仪器分析实验指导书.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流仪器分析实验指导书.精品文档.仪器分析实验指导书化学教学部 衡林森 编重庆邮电学院生物信息学院2004年2月26日前言 仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法，测定时，常常需要使用比较特殊或复杂的仪器。它是分析化学的发展方向。仪器分析作为现代的分析测试手段，日益广泛地为许多领域内的科研和生产提供大量的物质组成和结构等方面的信息，因而仪器分析成为高等学校中许多专业的重要课程之一。对于我们的学生来说，将来并不从事分析仪器制造或者仪器分析研究，而是将仪器分析作为一种科学实验的手段，利用它来获取所需要的信息。仪器分析是一门实

2、验技术性很强的课程，没有严格的实验训练，就不可能有效地利用这一手段来获得所需要的信息。通过实验教学可以加深对仪器分析方法原理的理解、巩团课堂教学的效果，这只是一方面；更重要的是通过实验培养学生严格的实事求是的科学作风，独立从事科学实验研究，提出和解决问题的能力。良好的科学作风，独立工作的能力将会对学生的未来发展产生深远的影响。 理论可以指导实验，通过实验可以验证和发展理论。实验验证和发展理论的作用是以对实验现象的严密细心的考察和实验数据的科学分析为基础的，而高超熟练的实验技能是获得精密实验数据的必要和先决条件。一般说来，仪器分析实验特别是大型仪器分析实验，其特点是操作较复杂，影响因素较多，信息

3、量大需要通过对大量的实验数据的分析和图谱解析来获取有用的信息。这些特点，对培养学生理论联系实际、掌握和提高实验技能、分析推理能力是大有好处的。因此必须充分重视仪器分析实验课的教学。由于实验室不可能购置多套同类仪器设备，一般多采用几人一组做仪器分析实验，对于大型分析仪器，让学生自己动手在仪器上做实验有困难的，也尽可能地安排了一些演示实验，或者对该仪器可能提供的分析信息做了必要的介绍。学生在实验中应认真地观察实验现象，仔细地记录数据与分析结果，积极思考，注意手脑并用，善于发现和解决实验过程中出现的问题，养成良好的实验习惯。写好实验报告是仪器分析实验的延续和提高。实验报告应包括：实验名称、实验日期、

4、实验方法和原理、实验仪器类型与型号、主要实验步骤或主要实验条件、实验数据(图谱)及其处理以及结果、讨论等。对实验结果的分析与讨论是实验报告的重要部分，其内容虽无固定模式，但是可涉及诸如对实验原理的进一步深化理解，做好实验的关键及自己的体会，实验现象的分析和解释，结果的误差分析以及对该实验的改进意见等方面。以上内容学生都可就其中体会较深者讨论一项或几项。科学实践的经验告诉人们，实验中的“异常”情况的出现、往往是发现新的科学现象的先导、对实验中异常情况的深入分析和解释、有可能启发人们从中发现新的实验事实和苗头，获得意想不到的有价值的试验结果。因此，在实验过程中积极开动脑筋思考问题，在实验后深入进行

5、分析和总结，是提高实验质量的重要环节。目录实验一 溶液PH值对苯酚、苯胺的紫外光谱的影响 1实验二 紫外吸收光谱定性分析的应用 2实验三 间甲苯甲酸的红外光谱测定 3实验四 红外光谱对未知样品的定性分析 4实验五 醛和酮的红外光谱 5实验六 对羟基苯甲醚的核磁共振波谱（1H核）的测定 6实验七 核磁共振定性分析 7实验八 正二十四烷的质谱分析 8实验九 气相色谱法测定酒中甲醇含量 9实验十 高效液相色谱柱效能的测定 11实验十一 用反相液相色谱法分离芳香烃 12实验十二 火焰原子吸收光谱法测定自来水中的镁(标准加入法) 13实验十三 荧光法测定铝（以8-羟基喹啉为络合剂） 14实验一 溶液PH

6、值对苯酚、苯胺的紫外光谱的影响实验目的：1、了解紫外分光光度计的仪器构造和基本操作方法；2、巩固紫外分光光度法的基本原理与基础知识；3、了解溶液PH值对苯酚、苯胺的紫外光谱的影响。实验原理：紫外可见吸收光谱起源于分了中电子能级的变化，各种化合物的紫外可见吸收光谱的特征也就是分子中电子在各种能级间跃迁的内在规律的体现。据此，我们可以对许多化合物进行定性、定量分析，深入认识有机化合物的结构。苯具有环状共轭体系，在紫外区有三个吸收带，E1吸收带, 吸收峰184nm左右, emax4.7x104；E2吸收带, 吸收峰203nm左右, emax7.4x103，为中等强度吸收；B吸收带, 最大吸收峰在25

