[理学]仪器分析实验指导书正文.doc

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1、实验一 火焰原子吸收光谱法测定水中的痕量铜一、目的要求1. 了解SOLAAR-SS 原子吸收分光光度计的结构、性能和使用方法2. 掌握火焰原子吸收光谱法测定水中的痕量铜的方法二、方法原理利用待测元素的空心阴极灯发出被测元素的特征光谱辐射，被火焰原子化器产生的样品蒸汽中待测元素的基态原子所吸收，通过测量特征辐射被吸收的大小，求出待测元素的含量。三、仪器与试剂仪器：SOLAAR-SS 原子吸收分光光度计（美国热电公司）；空气压缩机；铜空心阴极灯；乙炔钢瓶。试剂：金属铜99.9%以上；硝酸，优级纯；乙炔气，高纯。铜标准溶液：由100g/mL1%HNO3的溶液稀释而成四、实验步骤1. 配制标准溶液分别

2、移取上述标准溶液0.0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0mL于100mL容量瓶中，用1%HNO3的溶液稀释至刻度,其浓度分别为0、1、2、3、4、5g/mL。2. 仪器调节（1）打开稳压电源，然后打开主机电源开关，等待批示灯亮。（2）打开PC进入SOLAAR软件（3）打开空心阴极灯（4）打开“显示方法” 窗口，分别对概述、序列、光谱仪、火焰、校正进行操作，这几步操作完成后回到概述进行保存，调出方法用“载入”。（5）调整光路，打开“光谱仪状态”窗口看调整结果，若不理想再自动调一次零。（6）点火：打开乙炔气0.65Kg，打开空气2.1Kg，等仪器前面的指示灯闪光后，按下此键数秒点火。（7）打

3、开“分析”，按提示依次标准溶液和未知样品进行测定。打开“结果”窗口可看到分析结果，打开“校正”窗口可看到工作曲线和相关系。3. 关机（1）关掉乙炔高压阀等火焰自动熄灭（2）关掉空气压缩机，并放气、放水。（3）关元素灯，退回软件。（4）关主机电源。（5）关开稳压电源。五、结果处理取未知样品溶液经23次测定结果的平均值，从工作曲线上查出该溶液中铜的含量。六、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，以保安全。2. 乙炔气钢瓶为左旋开启，开瓶时，必须慢慢开启，否则冲出气流会使温度过高

4、，易引起燃烧或爆炸。七、思考题 1. 为什么要用空白液调零？2. 为什么点燃火焰前，必须先开助燃气，后开燃气；而在结束时，要先关燃气，后关助燃气？3. 在原子吸收光度法中，为什么要用待测元素的空心阴极灯作光源？能否用氘灯或钨灯代替？为什么？实验二 分光光度法同时测定维生素C和维生素E一、目的要求学习在紫外光谱区同时测定双组分体系一维生素C和维生素E。二、方法原理维生素C（抗坏血酸）和维生素E（-生育酚）起抗氧剂作用，即它们在一定时间内能防止油脂变酪。两者结合在一起比单独使用的效果更佳。因为它们在抗氧剂性能方面是“协同的”。因此，它们作为一种有用的组合试剂用于各种食品中。 抗坏血酸是水溶性的，-

5、生育酚是酯溶性，但它们都能溶于无水乙醇，因此，能用在同一溶液中测定双组分的原理来测定它们。三、仪器与试剂仪器：Cintra10型紫外可见分光光度计；石英比色皿2只；50mL容量瓶9只；10mL吸量管2只。试剂：7.5010-5molL-1抗坏血酸（称0.0132 g抗坏血酸，溶于无水乙醇中，并用无水乙醇定容于1000mL）；1.1310-4molL-1-生育酚（称0.0488g -生育酚溶于无水乙醇中，并用无水乙醇定容于1000mL）；无水乙醇。四、实验步骤1. 配制标准溶液（1）分别取抗坏血酸贮备液4.00、6.00、8.00、10.00mL于4只50mL容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，摇匀

6、。（2）分别取-生育酷贮备液4.00、6.00、8.00、10.00mL于4只50mL容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，摇匀。2. 绘制吸收光谱以无水乙醇为参比，在320 220nm范围测绘出抗坏血酸和-生育酚吸收光谱，并确定1和2。3. 绘制标准曲线以无水乙醇为参比，在波长1和2分别测定步骤1配制的8个标准溶液的吸光度。4. 未知液的测定取未知液5.00mL于50mL容量瓶中，用无水乙醇稀释至刻度，播匀。在1和2分别测其吸光度。五、结果处理1. 绘制抗坏血酸和-生育酚的吸收光谱，确定1和2。2. 分别绘制抗坏血酸和-生育酚在1和2时的4条标准曲线，求出4条直线的斜率，即、和。3. 计算未知液中

