仪器分析实验讲解Word格式.docx

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狭缝高度：

2mm；

中间光栏：

1.8mm；

上电极：

45°

锥形石墨电极；

下电极：

φ10mm铜棒；

交流电弧：

电流7～9A，预燃10秒，曝光45秒。

摄谱顺序：

1铁谱电流8A，不要预燃，曝光5秒

2、3紫铜样品（每次曝光、必须移动感光板！

？

）

4铁谱

5、6紫铜样品

7铁谱

4、感光板暗室处理

摄谱结束后，关好暗盒挡板，卸下暗盒。

在暗室中将感光板取出处理。

显影4～6min、停影1min、定影10min，然后流水冲洗20min（20℃左右，感光板面均朝上操作）。

5、译谱

用铁光谱图比较法进行译谱是目前应用最多的一种方法，因铁光谱的谱线数量很大，在整个波长范围分布均匀，人们对每一条铁谱线的波长进行了精确的测量，并在制作谱图时绘有波长标尺，标有各种元素的强线，相对强度等级，原子线或离子线等，供对照查阅用，整套图谱按波长顺序一张一张相衔接。

摄谱时试样光谱与铁谱并列，查找谱线时以铁光谱作为比较光谱。

将谱板置于映谱仪上同光谱图对照（通常从短波到长波），使谱板上的铁谱线与图谱上的铁谱线相重合，此时，若试样光谱中某一条谱线与图谱上标出的某一条谱线相重合，那么图谱上所标出的谱线即为该谱线的波长。