7、4nm左右, emax230，吸收强度较弱，这些吸收带都是pp*跃迁所产生的。而当苯环上的氢被其它基团取代时，苯的吸收光谱会发生变化，复杂的B吸收带变得简单化，吸收峰也有所变化。溶剂的极性改变、溶液的PH值改变对溶质的紫外吸收峰的波长及形状也可产生影响。实验内容：1、仪器与试剂（1）、日本岛津UV-2450紫外可见分光光度计及软件；（2）、0.5cm石英比色皿；（3）、苯酚水溶液，苯酚氢氧化钠水溶液，苯胺水溶液，苯酚盐酸水溶液；溶液的合适浓度通过实验进行调整。2、实验步骤（1）、溶液的配制；（2）、打开电源，开启电脑，进入操作面板；打开光度计开关，双击面板上UVProve图标，进入UV页面；仪

8、器自动自检，系统初始化完毕，进入标准工作栏；（3）、点击光谱点击方法设置参数放进盛空白溶液的比色皿点击基线放入待测溶液点击开始得该试液的吸收曲线，打印吸收曲线。3、实验数据及处理根据实验获得的苯酚水溶液、苯酚氢氧化钠水溶液、苯胺水溶液和苯酚盐酸水溶液的紫外光谱，分析溶液PH值对苯酚、苯胺的紫外光谱的影响，并进行解释。4、问题与讨论（1）、同一物质，在PH不同的溶液中吸收光谱有何不同？为什么？ （2）、影响紫外吸收光谱的因素有哪些？实验二 紫外吸收光谱定性分析的应用实验目的：1、掌握紫外吸收光谱的测绘方法。2、学会利用吸收光谱进行未知物鉴定的方法。3、学会杂质检出的方法。实验原理：紫外吸收光谱为

9、有机化合物的定性分析提供了有用的信息，其方法是将未知试样和标准品以相同浓度配制在相同的溶剂中，再分别测绘吸收光谱，比较两者是否一致，也可将未知试样的吸收光谱和标准图谱，如萨特勒紫外吸收光谱图相比较，如果吸收光谱完全相同，则一般可以认为两者是同一种化合物。但是，有机化合物在紫外区的吸收峰较少，有时会出现不同结构，只要具有相同的生色团，它们最大的吸收波长lmax相同，然而其摩尔吸光系数e或比吸光系数E1cm 1% 值是有差别的，因此需利用lmax和 lmax处的e或E1cm 1%等数据作进一步比较。 在没有紫外吸收峰的物质中检查含高吸光系数的杂质是紫外吸收光谱的重要用途之一，如乙醇中杂质苯的检查，

10、只需测定256nm处有无苯的吸收峰即可。因为在这一波段，主成分乙醇无吸收。在测绘比较用的紫外吸收光谱图时，应首先对仪器的波长准确性进行检查和校正，还必须采用相同的溶剂，以排除溶剂的极性对吸收光谱的影响，同时还应注意PH值、温度等因素的影响，在实际使用时，应注意溶剂的纯度。实验内容：1、仪器与试剂（1）、日本岛津UV-2450紫外可见分光光度计及软件；（2）、0.5cm石英比色皿；（3）、苯的乙醇溶液，苯酚水溶液，苯甲酸的乙醇溶液，对苯二酚水溶液。以上各已知标准物质溶液的合适浓度应通过实验情况进行调整。2、实验步骤（1）、已知芳香族化合物标准光谱的绘制在一定的实验条件下，以相同的溶剂为参比，用0

11、.5cm的比色皿，在一定的波长范围内扫描（或测绘）各已知标准物质的吸收光谱作为标准光谱。 各已知芳香族化合物标准光谱也可通过有关手册得到，但应注意实验条件的一致。（2）、未知芳香族化合物的鉴定A、称取0.100g未知芳香族化合物，用去离子水溶解后转入100mL容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。实验前，稀释100倍使用。B、用0.5cm的石英比色皿，以去离子水作参比，在200-600nm波长范围内扫描测定未知芳香族化合物的吸收光谱（若使用无扫描功能的紫外可见分光光度计，测定时先每间隔20nm测量一次吸光度，然后每间隔10nm、5nm、2nm、1nm、0.5nm测量一次吸光度。总之，越靠近吸收峰。波长间