7、抗坏血酸和。-生育酚的浓度。六、注意事项抗坏血酸会缓慢地氧化成脱氢抗坏血酸，所以必须每次实验时配制新鲜溶液。七、思考题1. 写出抗坏血酸和-生育酚的结构式，并解释一个是“水溶性”，一个是“酯溶性”的原因。2. 使用本方法测定抗坏血酸和-生育酚是否灵敏？解释其原因。附 Cintra 10型紫外-可见分光光度计的操作使用说明1、打开仪器、计算机、显示器和打印机电源2、点开显示器上“紫外光谱”图标，进入“Spectral”软件操作系统3、待仪器自检结束，点击OK，进入操作主页面4、吸收光谱测量（1）点开“Online:GBCUV INSTRUMENT”（2）狭缝宽度“slit width”设置1.5

8、nm（3）在操作模式“Operation Mode”中有以下3种，选择波长扫描波长扫描“wavelength scan” 时间扫描“Time Scan” 固定波长“Fixed Wavelength”（4）光度测定模式“photometric mode”有以下4种，选择吸光度 吸光度“Absorbance” 百分比透过率 “%Transmittance” 反射率“Reflectance” 透过率“Transmittance”（5）波长扫描参数“Wavelength scan parameters”设置 扫描范围“Scan range”：输入感兴趣的波长范围 扫描速度“Scan speed”：70

9、005nm/min一般选1000nm/min 数据间隔点“Date interval”：根据不同的扫描速度，数据间隔点以小为好（6）在“File”中 点击“Select” 选择储存结果文件的路径, 例如:C:ProgramSpectralspdata Name:：输入结果文件名 Text：输入需要的注释文件 （7）做基线“Baseline” 把空白液注入两个比色皿内，并分别放入参比光路和样品光路，点击“Baseline”开始进行基线扫描（8）将盛有样品的比色皿放入样品光路，点击“Scan”开始扫描5、结果处理（1）十字法线“cursor”：以手动方式显示出光谱图上任一点的X、Y坐标值。点击光谱

10、图工具栏中“cursor”即成十字法线，将十字法线移至感兴趣处即可读出X、Y坐标值（2）检出峰表“peak table”：通过定义阈值及噪音值，让软件自动将扫描出的峰及谷检测出来，通过点击Store按键可将峰及谷标注在光谱图上，通过点击report按键可将峰及谷报告出来 （3）重叠“Joinvisible”：点击光谱图工具栏中“Joinvisible”可将多个单独图形合并成一张图形。（4）分开“Split”：点击光谱图工具栏中“Split”可将合并在一张图形中的多个图形分开成单个的图形实验三 荧光分析法测定铝（以8-羟基喹啉为络合剂）一、目的要求1. 掌握铝的荧光测定方法，以及荧光测量、萃取等

11、基本操作。2. 了解930型荧光光度计结构、性能及使用方法。二、方法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，萃取液在365nm紫外光照射下，会产生荧光，峰值波长在530nm处，以此建立铝的荧光测定方法。其测定范围为0.0020.24 gmL-1Al。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Fe3+、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。三、仪器与试剂仪器：930型荧光光度计（附液槽一对、滤光片一盒）；玻璃器皿一套。试剂：1.00

12、0 gL-1铝标准储备液（溶解17.57g硫酸铝钾Al2(SO4)3K2SO424H2O于水中，滴加11硫酸至溶液清澈，移至1L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀）；2.00 gmL-1铝标准工作液（取2.00mL铝的储备液于1L容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀）；2% 8-羟基喹啉溶液（溶解2g 8-羟基喹啉于6mL冰醋酸中，用水稀释至100mL。）；缓冲溶液（每升含NH4Ac200g及浓NH3H2O 70mL）；50.0gmL-1标准奎宁溶液（0.500g奎宁硫酸盐溶解在1L 2 molL-1硫酸中，再取此溶液10mL，用2 molL-1硫酸稀释到100mL）。四、实验步骤1. 系列标准溶液的配