如果试样光谱中这一元素的其它最后线也出现，那么就可以断定试样中存在这一元素。

一般找出需检出元素的灵敏线2～3条或特征线组就可确定这一元素存在。

五、思考题

1、光谱定性分析的依据是什么？

光谱定量分析适宜范围？

2、一般试样光谱旁为什么要摄一条铁光谱？

3、显影、停影、定影之原理？

为什么要水冲洗20分钟？

4、摄谱仪狭缝的宽度对光谱定性分析影响？

应采用什么样的狭缝宽度？

实验2矿物试样光谱的定性与半定量分析

1、学习掌握岩石、矿物类粉末样品的光谱定性分析方法。

2、掌握用比较光谱线强度的方法进行半定量分析的方法。

3、了解发射光谱的定性、半定量、定量分析之含义。

不同元素的原子，其原子结构不同，原子能级不一样。

当每一种元素的原子被激发时，将发射其特征的光谱，以此为光谱定性分析的依据。

在一定条件下，由于元素谱线的强度（在光谱感光板上呈现为黑度）与试样种该元素的含量有直接关系，即随着样品种元素含量的增加，谱线黑度增大。

因此，在相同实验条件下，拍摄试样和标样的光谱，用目视法直接比较试样与相应标样中某元素的分析线的黑度就可估计该元素的含量，以此可进行光谱半定量分析。

三、仪器和试剂

1、仪器

WP—1一米平面光栅摄谱仪（或WP—2二米平面光栅摄谱仪）；

交流电弧发生器；

光谱纯石墨电极、铁电极；

天津紫外型感光

板；

显影液、停影液、定影液；

2、标样的制备

先以分析纯试剂各自研磨成200目的细粉后，按如下比例配制成人工基体，研磨混匀。

SiO274%Al2O315%Fe2O32.5%

CaO0.5%K2SO44%Na2CO34%

然后在人工基体中加入光谱纯CuO、PbO、ZnO配成含Cu0.03%、Pb0.1%、Zn0.3%的第一号标准样，再用人工基体逐个稀释成如下含量的标准系列：

№1№2№3№4№5

Cu%0.030.010.00330.00110.00037

Pb%0.10.0330.0110.00370.0012

Zn%0.30.10.0330.0110.0037

1、工作条件

（1）WP1一米平面光栅摄谱仪：

三透镜照明系统，狭缝宽度5μm，狭缝高度1mm，中间光栏1.8mm，中心波长310nm（一级光谱）。

（2）光源及曝光：

交流连续电弧，先以7A燃弧，持续5秒钟，电流升至10A曝光40秒共45秒钟。

（3）电极形状：

均采用φ6mm光谱纯石墨电极，在车床上车制成上电极300圆锥形，下电极为2.5mm（孔径）×

2mm（深）×

0.7mm（壁厚）小孔。

（4）感光板：

国产天津紫外Ⅱ型感光板。

（5）显影：

18～20℃显影4～5分钟，停影1分钟，定影至透明（10～20分钟），流水冲洗约25分钟，再用吹风机吹干。

2、操作步骤

（1）将分析样品3个，标准样品5个分别按序装填下电极小孔内，压紧，按序插入带孔的木盒内，加一滴糖水，红外线灯下烘干备用。

（2）在摄取样品光谱前，须先摄取铁光谱一条。

铁谱以7A电流6秒时间摄取，然后再开始按顺序摄取分析样品及标准样品的光谱。

（3）在选定的上述工作条件下摄谱。

每次结束曝光后暗盒板移2mm（切记），每个样品分别平行摄谱三次。

全部拍完后取下暗盒，暗室冲洗，凉干谱板。

（4）译谱

将谱板置于映谱仪置片台上，乳剂面向上，长波往左，利用映谱仪的两只旋转手轮（左右各一）移动置片台，利用如下所列各元素的分析线以图谱对照观测检查分析样品中是否存在Cu、Pb、Zn、Bi、Sn、Ag、Cr。

采用目视比较法比较分析样品谱线黑度与标准样品（即五组标准样品）谱线黑度，得出分析样品中的Cu、Pb、Zn含量，作下记录（即半定量分析三组样品中的Cu、Pb、Zn含量），定性分析三组样品中是否存在Bi、Sn、Ag、Cr。

元素分析线波长（nm）灵敏度（%）

Pb283.300.001

261.420.001

287.330.01

Cu327.400.0001

282.440.01

Zn334.500.001

334.560.003

328.200.003～0.01

Cr301.490.001

Bi306.77＜0.001

Ag328.010.001

Sn284.000.001

1、发射光谱的定性分析与半定量分析、定量分析的差异？

2、发射光谱中定量分析常见的方法有哪几种？

分析线应如何选择？

3、发射光谱实验室环境条件有哪些要求？

摄谱时为什么要打开抽风装置？

4、发射光谱定性分析结果的表示方法？

常规定性定量分析时间为什么要摄一铁谱？

铁标准图谱有几种？

实验3火焰原子吸收测定矿物中的铜

—标准曲线法

1、实验目的

1、通过本实验加深了解吸收光谱分析的原理。

2、了解仪器结构，掌握原子吸收分析的一般操作。

3、熟悉原子吸收分析技术中常用的“标准曲线法”。

原子吸收光谱法测定铜，简便快速、重现性好，在火焰中的灵敏度为0.1µ

g/ml/1%。

检出限为0.002µ

g/ml，试样可经盐酸、硝酸分解，若含有大量硅酸盐的试样也可用硝酸-氢氟酸处理，进行铜的测定时化学干扰不常见，在火焰中均有较高的灵敏度，本实验采用空气-乙炔火焰，测定范围0-10µ

g/ml。

铜标准溶液：

取高纯铜1.0000克于20ml硝酸中溶解，用水稀释至1升，得Cu1mg/ml的贮存溶液取贮存溶液5ml于100ml容量瓶中，加盐酸3ml，用水稀释至刻度，摇匀，此溶液为Cu50µ