12、隔应越小，以得到较准确的吸收曲线）。(3)、乙醇中杂质苯的检出 用0.5cm的比色皿，以乙醇作参比，在220-280nm波长范围内测定乙醇试样的吸收光谱（吸收曲线）。3、实验数据及处理（1）、通过将未知芳香族化合物的吸收光谱与已知芳香族化合物的标准光谱进行比对，指出未知芳香族化合物可能为哪种物质。（2）、将乙醇试样的吸收光谱与溶解在乙醇中苯的吸收光谱进行比较，指出乙醇试样中是否有苯存在。4、问题与讨论（1）、配制试样溶液浓度的大小，对吸光度测量值有何影响？在实验中应如何调整？（2）、对已经初步确认的化合物纯品，再设计一个实验方案，对未知物作进一步鉴定。实验三 间甲苯甲酸的红外光谱测定实验目的：

13、1、学习用外光谱进行化合物的定性分析，了解间甲苯甲酸的红外光谱图；2、掌握红外光谱分析时固体样品的压片法样品制备技术；3、熟习红外分光光度计的工作原理及其使用方法。实验原理：1、将固体样品与卤化碱（通常是KBr）混合研细，并压成透明片状，然后放到红外光谱仪上进行分析，这种方法就是压片法。 2、在化合物分子中，具有相同化学键的原子基团，其基本振动频率吸收峰（简称基频峰）基本上出现在同一频率区域内，但同一类型原子基团，在不同化合物中，因所处的化学环境有所不同，基频峰频率会发生一定移动。因此掌握各种原子基团基频峰的频率及其位移规律，就可应用红外光谱来确定有机分子中存在的原子基团及其在分子结构中的相对

14、位置。 3、由于氢键的作用，间甲苯甲酸通常以二分子缔合体的形式存在。只有在测定气态样品或非极性溶剂的稀溶液时，才能看到游离态间甲苯甲酸的特征吸收。用固体压片法得到的红外光谱中显示的是间甲苯甲酸二分子缔合体的特征。实验内容：1、仪器与试剂（1）、日本岛津HIR-8700傅里叶红外光谱仪及HYPER-IR附件。KBr压片器及附件。（2）、间甲苯甲酸（分析纯）、KBr（分析纯）。（3）玛瑙研钵，烘箱。2、实验步骤（1）、在玛瑙研钵中分别研磨KBr和间甲苯甲酸至2细粉，置于干燥器中待用。 （2）、取1-2mg的干燥间甲苯甲酸和100-200mg干燥KBr。一并倒入玛瑙研钵中进行混合直至均匀。（3）、取

15、少许上述混合物粉末倒入压片器中压制成透明薄片。然后放到红外光谱仪上测试。3、实验数据及处理指出间甲苯甲酸红外谱图中的各官能团的特征吸收峰，并作出标记。4、问题与讨论（1）、影响样品红外光谱图质量的因素是什么？实验四 红外光谱对未知样品的定性分析实验目的：了解鉴定未知物的一般过程。掌握用标准谱库进行化合物鉴定的方法。实验原理：比较在相同的制样和测定条件下，被分析的样品和标淮纯化合物的红外光谱图，若吸收峰的位置、吸收峰的数目和峰的相对强度完全致，则可认为两者是同一个化合物。实验内容：1、仪器与试剂（1）、日本岛津HIR-8700傅里叶红外光谱仪及HYPER-IR附件。（2）、压片和压膜、钢铲、镊子

16、。（3）、分折纯的KBr粉末和四氯化碳。（4）、已知分子式的未知试样：1号C8H10，2号C4H10O，3号C4H8O2，4号C7H6O2。2、实验步骤(1)压片法 取12mg的未知样品粉末与200mg干燥的KBr粉末(颗粒大小在2um左右)在玛瑙研钵中混匀后压片，测绘红外谱图，进行谱图处理(基线校正、平滑、ABEX扩张、归一化)，谱图检索(操作见说明书)，确认其化学结构。(2)液膜法 取l一2滴未知样品滴加在两个KBr晶片之间。用夹具轻轻夹住，测绘红外谱图，进行谱图处理，谱图检索(操作见说明书)，确认其化学结构。3、实验数据及处理(1)、在测绘的谱图上标出所有吸收峰的波数位置， (2)、对确

17、定的化合物。列出主要吸收峰并指认归属。4、问题与讨论(1)、区分饱和烃和不饱和烃的主要标志是什么？ (2)、羰基化合物谱图的主要特征是什么? (3)、芳香烃的特征吸收在什么位置?实验五 醛和酮的红外光谱实验目的：1、选择醛和酮的羰基吸收频率进行比较。说明取代效应和共轭效应，指出各个醛、酮的主要谱带。2、熟悉压片法及可拆式液体池的制样技术。实验原理：醛和酮在1870一1540 cm-1范围内出现强吸收峰，这是CO的伸缩振动吸收带。其位置相对较固定且强度大，很容易识别。而CO的伸缩振动受到样品的状态、相邻取代基团、共轭效应、氢键、环张力等因素的影响，其吸收带实际位置有所差别。脂肪醛在1740一17