13、制取6个125mL分液漏斗，各加入40 50mL水，分别加入0，1.00，2.00，3.00，4.00及5.00mL2.00 molL-1铝的工作标准液。沿壁加入2mL2% 8-羟基喹啉溶液和2mL缓冲溶液至以上各分液漏斗中。每个溶液均用20mL氯仿萃取2次。萃取氯仿溶液通过脱脂棉滤人50mL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，然后在930型荧光光度计上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。五、结果处理1. 记录系

14、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。六、思考题标准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?附 荧光分光光度计说明荧光分光光度计主要由光源、激发单色器、样品池、发射单色器、检测系统及信号显示系统六个部分组成，仪器的结构框图见下图。光源用来激发试样；激发单色器将光源发出的复合光色散成单色光组成的光谱带，并分离出所需的单色激发光；发射单色器则是用来将试样发出的多波长光色散成光谱带，并滤出所需检测的单色光。光源样品池激发单色器 发射单色器信号显示检测器1. 光源要求发射强度大、波长范围宽。常用高压汞灯和氙弧灯。高压汞灯发

15、射的365、405、436nm三条谱线是荧光分析中常用的。氙弧灯发射连续光在200700nm波长范围。高功率连续可调染料激光光源是一种单色性好、强度大的新型光源。因脉冲激光的光照时间短，避免被照物质分解。但其设备复杂，应用不广。2. 滤光片和分光器用滤光片为单色器时，干涉滤光片性能最好，精密的荧光光度计均用分光器作单色器。分光器多采用光栅。3. 检测器简单的荧光计用目视或硒光电池作检测器。精密的荧光光度计则采用光电倍增管。实验四 红外吸收光谱法测定固体有机化合物的结构一、 目的要求1. 掌握用压片法制备固体试样的方法2. 学习用红外吸收光谱进行化合物的定性分析3. 熟悉傅里叶变换红外光谱仪的工

16、作原理及其使用方法二、 方法原理红外吸收光谱图中的吸收峰的数目及所对应的波数是由吸光物质分子结构所决定的,是分子结构的特性反映。因此，可根据吸收光谱图的特征吸收峰，对吸光物质进行定性分析和结构分析。红外光谱分析试样的制备技术又直接影响到谱带的波数、数目和强度，物质不同的聚集状态（气、液、固三种状态），其吸收谱图也有所差异，测定时应加以注意。红外吸收光谱压片法测定固体试样是将试样与稀释剂KBr混合（试样含量范围一般为0.1%2%）并研细,然后置压片机上压成透明薄片,置试样薄片于光路中进行测定。根据绘制谱图，查出特征吸收峰的波数并推断其官能团的归属，从而进行定性和结构分析。由苯甲酸分子结构可知，分

17、子中各原子基团的基频峰的频率在4000650 cm-1 范围内有：原子基团的基本振动形式基频峰的频率/ cm-1=CH（Ar上）3077，3012C=C（Ar上）1600，1582，1495，1450=CH（Ar上邻接五氢）715，690OH（形成氢键二聚体）30002500（多重峰）OH935C=O1400COH（面内弯曲振动）1250本实验用溴化钾晶体稀释苯甲酸试样，研磨均匀后，压制成晶片，以纯溴化钾晶片作参比，测绘其红外吸收光谱，对照上述的各原子基团基频峰的频率及其峰的强度，是否一致。三、仪器1. AVATAR 370 傅里叶变换红外光谱仪2. 压片机及模具一套3. 玛瑙研钵4. 红外干

18、燥灯四、试剂1. 苯甲酸 溴化钾 均为优级纯2. 无水乙醇五、实验步骤1. 开启空调，使室内温度控制在1825，相对湿度60%。2. 开启位于仪器背面的电源开关,启动计算机进入相应软件(EZ OMNIC),设置好采集条件。仪器需预热30min。3. 苯甲酸试样和纯溴化钾晶片的制作：取预先烘干的KBr粉末150200mg，置于洁净的玛瑙研钵中，在红外干燥灯下研匀成细小颗粒，然后转移到压片模具上，置压片机中加压，当压力达到27MPa时保持12 min，按压片机使用方法取出压好的直径为13mm，厚度约为1 mm透明的KBr晶片，保存在干燥器内。另取一份相同量的干燥KBr粉末，置于洁净的玛瑙研钵中，再