分别取上述稀释后的溶液0、1、2、3、4、5ml稀释至50ml体积，得到铜的标准系列0、1、2、3、4、5µ

盐酸（分析纯），硝酸（分析纯），氯化铵（分析纯），二次水（蒸馏水经离子交换处理）。

仪器及工作条件：

GGX-2原子吸收光谱仪（北京地质仪器厂）

波长：

Cu324.7nm；

灯电流：

1.5mA；

单色仪通带：

0.2nm（狭缝宽0.1nm）；

燃烧器高度：

8mm

XWT-104平衡式记录仪（上海大华仪表厂）

量程：

1mV；

走纸速度：

8mm/分

WM-2无油气体压缩机（天津医疗器械二厂）

空气压力：

0.2-0.3MPa；

流量：

5.5升/分钟；

钢瓶装溶解乙炔压力：

0.05MPa；

1.2升/分钟

称取0.1-0.2克试样于250ml烧杯中，吹水润湿，加盐酸10ml加热溶解，加硝酸5ml,加热，加氯化铵0.2g，继续加热溶解至近干，取下冷却，加盐酸3ml，用水吹洗至体积约为15-20ml,煮沸，使可溶性盐类溶解，冷却加入100ml容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀分取5ml稀释至50ml待测，在选定的条件下测定标准溶液和试样溶液吸光度，绘制吸光度-浓度曲线（µ

g/ml）（A-C曲线），从标准曲线上查的试样浓度，计算出分析结果。

1、标准曲线法有什么优点，在哪些情况下用标准曲线法？

2、标准曲线斜率的大小反应什么？

3、导致标准曲线弯曲的因素有哪些？

实验4火焰原子吸收测定自来水中的钠

1、学习原子吸收分光光度法的基本原理。

2、了解原子吸收分光光度计的基本结构和使用方法。

3、掌握应用标准曲线法测定自来水中的钠含量。

原子吸收分光光度法是根据物质所产生的原子蒸气对特定谱线（即待测元素的特征谱线）的吸收作用进行定量分析的。

若使用锐线光源，当发射光通过原子蒸气时，蒸气中基态原子将选择性地吸收该元素的特征谱线。

这时，入射光将被减弱，其减弱程度与蒸气中该元素的浓度成正比，吸光度符合Lambert-beer定律

当L以cm为单位、c以mol·

L-1为单位表示时，K称为摩尔吸收系数，单位为L·

mol-1·

cm-1。

如果控制L的值，上式变为

上式就是原子吸收分光光度法的定量基础。

定量方法可用标准加入法或标准曲线法。

标准曲线法是原子吸收光谱中常用的定量方法，适用于待测溶液中共存的基体成分较为简单的情况。

标准曲线有时会发生向浓度轴（向下）或向吸光度轴（向上）弯曲的现象，要获得好的标准曲线，必须选择合适的实验条件。

三、仪器与试剂

AA-7020型原子吸收分光光度计（北京东西仪器公司）及计算机，钠空心阴极灯（HCL）；

JB-Ⅱ型无油气体压缩机（天津市医疗机械二厂），乙炔钢瓶，通风设备。

2、试剂

（1）氯化钠（分析纯），1%HCl.

（2）1000µ

g·

ml-1钠标准工作溶液：

称取于500-600℃灼烧至恒重的氯化钠约2.5g（准确到0.0001g），溶于少量去离子水中，移入1000ml容量瓶中，并用去离子水稀释至刻度，摇匀备用并计算溶液溶度。