18、20 cm-1范围有吸收，a碳上的电负性取代基会增加CO谱带吸收频率。例如，乙醛在1730 cm-1处吸收，而三氯乙醒在1768cm-1处吸收。双键与羰基产生共轭效应，会降低C(的吸收频率。芳香醛在低频处吸收。内氢键也使吸收向低频方向移动。酮的羰基比相应的醛的羰基在稍低的频率处吸收。饱和脂肪酮在1715cm-1左右有吸收。同样，双键的共轭会造成吸收向低频移动。酮与溶剂之间的氢键也将降低羰基的吸收频率。实验内容：1、仪器与试剂（1）、日本岛津HIR-8700傅里叶红外光谱仪及HYPER-IR附件。、压片、压膜器及附件。（2）、苯甲醛；肉桂醛；正丁醛，二苯甲酮；环己酮，苯乙酮；滑石粉；无水乙醇；K

19、Br。（3）玛瑙研钵，烘箱。2、实验步骤用可拆式液体池将苯甲醛、肉桂醛、正丁醛、环己酮、苯乙酮等分别制成约0.015-0.025mm厚的液膜，绘出红外光谱。而二苯甲酮为固体则可按压片法制成KBr片剂测其红外光谱。3、实验数据及处理（1）、确定各化合物的羰基吸收频率，根据各化合物的光谱写出它们的结构式。 （2）、根据苯甲醛的光谱，指出在3000 cm-1范围左右及675cm-1、750 cm-1之间所得到的主要谱带，简述分子中的键或基因构成这些谱带的原因。 （3）、根据环己酮光谱，指出在2900 cm-1和1460 cm-1处附近吸收的主要谱带对应的基团。（4）、比较肉桂醛、苯甲醛与正丁醛的烷基

20、频率，论述共轭效应和芳香性对羰基吸收频率的影响。 （5）、共轭效应及芳香性对酮的羰基的频率影响如何?4、问题与讨论 （1）、解释若用氯原子取代烷基，羰基频率会发生位移的原因。 （2）、推测苯乙酮CO伸缩的泛频在什么频率处。实验六 对羟基苯甲醚的核磁共振波谱（1H核）的测定实验目的：1、了解核磁共振波谱仪的工作原理及其操作方法；2、学习对1H核的核磁共振波谱的解释。实验原理：1、采用扫场方法：将样品用频率固定的电磁辐射进行照射，并缓缓改变 外加磁场的强度，达到引起共振为止。2、由于1H核在化合物分子中所处的化学环境不同，因而其化学位移值、偶合常数等也不同。磁性核的化学位移值、偶合常数以及积分面积

21、之比，为有机化合物的结构剖析，提供了极为重要的信息。实验内容：1、仪器与试剂（1）、核磁共振波谱仪 德国Bruker公司ARX-300（2）、试样管 5200mm（3）、参考物 四甲基硅烷（TMS）（4）、溶剂 氘代氯仿CDCl3（5）、样品 对羟基苯甲醚2、实验步骤（1）、取5mg左右的对羟基苯甲醚装入试样管中，加入0.5mL的氘代氯仿溶解；（2）、按实验条件要求，根据仪器操作步骤调节好仪器；（3）、把装有对羟基苯甲醚的氘代氯仿溶液的样管置于探头上测谱。3、实验数据及处理根据实验获得的对羟基苯甲醚的核磁共振波谱图，解释谱图上出现的各共振吸收峰归属于何种基团。4、问题与讨论（1）、产生核磁共振

22、的必要条件石什么？（2）、何谓屏蔽作用及化学位移？ （3）、核磁共振波谱能为核磁共振波谱的结构剖析提供哪些信息？实验七 核磁共振定性分析实验目的： 学习利用核磁共振波谱法对化合物进行定性分析。实验原理： 质子的共振频率不仅取决于外加磁场和核磁矩，同时还要受到质子在化合物中所处的化学环境的影响。即不同化学环境中的质子，其化学位移不同，由此可利用化合物进行定性鉴定。 例如：乙醇CH3CH2OH分子中，有三组处于不同化学环境的质子：一CH3个的三个质子、一CH2中的二个质子和一OH中的一个质子，因而在不同的磁场强度下将产生不同的核磁共振，也就是说它们有着不同的化学位移、如图所示。(A) 纯乙醇-CC