19、在其中加入0.52 mg优级纯苯甲酸，同上操作研磨均匀、压片并保存在干燥器内。4. 按设定好的采集顺序取出晶片，置于夹持器中，打开位于仪器顶部的样品仓门，将夹持器插入仪器的样品架中并随手关上仓门后即可按红外软件的操作步骤进行红外吸收光谱的测绘。测绘结束后，关闭计算机及红外仪电源开关。取出夹持器，回收晶片。模具、玛瑙研钵及夹持器擦净收好。六、结果处理1. 记录实验条件2. 在苯甲酸试样红外吸收光谱图上标出各特征吸收峰的波数,并确定其归属。七、注意事项1. KBr及固体试样在研磨过程中会吸水,应在红外干燥灯下操作2. 制得的晶片应完全耏明,无裂缝,局部无发白现象。3. 取放晶片时，样品仓门应及时关

20、闭，同时应稍屏住呼吸，以保持样品仓内CO2及H2O的相对稳定。4. 多组分试样，应预先分离成各单组分试样后才可用红外光谱法进行结构分析。 八、思考题1. 红外吸收光谱分析，对固体试样的制片有何要求2. 红外光谱实验室为什么对温度和相对湿度要维持一定的指标3. 化合物的红外吸收光谱是怎样产生的4. 固体试样与KBr研磨后颗粒直径为什么不能大于2m5. 试样含有水份对红外谱图解释有何影响6. 如何着手进行红外吸收光谱的定性分析附1 傅里叶变换红外光谱仪简介 傅里叶变换红外光谱仪（简称FT-IR）主要由光学检测和计算机两大系统组成。光学检测系统的主要元件是迈克尔逊干涉仪。干涉光 1. 仪器构成方块示

21、意图 光源记录仪计算机FT干涉图样品干涉仪 2 . 工作原理迈克尔逊干涉仪的工作原理示意图如下。该干涉仪是由互相垂直排列的两个平面反射镜（动镜D，定镜C）和分别与两镜成45角的分束器B组成的。动镜D可沿镜轴方向前后移动，而分束器B是由一片合适的透光材料的平面上涂以特殊材料的半透膜做成。红外辐射照在上面时，50%发生反射，50%透过。自辐射源发出的红外光，在分束器上被分为两束，一束被反射至D上，又被D反射至B，并在B上再次发生反射和透射，透射部分照向样品方向。另一束光透过分束器B射向定镜C，并被C反射回B，在分束器B上再次发生反射和透射，反射部分也照向样品方向。由于动镜D的移动，使得这两束光产生

22、光程差，于是它们的复合光变为相干光。相干光通过样品，被样品吸收，产生了样品的红外光干涉图，此图是所有频率的总和，但光强I是光程X的函数，无法认别。此干涉图至检测器变为电讯号输入计算机进行傅里叶变换，即从干涉图中分出单个频率的数学处理，把干涉图变为可以识别的频率函数的红外光谱图。傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）是第三代红外光谱仪，它的优点在于：（1）扫描过程的每一瞬间测量都包括了分子振动的全部信息,检测时间大大缩短,利于动态过程和瞬间变化的研究。（2）分辨率高，波数精度达0.01 cm-1（3）测量范围宽（10410 cm-1）附2 红外吸收光谱分析试样的制备 在红外吸收光谱分析中，试样的制备

23、及处理极为重要，用作红外光谱分析的试样，都必须保证无水并有高纯度。如果达不到要求，即使仪器性能很好，也不能得到满意的红外吸收光谱图。试样的制备，根据其聚集状态可分为： 1. 气态试样 使用气体吸收池，先将吸收池内空气抽去，然后吸人被测气体试样。吸收峰强度可通过调整吸收池内气态试样的压力来控制。对强吸收气体，充人气体试样压力为6666Pa；对弱吸收气体，压力为66.66KPa。由于压力增大时红外吸收带变宽，峰值下降，所以为了减少压力变宽效应的影响，一般充入惰性气体以保持吸收池内总压力恒定的情况下进行测定。由于水蒸气在中红外光区有强吸收，所以气体吸收池应保持干燥。 2. 液体试样 液体试样采用液体

24、吸收池进行测定。沸点较高的试样，直接将试样滴在两块盐片之间，形成液膜进行测定。沸点较低，挥发性较大的液体试样，采用封闭式液体吸收池(固定吸收池)，将试样注入固定吸收池中，液层厚度一般为0.01l mm。液体试样若存在某些吸收很强的基团，无法采用调整吸收池厚度的方法得到满意的红外光谱图时，可配成稀溶液进行测量。也可将有些固体及气体试样配制成溶液进行测量。所以采用溶液法的红外光谱分析是经常会遇到的。因此，红外光谱分析中对所使用溶剂应仔细选择。一般选择溶剂除了对试样应有足够的溶解度外，溶剂还应在所测光谱区域内无强烈吸收、不侵蚀盐片、对试样没有强烈的溶剂化效应等。一般在红外光谱法中选用分子简单，极性小

