨基酸的化学结构，是否可以不经试验判断其荧光强度的大小次序。 苯丙氨酸 色氨酸5比较紫外分光光度法和荧光分析法的区别和各自的优缺点。注意事项：1实验报告以电子版的形式在交作业专区跟帖子上传。也可书面提交。2实验
9、结束后实验数据放置在网上ftp:/192.168.17.5可自己下载。实验三 透射及表面反射红外光谱法测定有机物一、 实验目的通过红外吸收光谱的测定，掌握Nicolet FT-IR的使用方法。二. 实验原理1 本实验用Nicolet FT-IR测定有机物以及高分子的红外吸收光谱。2 红外光谱作为“分子的指纹”广泛用于分子结构和物质化学组成的研究。根据分子对红外光吸收后得到谱带频率的位置、强度、形状以及吸收谱带和温度、聚集状态等的关系便可确定分子的空间构型，求出化学键的力常数、键长和键角。从光谱分析的角度看主要是利用特征吸收谱带的频率推断分子中存在某一基团或键，由特征吸收谱带频率的变化推测临近的
10、基团或键，进而确定分子的化学结构，当然也可由特征吸收谱带强度的改变对混合物及化合物进行定量分析。3 对苯二酚的红外吸收谱图如上，可以看到在3500cm-1处有个大的吸收峰，这是羟基的吸收峰，3000 cm-1左右是C-H的吸收峰，1500 cm-1是C=C的吸收峰。三. 实验仪器和试剂1. Nicolet FT-IR傅立叶红外光谱仪（美国热点公司）;2. 压片机（美国热点公司）;3. 多功能反射头（美国热点公司）4. 对苯二酚5. 聚苯乙烯薄膜；6. 自备样品（塑料）;7. KBr固体四. 实验内容图 16 CO2分子的反对称伸缩振动(分辨率1和4 cm-1) 2260 2280 2300 2
11、320 2340 2360 2380 Wavenumbers (cm-1)Single BeamR枝P枝1. 空气中CO2的测定（1）实验步骤：不放样品的情况下测试空气中的红外吸收谱图，在不扣除背景的情况下在nm下可以看到CO2的红外吸收谱图，在分辨率为4cm-1和1cm-1两种情况下分别测试。（2）分析两种分辨率下的谱图的异同。观察CO2的红外吸收精细结构。2. 邻苯二酚的测定（1）压片：将少量邻苯二酚固体加入到KBr粉末中，碾碎并拌匀，用压片机压成薄片。（2）测试：将压好的样品薄片放置在红外光谱仪中，测定样品的红外吸收光谱，需要扣除背景。（3）谱图解析：将测得的谱图在谱图库中查询比对，看看
12、是不是自己测得的物质，并记录匹配度；分析谱图，将各种官能团指出来。3. 聚苯乙烯薄膜的测定（1）测试：将聚苯乙烯薄膜放置在红外光谱仪中，测定样品的红外吸收光谱，需要扣除背景。（3）谱图解析：将测得的谱图在谱图库中查询比对，看看是不是自己测得的物质，并记录匹配度；分析谱图，将各种官能团指出来。4. 自备样品（塑料）的测定（1）红外吸收谱图的测定：测试：将自备塑料样品放置在红外光谱仪中，测定样品的红外吸收光谱，需要扣除背景。谱图解析：将测得的谱图在谱图库中查询比对，看看自己测得的是何种物质，并记录匹配度；分析谱图，将各种官能团指出来。（2）反射红外谱图的测定：测试：将自备塑料样品放置在多功能反射头
13、上，仔细小心的旋转压力，测定样品的红外吸收光谱，需要扣除背景。谱图解析：将测得的谱图在谱图库中查询比对，看看自己测得的是何种物质，并记录匹配度；分析谱图，将各种官能团指出来。 注意事项：实验报告以电子版的形式在BBS上跟帖上交。也可书面提交。实验结束后实验数据放置在网上ftp:/192.168.17.5可自己下载。实验四 激光拉曼光谱的测定一. 实验目的1、了解拉曼光谱的基本原理，掌握显微共焦激光拉曼光谱仪的使用方法。2、测量一些常规物质和复杂样品的拉曼光谱。二. 实验原理 当用波长比试样粒径小得多的频率为的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角
14、度散射开来，产生散射光。散射光中除了存在入射光频率外，还观察到频率为的新成分，这种频率发生改变的现象就被称为拉曼效应。即为瑞利散射，频率+称为拉曼散射的斯托克斯线，频率为-的称为反斯托克斯线。通常称为拉曼频移，多用散射光波长的倒数表示，计算公式为 式中，和0分别为散射光和入射光的波长。的单位为cm-1。由于拉曼谱线的数目、频移、强度直接与分子振动或转动能级有关。因此，研究拉曼光谱可以提供物质结构的有关信息。自从激光问世以来，拉曼光谱的研究取得了长足进展，已广泛应用于物理、化学、生物以及生命科学等研究领域。CCD检测器光栅狭缝双瑞利滤光片显微镜样品扩束器激光图1显微共焦激光拉曼光谱仪结构 三、实验仪器和试剂1. 显微共焦激光拉曼光谱仪 Renishaw inVia（英国雷尼绍公司）2. 粉碎机、载玻片、盖玻片、胶头滴管3. 测试样品常规物质：CCl4，CH2Cl2复杂样品：不同淀粉类作物自备样品：不同材料的小挂件四.实验步骤1. 打开主机和计算机电源，同时打开激光器后面的总电源开关，将仪器预热20分钟左右。2. 自检. 静态取谱（Static），中心520 Raman Shift cm-1, Advanced - Pinhole 设为 in。使用硅片，用50 倍物镜，1 秒曝光时间，100%激光功率取谱。使用曲线拟合（Curve fit）命令检查峰位，检验仪器状态。3样品拉曼