23、l4溶液的NMR谱；(b)快速交换下的-OH、一CH2谱 由基团的核磁共振化学位移表可知，dl2ppm的一组三重峰为一CH3峰，由裂分数(n十1)规律可知-CH3基团与-CH2-基团相邻；d24ppm的一组多重峰是由于-CH2-受邻近的-CH3和-OH的偶合作用而裂分成的多重峰；而d45ppm的三重峰是一OH受邻近-CH2一基团的偶合而裂分的吸收峰。 对于不纯的、含有衡量酸、碱等杂质的乙醇，一OH上的质子常与分子间或与溶剂之间的质子发生交换反应，并且交换反应速度受衡量杂质的催化，因而不与邻近质子发生偶合故一OH峰不再分裂，所得NMR谱如图(b)所示。这时一CH3为三重峰，强度比为1：2：1；亚

24、甲基为四重峰，强度比为1：3：3：1。实验内容：1、仪器与试剂（1）、核磁共振波谱仪 德国Bruker公司ARX-300（2）、试样管 5200mm（3）、无水乙醇(分析纯)；95乙醇(分析纯)，TM5一CCl4溶液。2、实验步骤（1）、取无水乙醇0.2mL于f5mm，加0.5mL TM5一CCl4溶液，摇匀后进行核磁共振测定，记录谱图。（2）、取95乙醇0.2mL与上同样操作。3、实验数据及处理（1）、由所得谱图找出各组峰的化学位移，并作出峰的归属。（2）、由图计算偶合常数J，判断CH3CH2OH的核磁共振谱是否为一级谱。4、问题与讨论（1）、何谓偶合常数？实验八 正二十四烷的质谱分析实验目

25、的： 了解质谱图的构成及正构烷烃质谱图的主要特点，说明各碎片离子峰的来源。实验原理： 质谱，就是在高真空状态下，化合物分子经电子流冲击或用其他手段打掉一个电子（有时多于一个，但少见）生成分子离子，同时还会发生化学键的有规律裂解，生成各种质量数的碎片离子，质量不同的带正电荷离子，在电场、磁场的作用下按着质荷比大小排列而成的图谱。质谱可用来测定分子量，结合元素分析确定分子。高分辨质谱可直接确定分子式。并可用于混合物的含量测定。此外质谱还可用来研究有机化学反应的反应机理等。实验内容：1、仪器与试剂（1）、仪器 VG Analytical 70SE双聚焦质谱仪，电子轰击源。（2）、试剂 正二十四烷：色

26、谱纯，白色片状结晶，相对分子量338。2、实验步骤 （1）、装入样品：将24ug正二十四烷固体样品放入直接探头进样杆的样品杯中，将样品杯牢固装在杯子支架上，然后将进样杆推入真空锁阀第一个“停止”处，此时进样杆上的卡口已进入真空锁阀边缘的槽里。抽净空气再慢慢打开球阀并注意离子源真空规的读数小于10-4mbar，再旋转真空锁阀边缘槽上的轴，使卡口对准闭锁柄的导入管，再缓缓平稳推动进样杆至第二个“停止”处，使探头顶端到位与电离室入口密封，开动真空系统使电商室的真空度达10-6Torr。 （2）、设定样品加热温度：将探头控温电缆线接至探头末端的五蕊插座上，再调节探头加热温度指示到所需的250位置。 （

27、3）、扫描条件的设置：将扫描控制单元的主扫描速度调节为20 s扫速下获线性扫描所需的质量范围(400 amU，将紫外记录仪的纸速调至5 mms。然后将积分扫描开关置于磁档调“低质量”和“间隔”旋钮，和主扫描一样，给出扫描为0.11s的积分磁扫描。 （4）、电子轰击源工作条件的设定：发射电流500uA，电子能量70 ev，离子源温度200。 （5）、质谱图的获取：接通直接探头进样的电加热电源，升高探头温度，在监示器监测样品升温蒸发情况。将紫外记录仪接在监示器输出端当达到样品蒸发分布图的最强处，启动主扫描按钮，紫外记录仪能自动启动并记录质谱图。3、实验数据及处理（1）、由获得的质谱图找出其中的分子

28、离子峰和基峰。 （2）、确定相对强度大于50的离子峰的结构式。4、问题与讨论 根据相对强度大于50的离子峰的结构式，指出这些相邻离子峰的质量数相差多少?其碎片离子峰的通式是什么?实验九 气相色谱法测定酒中甲醇含量实验目的：1、掌握外标定量法。2、熟练掌握微量注射器进样技术。3、掌握色谱工作站的应用。实验原理：外标法是在一定的操作条件下，用纯组分或已知浓度的标准溶液配制一系列不同含量的标准样品，定量地准确进样，用所得色谱图相应组分峰面积（或峰高）对组分含量作标准曲线。分析样品时，由准确定量进样所得峰面积（或峰高），从标准曲线上查出其含量。酒中甲醇含量的测定，以氢火焰离子化检测器利用醇类物质在氢火