25、的物质作为溶剂。例如，CS2是1350-600 cm-1区域常用的试剂，CCl4用于40001350 cm-1区(在1580 cm-1附近稍有干扰)。红外光谱法中常采用溶剂补偿法来消除溶剂的干扰。液体吸收池形状有可拆式和固定式之分，见下图3. 固体试样固体试样的制备方法，常采用压片法和糊状法。其他方法尚有溶液法、薄膜法、反射法等。固体试样的分散质点的大小会影响吸光系数。且若试样颗粒直径大于2m会产生散射作用使红外光谱图基线抬高、分辨率降低。（1）压片法：取试样0.52.0mg在玛瑙研钵中研细，再加入150200mg磨细和干燥的KBr或KCl粉末，混合均匀后填人压模内,置模具于压片机上加压到27

26、MPa,保持12min后减压取下模具,从中取出压好的含有样品的透明的KBr薄片(厚度lmm直径13mm)，置于支持架内放进光路中进行测定。（2）糊状法：该法是将试样(粉末)与悬浮剂(石蜡油或六氯丁二烯)磨成糊状，然后用可折式吸收池测定。（3）薄膜法：该法主要用于高分子有机化合物的测定。通常将试样热压成膜、或将试样溶解在沸点低且易挥发的溶剂中，然后倒在玻璃板上，待溶剂挥发后成膜，制成的膜可置于支持架或夹在两块盐片中间直接插人光路中进行测定。制备薄膜时应注意要有适当的浓度和膜的厚度。一般应使最大透光率在5左右，基线为9095，大多数基团吸收峰透光率为2060之间，且不含游离水为宜。实验五 离子选择

27、电极法测定水中氟的含量 一、目的要求1. 掌握直接电位法的测定原理和方法。2. 学会正确使用氟离子选择电极和酸度计。 二、方法原理 自从氟离子选择电极问世以来，用该电极直接电位法测定各种水样中的氟便是一种普遍、方便和准确的方法。 以氟电极为指示电极，饱和甘汞电极（或银一氯化银电极）为参比电极，插入试液中，组成一个测量电池： 氟离子选择电极F-试液饱和甘汞电极当试液的离子强度为定值时，电池的电动势E与试液的F-浓度CF-有确定的关系E与lgCF-成线性关系，因此可以用直接电位法测定F-浓度。本实验用标准工作曲线法测定水中氟离子的含量。测量的pH值范围为5.59，加入含有柠檬酸钠、硝酸钠及盐酸的总

28、离子强度调节缓冲剂（TISAB）以控制酸度，保持一定的离子强度和消除干扰离子对测定的影响。三、仪器与试剂1. 仪器：pHS-3C型精密酸度计（上海雷磁仪器厂）；79-1型电磁搅拌器；氟离子选择电极和饱和甘汞电极各1支，玻璃器皿一套。2. 试剂：0.1000 molL-l的氟标准溶液：准确称取经105下烘2h的NaF 4.199g，用二次去离子水溶解后定容于lL容量瓶中，贮存于聚乙稀瓶中备用；总离子强度调节缓冲剂：称取二水柠檬酸钠58.8g和硝酸钠85g，溶于约800mL二次去离子水中，用(1：1)盐酸调节pH值为5.56.0，然后稀释至lL。四、实验步骤1. 标准系列溶液的配制及电动势的测量在

29、5个100mL的容量瓶中配制含总离子强度调节缓冲剂均为10.00mL、氟浓度分别为1.00010-21.00010-6molL-1的标准系列溶液。将适量标准系列液（能浸没电极即可）分别倒入烧杯中，放入磁转子，插入干净的氟电极和饱和甘汞电极，连接好测量仪器线路，开启电源，由稀至浓分别测量标准系列溶液的电动势值。标准系列溶液测定结束后，将电极用去离子水洗净，并浸泡在去离子水中，直到电动势值在260mV以下，备用。2. 水样的测定移取50.00mL水样于100mL容量瓶中。加入10.0mL总离子强度调节缓冲剂，用去离子水稀释至刻度，摇匀。倒出适量试液于烧杯中测量其电动势值。五、结果处理由标准系列溶液