4、实验步骤

1、仪器条件（以AA-7020型原子吸收风光光度计为例，若用其他型号一起，实验条件应根据具体仪器确定）

火焰：

乙炔-空气

乙炔流量：

1.5ml·

min-1；

0.3MPa；

空心阴极灯电流：

3mA；

吸收线波长：

589.0nm；

2、溶液配制

（1）配制钠标准溶液系列：

取钠标准贮备液，配制5个50ml的标准溶液，用1%的HCl溶液稀释至刻度，摇匀备用。

（2）自来水样品溶液配制：

准确吸取自来水20.00ml置50ml的容量瓶中，用去离子水稀释至刻度。

3、开机及参数设置

（1）接通电源，仪器自检，稳定10min；

（2）打开计算机，出现图标后，再点击一次，运行软件；

（3）打开参数设置，选定钠元素灯，输入波长589.0nm；

（4）仪器连接，完成计算机自检；

（5）点击扫描，仪器进行波长自检，需要等几分钟；

（6）完成后，点击调整灯位置，需要几分钟，能量到达212%或最大，自动完成（如果灯位置偏离光通路较大，可以手动调节）；

（7）点击能量平衡，显示成功后，点击确定；

（8）开启空压机，再打开乙炔气（1.5ml·

min-1）；

（9）按点火；

（10）点击文件中新建文件；

（11）点击添加或删除，进行样品记录；

（12）确定后，退出界面；

4、标准溶液系列和样品溶液的测定

在界面上几点空白，将吸样管放入空白样瓶，进行空白样检测，连续检测三次；

点击采样，将吸样管分别依次放入系列标准溶液，进行检测，每种溶液连续检测三次，完成后点击数据管理，命名保存，然后打印。

列表记录测量相应的吸光度值。

5、关机操作

（1）关闭燃气，继续输送空气，燃烧完管道中的燃气，同时，用空白样清洗雾化室；

（2）关闭点火开关及空压机，关闭电源。

五、数据处理

1、以钠标准溶液的浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，用方格坐标纸，或用Excel、Origin等作图软件绘制工作曲线，并得到曲线方程。

2、由样品读数及曲线方程得出样品中Na+的浓度。

6、注意事项

1、乙炔为易燃、易爆气体，必须严格按照操作步骤进行。

在点燃乙炔火焰之前，应先开空气，然后再开乙炔气；

结束或暂停实验时，应先关乙炔气，再关空气。

必须切记以保障安全。

2、乙炔气钢瓶为左旋开启，开瓶时，出口处不准有人，要慢开启，不能过猛，否则冲击气流会使温度过高，易引起燃烧或爆炸。

开瓶时，阀门不要充分打开，要求旋开不应超过1.5旋。

七、思考题

1、简述火焰原子化器的组成，原理和特点。

2、原子吸收分光光度法为什么要用待测元素的空心阴极灯作为光源？

可否用氘灯或钨灯代替，为什么？

3、为什么原子吸收分光光度法可在自然光（加火焰光）环境中直接测定，且单色器置于原子化器之后；

而紫外可见分光光度法中测试样品一般需要与环境光隔离，且其单色器置于样品室之前？

实验5氢化物发生—原子荧光法测定茶叶中的硒

一、实验目的

1、了解原子荧光光谱仪的基本结构和原理。

2、学会原子荧光光度计的操作技术及维护。

3、了解食品中硒的测定意义。

4、学会湿法消化样品的操作。

原子荧光光谱是基于气态和基态原子的核外层电子吸收共振发射光能后，发射出荧光进行元素定量分析的一种分析方法。

液体样品首先被加热气化，气态自由原子吸收光能（空心阴极灯特征辐射）后，原子的外层电子跃迁到较高能级，然后又跃迁返回基态或较低能级，同时发射出与原激发波长相同或不同的发射光谱即为原子荧光光谱。

在一定实验条件下，原子的荧光强度与被测元素的浓度成正比，据此进行定量分析。

氢化物发生是种高效的样品引入技术，主要通过溶液中的待测元素（砷、铅、锑、汞等）与还原剂（一般为硼氢化钾或钠）在酸性条件下反应生成气态氢化物。

基本化学反应如下:

KBH4+3H2O+HNO3→HBO3+KNO3+8H

（1）

8H+Se4+→SeH4+2H2↑

（2）

本实验六价硒在强酸条件下，可以转变为四价硒，四价硒能生成氢化物；

将已粉碎的样品，置于微波消解罐中进行消解，将样品中的硒还原成四价硒，用硼氢化钾（KBH4）作为还原剂，将四价硒在盐酸介质中还原成硒化氢（SeH4），由载气带入原子化器中进行原子化，在硒空心阴极灯照射下，基态硒原子被激发至高能态，返回到基态时，发射特征波长的荧光，荧光的强度与硒的含量成正比，与已知的标准浓度比较测定未知的浓度。