29、焰中的化学电离进行检测，根据甲醇的色谱峰高与标准曲线比较进行定量。实验内容：1、仪器与试剂 （1）、仪器SQ-203型（或其他型号）气相色谱仪GDC-300B型（或其他型号）全自动氢气发生器微量注射器 1uL 2支容量瓶 25mL 7只（2）、试剂甲醇（色谱纯）60%乙醇水溶液（不含甲醇）2、实验步骤 （1）、色谱柱的准备 将内径4mm，长2m的玻璃或不锈钢色谱柱洗净、烘干，采用GDX-102（60-80目）作为固定相制备色谱柱。（2）、色谱操作条件 检测器：氢火焰离子检测器 汽化室、检测器温度：1900C柱温：1700C氢气流速：40mL/mim空气流速：450 mL/mim氮气（N2）流速

30、：40mL/mim衰减和记录纸速可根据进样后色谱图的情况适当选择。（3）、甲醇标准系列溶液的配制以60%乙醇水溶液为溶剂，配制浓度分别为0.1%、0.3%、0.5%、0.7%的甲醇标准系列溶液。（4）、色谱测定用微量注射器分别吸取0.5uL各甲醇标准系列溶液及试样溶液注入色谱仪，取得色谱图，以保留时间对照定性，确定甲醇色谱峰。（5）、实验记录浓度甲醇标准系列溶液试样溶液0.1%0.3%0.5%0.7%C2色谱峰高3、实验数据及处理（1）、以色谱峰高为纵坐标。甲醇标准系列溶液的浓度为横坐标，绘制标准曲线。（2）、根据试样溶液色谱图中甲醇峰峰高，查出试样溶液中甲醇的含量（g/100Ml）。4、问题

31、与讨论（1）、外标法是否要求严格准确进样？操作条件的变化对定量结果有无明显影响？为什么？（2）、在那些情况下，采用外标法定量较为适宜？实验十 高效液相色谱柱效能的测定实验目的：学习高效液相色谱柱效能的的测定方法；了解高效液相色谱仪基本结构和工作原理，以及初步学习操作方法。实验原理：对色谱体系，色谱柱的柱效能，可以定量地用理论塔板数n来表示： n=5.54（tR/Y1/2）2=16（tR/Y）2速率理论及范弟姆特方程式对于研究影响高效液相色谱柱效的各种因素，同样具有指导意义： H=A+B/u+Cu 由于组分在液体中的扩散系数很小，纵向扩散项（B/u ）对色谱峰扩展的影响可以忽略，而传质阻力项Cu

32、 则成为影响柱效的主要因素。因此，提高柱内填料装的均匀性和减小粒度，以加快传质速率，可以提高柱效能。除上述因素以外，还应考虑一些柱外展宽的因素，其中包括进样器的死体积和进样技术等所引起的柱前展宽，以及由柱后联结管、检测器流通池体积所引起的柱后展宽。实验内容：1、仪器与试剂(1)、Waters 高效液相色谱仪1525泵 （2）、 Waters 2996 PDA紫外检测器（3)、717 Plus自动进样器 （4）、 联想计算机及打印机 （5）、微量进样器 25ul （6）、超声波清洗器 （7）、超纯水或二次重蒸馏水 （8）、甲醇 （ 色谱纯 ） （9）、苯、萘、联苯、 （A.R）. （10）、标准

33、溶液配制A、标准贮备液 配制含苯、萘、联苯各1000ug/ml的正己烷溶液100ml，备用。 B、标准使用液 用上述贮备液配制含苯、萘、联苯各1000ug/ml的正己烷溶液25ul，备用。2、实验步骤(1)、色谱操作条件A、色谱柱 Waters Nova-PakC18 3.9*150mm颗粒度4um。B、流动相 甲醇：水（83：17） ，流量0.5ml/min和1ml/min。C、紫外检测器 测试波长l=254nm D、进样量 3ul（2）、色谱测定A、将流动相于超声波清洗器上，脱气15min；B、设置流动相流量为 0.5ml/min，按仪器操作步骤调节仪器至进样状态，待仪器液路和电路系统达到