30、测得的数据，在直角坐标纸上绘制E lgCF-标准工作曲线，或在半对数坐标纸上绘制E CF-标准工作曲线。由试液测得的E值从标准工作曲线中求出试液CF-，并计算水样中氟的含量。六、洼意事项1. 测量标准系列溶液的电动势时，浓度应由稀到浓顺序进行。每次测量过后，要用下一个标准溶液清洗电极。标准系列溶液测量结束后，应把氟电极泡洗至空白电位(-260mV)以下。2. 测量过程中，溶液的搅拌速度应始终保持基本一致。搅拌速度不宜过快，以防止小气泡附着在电极的敏感膜上，影响测量的稳定性。七、思考题1. 实验中加人总离子强度调节缓冲剂的作用是什么？2. 使用氟离子选择电极时应注意哪些问题？为什么应选择在pH为

31、5.59的范围内使用？实验六 自动电位(pH)滴定法测定混合碱中Na2CO3和NaHCO3的含量一、目的要求 1. 了解ZD-3型自动电位滴定仪的工作原理和基本结构，学会其使用方法。2. 掌握用HCl标准溶液自动pH滴定测量混合碱组分的方法。二、方法原理 混合碱中Na2CO3和含量的测定，在经典的滴定分析中一般采用双指示剂法。虽然该法较简单，但由于Na2CO3被滴定至NaHCO3一步中，终点不够明显，所以误差比较大。电位(pH)滴定是以测量溶液的电位(pH)并找出滴定过程中电位(pH)的突跃来确定终点的，故准确度比较高，适用于如上述突跃范围较窄的滴定。混合碱中Na2CO3和含量的测定，在经典的

32、滴定分析中一般采用双指示剂法。虽然该法较简单，但由于Na2CO3被滴定至NaHCO3一步中，终点不够明显，所以误差比较大。电位(pH)滴定是以测量溶液的电位(pH)并找出滴定过程中电位(pH)的突跃来确定终点的，故准确度比较高，适用于上述突跃范围较窄的滴定。自动电位(pH)滴定是利用仪器来控制滴定终点的。其装置图如下图所示。1、LMl7台式记录仪 7、DF放大器2、DZ滴定装置 8、DK控制器3、DQ滴定管 9、DC操作单元4、搅拌器 10、滴定烧杯5、毛细滴定管 11、搅拌螺旋浆6、电极 12、滴定池固定架当准备就绪后，扳动DC操作单元上滴定开始键至“连续”，滴定便开始进行，标准溶液也不断滴

33、入并与被测物质发生反应，电极电位（或溶液的pH值）也随之发生变化。观察台式记录仪纸上图形变化，超过终点位置后，可随时扳动键至“间断”，滴定停止，计算出标准溶液所消耗的体积。 本实验以HCl标准溶液滴定混合碱的Na2C03和NaHC03，从理论上的计算得到，第一化学计量点的pH值为8.31，第二化学计量点的pH值为3.89。三、仪器与试剂仪器：ZD3型自动电位滴定仪（包含ZD滴定装置、DF滴定放大器和DK滴定控制器）；LM17型台式记录仪；pH复合电极；玻璃器皿一套。试剂：0.05molL-1HCI；无水Na2CO3。四、实验步骤1.仪器操作及参数设定（1）补液：启动ZD滴定装置电源开关，扳动阀

34、门至补液方向，再扳动DC操作单元上的键至“间断”，然后按下“补液”键；若管内有气泡，扳动阀门至滴定方向，再扳动DC操作单元上的键至“连续”；如此反复操作，至补满为止。（2）记录仪的设定：启动开关，按下列步骤对记录仪进行设定。零位：通过“左移”和“右移”键调节针头在记录纸上的初始位置；测量：通过“减小”和“增大” 键调节纸宽所对应的电压范围；纸速：按照实验要求，从记录仪上提供的显示纸速数据进行选择。不同的显示纸速，其含义不同，如纸速为“300”，表示滴定完20ml的标准溶液，走纸长度为250mm，即相当走纸25格（每格宽为10 mm），那么每格所对应的体积就可以算出，20 ml/25格=0.8