三、仪器与试剂：

1、仪器

AFS-2202A型原子荧光仪（北京海光仪器公司）；

VEKY-AF3硒空心阴极灯；

MDS-2003F非脉冲式自动变频微波消解仪（上海新仪微波化学科技有限公司）；

JYZ-B521九阳料理破碎机；

氩气（99.999%）。

2、试剂

硒标准储备溶液：

1mg/mL（国家钢铁材料测试中心,冶金部钢铁研究总院）。

硒标准工作溶液：

用硒标准储备溶液逐级稀释至100μg/mL、10μg/mL、1μg/mL0.10μg/mL硒标准溶液；

还原剂硼氢化钾溶液（还原剂0.9%KBH4）：

称取2gKOH（GR）溶解于去离子水中，加入9gKBH4（≥98%,进口分装），加去离子水稀释至1000ml，用时现配。

载流液：

在50ml去离子水中加入40mL，优级纯浓盐酸，加去离子水稀释至200m。

消解液：

硝酸—高氯酸的混合溶液（3+2）:

3体积的硝酸与2体积的高氯酸的混合溶液。

10%铁氰化钾溶液:

称取10g铁氰化钾溶于水,稀释到100mL。

实验用纯水一级水电导率为0.1us.cm—1；

其它：

酸碱均为GR，其余试剂为分析纯；

所用玻璃器皿均经硝酸（1+1）溶液浸泡24h以上，再用纯水洗净后烘干备用。

3、仪器工作条件

参数：

负高压300v；

读数时间10s；

原子化温度200℃；

延迟时间1s；

原子化器高度7mm；

注入量0.5ml；

灯电流80mA；

重复次数1；

载气流量400ml/min；

测量方式StdCurve屏蔽气流量1000ml/min；

读数方式PeakArea113。

1、试样制备：

在采样和制备过程中，应注意不使试样污染。

①茶叶样品：

试样分散取样，于60℃烘干，粉碎，储于塑料瓶内，备用。

②蔬菜及其他植物性食物：

取可食部用水洗净后用纱布吸去水滴，打成匀浆后备用。

③其它固体试样：

粉碎，混匀，备用。

④液体试样：

混匀，备用。

2、试样消解：

电热板加热消解：

准确称取1.0g～2.0g（精确至0.0001g）试样（液体试样吸取1.00mL～10.00 

mL），置于锥形瓶中，加硝酸—高氯酸的混合溶液（3+2）10ml,几粒玻璃珠摇匀，盖上表面皿冷消化过夜。

次日在瓶口加盖塞有玻璃棉的小长颈漏斗,于低温加热板上加热分解,当溶液变为清亮并伴有白烟时，再继续加热至2～3ml时取下，切不可蒸干。

取下冷却，再加5.0mL盐酸（6mol/L,为什么要加盐酸？

），继续加热至溶液变为清亮无色并伴有白烟出现，将六价硒还原成四价硒。

冷却，转移至50mL 

容量瓶中定容，混匀备用。

同时做空白试验。

3、标准溶液的配制及标准曲线的绘制

准确移取硒的标准工作溶液（0.10μg/mL）0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、10.00ml于25ml容量瓶,加1.0ml铁氰化钾溶液，用20%盐酸稀释至刻度,摇匀后即成0.00、2.00、4.00、8.00、16.00、40.00μg/L硒的标准系列。