34、平衡，仪器基线噪音最小时，即可进样。C、吸取3ul标准使用液进样，记录色谱图，重复进样两次。D、设置流动相流量为 1ml/min，仪器稳定后，吸取3ul标准使用液进样，记录色谱图，重复进样两次。3、实验数据及处理（1）、记录实验条件A、色谱柱 B、流动相及流量 C、检测器 D、进样量（2）、测量各色谱图中苯、萘、联苯等的保留时间tR 及色谱峰的半峰宽Y1/2，计算各对应理论塔板数n。4、问题与讨论 （1）、由本实验计算所得的各组分理论塔板数说明什么？ （2）、紫外光度检测器是否使用于检测所有的有机化合物，为什么？（3）、若实验获得的色谱峰太小，你应如何改善实验条件？实验十一 用反相液相色谱法分

35、离芳香烃实验目的：1学习高效液相色谱仪的操作。 2了解反相液相色谱法分离非极性化合物的基本原理。 3掌握用反相液相色谱法分离芳香烃类化合物的方法。实验原理：实验原理： 高效液相色谱法是重要的液相色谱法。它选用颗粒很细的高效固定相，采用高压泵输送流动相，分离、定性及定量全部分析过程都通过仪器来完成。除了有快速、高效的特点外，它能分离沸点高、分子量大、热稳定性差的试样。 根据使用的固定相及分离原理不同，般将高效液相色谱法分为分配色谱、吸附色谱、离子交换色谱和空间排斥色谱等。 在分配色谱中，组分在色谱柱上的保留程度取决于它们在固定相和流动相之间的分配系数K: K=组分在固定相中的浓度/组分在流动相中

36、的浓度显然，K越大，组分在固定相上的停留时间越长，固定相与流动相间的极性差值也越，因此，相应出现了流动相为非极性而固定相为极性物质的正相液相色谱法和以流动相为极性而固定相为非极性物质的反相液相色谱法。目前应用最广的固定相是通过化学反应的方法将固定液键合到硅胶表面上，即所谓的键合固定相。若将正构烷烃等非极性物质(如nCN烷)键合到硅胶基质上以极性溶剂(如甲醇和水)为流动相，则可分离非极性或弱极性的化合物。据此，采用反相液相色谱法可分离烷基苯类化合物。实验内容：1、仪器与试剂(1)、Waters高效液相色谱仪1525泵 （2）、 Waters 2996 PDA紫外检测器（3)、717 Plus自动

37、进样器 （4）、 联想计算机及打印机 （5）、微量进样器 10ul （6）、超声波清洗器（7）、色谱柱：250mm4.6mm，n-C18柱（8）、苯、甲苯、n-丙基苯，n-丁苯(均为AR)。（9）、未知样品。2、实验步骤(1)、用流动相溶液(80甲醉十20水)配制浓度为10mgmL的标准样品。 （2）、在教师指导下，按下述色谱条件操作色谱仪： 柱温：室温，流动相流速1.3mLmin UV检测器灵敏度调到o.32一o.64AUFS； （3）、待记录仪基线稳定后，分别进苯、甲苯、n-丙基苯、n-丁基苯、标准样各5uL，进样同时，按标记钮(MARKER)。 （4）、获得四种标准样的色谱图后，按步骤3

38、进未知试样20uL（由教师提供）记录色谱图。3、实验数据及处理（1）、测定每一个标准样的保留距离(进样标记至色谱峰顶间的距离)。（2）、测定未知试样中每一个峰的保留距离，与标准样色谱图比较，标出未知试样中每一个峰代表什么化合物。（3）、用标样峰的峰面积，估算未知试样中相应化合物的含量。4、问题与讨论（1）、解释未知试样中各组分的洗脱顺序。 （2）、试说明苯甲酸在本实验的色谱柱上，是强保留还是弱保留？为什么？实验十二 火焰原子吸收光谱法测定自来水中的镁(标准加入法)实验目的： 掌握标准加入法测定元素含量的操作。实验原理： 当试样组成复杂，配置的标准溶液与试样组成之间存在较大差别时；试样的基体效应

39、对测定有影响，或干扰不易消除，分析样品数量少时，用标准加入法较好，将已知的不同浓度的几个标准溶液加入到几个相同量的待测样品溶液中去，然后起测定，并绘制分析曲线，将绘制的直线延长，均横轴相交，交点至原点所对应的浓度即为待测试验的浓度。实验内容：1、仪器与试剂 仪器：原子吸收光度计； 容量瓶：50mL 5个，100mL 1个； 吸量管：5mL 2个； 烧杯：25 mL 2个； 试剂：标准Mg储备液(100ug/mL)：称取1g金属镁(精确到0000 2g)，溶于少量盐酸中，并转移至1L容量瓶中，用去离子水稀释至标线，摇匀。或准确称取1.66g氧化镁（MgO)，于8000C灼烧至恒重，溶于50mL盐