35、ml/格。（3）滴定类型记录滴定：使用pH复合电极，DZ置手动，扳动阀门至滴定方向，DF置选择E，记录仪调零至“50”处，量程“1V”，纸速“300”，启动“搅拌”、记录仪和“连续”键。微分滴定：使用pH复合电极，DZ置手动，DF置选择E，记录仪调零至“0”或“100”处，量程“1V”，DC滴定速度尽可能慢，一般放在慢档偏左处，纸速“300”，启动“搅拌”、记录仪和“连续”键。2. 滴定（1）HCI溶液浓度的标定：准确称取无水Na2CO3 0.40-0.45g (准确至0.lmg)，置于50mL烧杯中，加入少量二次去离子水溶解，转移到50mL容量瓶中，用二次去离子水稀释至刻度，摇匀。移取5.0

36、0mL上述溶液于锥形瓶中，加入适量二次去离子水至40 ml左右，并固定在搅拌装置下，插入毛细滴管和pH复合电极 (注意电极插入的深度，防止被搅拌螺拌螺旋浆碰撞)，开动搅拌器把溶液搅拌均匀。启动记录仪和“连续”键，进行自动pH滴定。观察台式记录仪纸上图形变化，超过终点位置后，可随时扳动键至“间断”，滴定停止，量出终点至初始线的垂直距离，计算出标准溶液所消耗的体积。重复滴定一次。 （2）试样的测定：准确称取混合碱试样0.600.65g，置于50mL烧杯中，加入少量二次去离子水溶解，转移到50mL容量瓶中，用二次去离子水稀释至刻度，摇匀。移取5.00mL上述溶液于锥形瓶中，加入适量二次去离子水至40

37、 ml左右，并固定在搅拌装置下，插入毛细滴管和pH复合电极，开动搅拌器把溶液搅拌均匀。启动记录仪和“连续”键，进行自动pH滴定。观察台式记录仪纸上图形变化，超过第二终点位置后，可随时扳动键至“间断”，滴定停止，分别量出终点至初始线的垂直距离，计算出标准溶液所消耗的体积。重复滴定一次。五、结果处理 1. 列出计算盐酸标准溶液浓度的公式，求出其准确浓度及两次标定的相对偏差(要求0.4)。 2. 列出计算混合碱中Na2CO3和NaHCO3百分含量的公式，求出两次测定的结果及相对偏差。六、注意事项1. 由于无水Na2CO3和混合碱试样均极易吸水，所以称量时速度要快，可减少称量误差。2. 每次滴定前后，

38、在上下移动电极及滴液毛细管时，要注意毛细管内有无气泡及管尖有无挂上液滴，如果有，应小心除去，以提高测定的精密度和准确性。3. 补液时，要注意管内有无气泡，只有管内无气泡才算补满，否则补液体积不是设定的标准体积。七、思考题1. 试比较双指示剂滴定法和自动pH滴定测定法混合碱组分含量的优缺点。2. 使用pH复合电极时应注意哪些问题?3. 混合碱通常是指NaOH、NaHCO3、Na2CO3的可能混合物，如何从两次滴定终点所消耗的盐酸标准溶液的体积V1和V2判断混合碱的组成?若试样是单一种组分，则V1和V2关系又如何? 实验七 恒电流库仑滴定法测定亚砷酸盐一、目的要求 1. 掌握库仑滴定仪的工作原理及

39、正确使用方法。2. 掌握库仑滴定测定亚砷酸盐及永停终点法指示库仑滴定终点的方法。二、方法原理本实验以电解产生的Br2来滴定As()。在酸性介质中，以恒电流电解存在溴化钾的亚砷酸盐溶液时，电极上产生反应为：2Br- = Br2 + 2e (阳极)2H+ + 2e = H2 (阴极)而阳极产生的Br2又能将亚砷酸盐迅速定量地氧化成砷酸盐，反应式为：2H+ + AsO33- + H2O= 2Br- + 2H+ + AsO43-本实验采用永停终点法指示滴定的终点。由电解时间和电解电流的大小，按法拉第电解定律计算溶液中亚砷酸盐的浓度。其装置如图所示。三、仪器与试剂仪器：HLT1型通用库仑仪；电解电极：工

40、作电极为铂片，辅助电极为砂芯隔离的铂丝；指示电极；采用两个相同的微铂片组成指示电极对；磁力搅拌器；秒表；玻璃器皿一套。试剂：lmolL-1H2SO4溶液；2 molL-1KBr溶液；(1+1)硝酸。四、实验步骤1. 铂电极的预处理：将铂电极置于热的（1+1）HN03中浸数分钟，再用去离子水冲洗干净。2. 于电解池（150mL烧杯）中，加入l molL-1H2SO4溶液10mL，2 molL-1KBr溶液10mL，以去离子水稀释至100mL左右。用吸管吸取少量电解池中的电解液于辅助电极的玻璃套管中，将电极插入电解池中。准确移取10.00mL未知溶液于该电解池中，加入一搅拌磁转子。 3. 将实验装