测量并且制作工作曲线。

4、样品测量：

从50ml未知液中硒含量的测定：

从容量瓶的样品中移取10.0mL未知液于25mL容量瓶中，再铁氰化钾1.0mL，用20%盐酸稀释至刻度,摇匀，待测。

五、数据记录与处理 

1、打开仪器，设定参数，测定所有待测液的荧光强度，记下数据。

2、以硒含量为横坐标，荧光强度为纵坐标，绘制标准曲线，求出未知液中硒含量。

六、注意事项

1、仪器电路故障：

在灯能量显示处反射，有能量带变化，仪器电路正常。

否则，仪器电路不正常。

2、反应系统故障：

管道堵、漏，水封无水、未进或进不足样品和还原剂，氢化物未进入原子化器。

3、实验结束，反复清洗：

还原剂、水洗、空洗，最后关机。

七、思考题（实验结束独立完成，本实验考试辅导掌握内容）

1、原子荧光光谱分析法的原理？

仪器直接测量的是什么？

能不能进行常量分析？

2、了解食品中硒等样品处理方法？

加入铁氰化钾的作用是什么？

3、掌握原子荧光法具备测量的外部条件是什么？

4、产生原子荧光光谱有几种类型？

哪种为主？

与原子发射光谱比较其突出特点是什么？

实验6原子荧光光度法测定砷的含量

学会用原子荧光分光光度计对砷等重金属的测定，了解实验的原理与步骤。

样品经预处理，其中各种形态的砷均转变成三价砷（As3+），加人硼氢化钾（或硼氢化钠）与其反应，生成气态氢化砷，用氢气将气态氢化砷载入原子化器进行原子化，以砷高强度空心阴极灯作激发光源，砷原子受光辐射激发产生荧光，检测原子荧光强度，利用荧光强度在一定范围内与溶液中砷含量成正比的关系计算样品中的砷含量。

原子荧光光度计；

砷高强度空心阴极灯；

2kW电热板；

常用玻璃量器。

（1）本标准所用水均指去离子水或同等纯度的水。

（6）5%盐酸溶液（体积分数）量取50mL盐酸，加人950mL水，摇匀。

（7）硫脲（50g/L）—抗坏血酸（50g/L）混合溶液：

称取l0g硫脲和l0g抗坏血酸溶于200mL水中用时现配。

（8）20g/L硼氢化钾（或硼氢化钠）溶液：

称取l0g硼氢化钾（或硼氢化钠）溶于500mL0.5%氢氧化钾溶液中，摇匀。

（9）砷标准储备液（1000mg/L）：

从标准物质中心购买。

（10）砷标准使用溶液（1.00mg/L）：

用5%的盐酸采用逐级稀释的方法配置浓度为1.00mg/L的砷标准使用液。

（11）氩气：

纯度99.99%以上。

1、水样的保存

采样后水样加盐酸酸化至1%进行保，可保持稳定半个月左右。

2、水样的预处理

（1）清洁透明的水样

准确移取适量水样（视浓度而定，准确至0.1mL）置于50mL容量瓶中，依次加盐酸溶液2.5mL、硫脲—抗坏血酸混合溶液（见5.9）5.0mL，定容并摇匀，至少放置15min，待测。

如室温低于15℃放置30min，待测。

同时制备并测定样品空白。

（2）较浑浊或基体干扰较严重的水样

准确量取适量水样（准确至0.1mL）置于150mL锥形瓶中，加硝酸3.0~10.0mL

摇匀后置于电热板上加热消解至近干并澄清，若消解液处理至10.0mL左右时仍有未分解物质或颜色变深，待稍冷，补加硝酸5.0~10.0mL，再消解至10.0mL左右观察，如此反复两三次，注意避免炭化变黑。

如仍有未分解物质则加入高氯酸1.0~2.0mL，加热至消解完全后，再继续蒸发至高氯酸的白烟散尽（不能蒸干）冷却，转人50mL容量瓶中，依次加盐酸溶液2.5mL、硫脲—抗坏血酸混合溶液（见5.9）5.0mL，定容并摇匀，至少放置15min，待测，如室温低于15℃放置30min待测。

3、样品的测定

（1）、设置仪器工作参数（依仪器型号不同测量参数会有所变动以下可作为参考）。

激发光波长：

193.7