40、酸及少量去离子水中，移入1L容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。此溶液浓度为1mgmL（以Mg计)。2、实验步骤(1)、标准溶液配制 取Mg标准储备液(1000ugmL) 5mL，移入100mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀备用，此溶液Mg含量为50ugmL。 (2)、测量溶液的配制 分别吸取10mL试样溶液5份于5个50mL容量瓶中，各加入含量为50ugmL的Mg标准溶液0.00，1.00，2.00，3.00，4.00mL，用去离子水稀释至刻度，摇匀。(3)、操作步骤打开仪器并设定好仪器条件；火焰：乙炔-空气乙炔流量：1.5Lmin空气流量：6L/min空心阴极灯电流：5mA狭缝宽度

41、：0.04mm燃烧器高度：8mm吸收线波长：285.2nm 待仪器稳定后，用空白溶剂调零，将配制好的标准溶液由低到高依次测试并读出吸光度数值。3、实验数据及处理以所测溶液的吸光度数值为纵坐标，以测量溶液中加入Mg标准溶液的浓度为横坐标，绘制标准曲线。并将标准曲线延长交于横坐标轴。交点至原点的距离即为测量溶液中Mg的浓度。根据稀释倍数即可求出自来水中Mg的含量并计算标准准偏差。4、问题与讨论(1)、标准加入法定量分析有哪些优点?在哪些情况下适宜采用？ (2)、标准加入法为什么能够克服基体效应及某些干扰对测定结果的影响？实验十三 荧光法测定铝（以8-羟基喹啉为络合剂）实验目的：掌握铝的荧光测定方法

42、，以及荧光测量、萃取等基本操作。实验原理： 铝离子能与许多有机试剂形成会发光的荧光络合物，其中8-羟基喹啉是较常用的试剂，它与铝离子所生成的络合物能被氯仿萃取，萃职液在365纳米紫外光照射下，会产生荧光，峰值波长在530纳米处，以此建立铝的荧光测定方法。其测定范围为0.002-0.24微克铝毫升。Ga3+及In3+会与该试剂形成会发光的荧光络合物，应加以校正。存在大量的Fe2+、 Ti4+、VO3-会使荧光强度降低，应加以分离。 实验使用标准硫酸奎宁溶液作为荧光强度的基准。实验内容：1、仪器与试剂A、仪器930型荧光光度计（附液槽一对、滤光片1盒)容量瓶 50毫升7个吸量管 2毫升1支 5毫升

43、1支量 简 5毫升1个 100毫升1个分液漏斗 125毫升7个漏 斗7个B、试剂 (A)、铝标准溶液 (a)、储存标准液，1.000克铝/L：溶解17.57克硫酸铝钾Al2（S04）3K250424H2O于水中，滴加1：1硫酸至溶液清澈，移至l升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 (b)、工作标准液，2.00微克铝升：取2.00毫升铝的储存标准液于l升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 (B)、8-羟基喹啉溶液，2：溶解2克8-羟基喹啉于6毫升冰醋酸中，用水稀释至l00毫升。 (C)、缓冲溶液；每升含NH4Ac 200克及浓NH3H2O 70毫升。 (D)、标难奎宁溶液，50.0微克/毫升：0.5

44、00克奎宁硫酸盐溶解在1升lN硫酸中。再取10毫升，用1N硫酸稀释到100毫升。 (E)、氯仿2、实验步骤（1）、系列标准溶液的配制 取六个125毫升分液漏斗，各加入40-50毫升水，分别加入0，1.00，2.00，3.00，4.00及5.00毫升2.00微克毫升铝的工作标准液。沿壁加入2毫升28-羟基喹啉溶液和2毫升缓冲溶液至以上各分液漏斗中。每个溶液均用20毫升氯仿萃取2次。萃取氯仿溶液通过脱脂棉滤入50毫升容量瓶中，并用少量氯仿洗涤脱脂棉，用氯仿稀释至刻度，摇匀。 （2）、荧光强度的测量 930型荧光光度计的使用见说明书。选择合适的激发滤光片及荧光滤光片。用标准奎宁溶液调节荧光强度读数为100。然后分别测量系列标准溶液各自的荧光强度。 （3）、未知试液的测定 取一定体积未知试液，按步骤1、2方法处理并测量。3、实验数据及处理（1）、记录系列标准溶液的荧光强度，并绘出标准曲线。（2）、记录未知试样的荧光强度，由标准曲线求得未知试样的铝浓度。4、问题与讨论标淮奎宁溶液的作用是什么?如不用标准奎宁溶液，测量应如何进行？