41、置中各仪器、电极连接好，接通通用库仑仪电源。1、50A表 2、4位LED显示 毫库仑数3、电解指示灯4、电解按钮5、工作、停止开 关 6、琴键开关 7、“补偿极化电位”钟 表电位器8、“量程选择”波段开关 9、电源开关 10、电源插座 11、电流微调 12、大地接地端 13、指示电极插孔14、电解电极插孔4. 选择极化电压为0.2V，电解电流6mA，调节合适的搅拌速度，按仪器操作步骤进行电解，记下电解时间。5. 再次准确移人10.00mL试液，按步骤4进行测定。重复测定三次。6. 测量完毕，关闭通用库仑仪电源，洗净电极并浸在去离子水中。五、结果处理1. 求出平均电解时间与标准偏差。2. 根据平

42、均电解时间，用法拉第电解定律计算出未知溶液中亚砷酸盐的浓度。六、注意事项1. 取下铂阴极时一定要小心，以防在洗涤、烘干及称重等操作过程中沉积物脱落。2. 如要做极精确的分析，须将电解后的试液再用原子吸收光谱法或紫外可见分光光度法测定试液中残存的微量铜，然后将测量结果与电解分析的结果相加。七、思考题1. 本实验电解必须在酸性介质中进行，若将电解溶液的pH提高，对实验将会产生什么影响?2. 是否所有的氧化还原恒电流库仑滴定，都可以采用永停终点法指示滴定终点?实验八 单扫描示波极谱法测定镉一、目的要求1. 了解单扫描示波极谱法的原理及其特点。2. 掌握JP-303型示波极谱仪的使用方法。二、基本原理

43、单扫描示波极谱法与经典直流极谱法有明显区别，在一个汞滴生成的最后时刻，此时汞滴的面积基本上保持不变（如图a），在这一时段内，若将滴汞电极的电位从一个初始值迅速地线性变化至另一个值（如图b），并用示波器观察电解电流随外加电位的变化，这种方法称为单扫描示波极谱法或线性变位极谱法。单扫描示波极谱法中所得的电流随电极电位变化的曲线呈峰形（如图c）。AttEE0t0iEiPEP(a)(b)(c)(a)汞滴表面积A随时间t变化的关系(b)外加电压E随时间t变化的关系(c)电解电流i随外加电压E变化的关系峰电流与被测物质浓度的关系可用Randles-Sevcik方程式表示： ipkn3/2D1/2m2/3t

44、p2/3v1/2C式中：n为电极反应的电子转移数；m为汞流速率（mg-1）；tp为出现波峰的时间（s）；v为外加电压变化的速率（V-1）；ip 为峰电流（A）；k为常数；D为扩散系数（cm-1）当介质溶液及其它条件相同时，ipkC，即峰电流与被测物质的浓度成正比，这是定量分析的依据；而峰电位为：Ep1/2 + 1.1RT/n ，是定性分析的依据。三、仪器与试剂1. JP-303型示波极谱仪 (三电极系统)。2. 1.0molL-1 NH3-NH4Cl；5.010-3 molL-1 Cd2+标准溶液。四、实验步骤 取六个50m1容量瓶，分别加入1.0mol/L NH3-NH4Cl溶液l0ml，然

45、后依次加入5.010-3 molL-1 Cd2+标准溶液0.00、1.00、2.00、3.00、4.00和5.00ml，加水稀释至刻度，摇匀。取一定量上述溶液至电解池中，以一300mV为起始电位，一1300mV为终止电位，开始扫描，记录大约一680mV处峰电流的大小，作峰电流对Cd2+浓度的工作曲线。取2.0ml 含Cd2+的未知样溶液加入50ml容量瓶中，再加入l0ml 1.0molL-1 NH3-NH4Cl溶液，加水稀释至刻度，摇匀，测其峰电流大小。五、数据处理 根据未知样溶液峰电流的大小，在所得的工作曲线上求出其中Cd2+的含量。六、JP-303型示波极谱仪操作基本流程1. 开启主机电源，输入当前日期，按ENT键确认，屏幕显示“运行方式”菜单。2. 按选择“新建测试方法”，进入“方法参数菜单” ，设定以下参数：（1） 导数导数极谱法设定。0-常规极谱，1-一次导数，2-二次导数。（2） 量程极