仪器分析实验2017.doc

仪器分析实验指导

实验一 气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量

一、实验目的
1、 掌握气相色谱内标法测定白酒中乙酸乙酯含量
2、 掌握气相色谱仪的结构及使用方法
二、实验原理
试样被汽化后，随同载气进入色谱柱，利用被测定的各组分在气液两相中具有不同的分配系数，在柱内形成迁移速度的差异而得到分离。分离后的组分先后流出色谱柱，进入氢火焰离子化检测器，根据色谱图上各组分峰的保留值与标样对照进行定性，利用峰面积（或峰高），以内标法定量。
三、实验仪器及试剂
仪器：气相色谱仪，氢火焰离子化检测器（FID）；色谱柱：白酒专用填充柱，微量注射器：10微升
试剂：乙醇，色谱纯分析纯代替）。配成60%乙醇水溶液；
乙酸乙酯，色谱纯，作标样用。2%溶液（用60%乙醇水溶液配制）；
乙酸正丁酯，色谱纯，作内标用。2%溶液（用60%乙醇水溶液配制）；
四、 实验步骤
1. 仪器的准备，色谱条件的确定
检测器温度：260℃；进样口温度：240℃；
柱温程序： 60℃保持1分钟，以3℃/分钟的速率升到90℃，然后以40℃/分钟升到220℃。
2. 校正因子（f）的测定
吸取2%乙酸乙酯标准溶液1.0mL，移入100mL容量瓶中，然后加入2%内标液1.0mL，用60%乙醇溶液稀释至刻度。上述溶液中乙酸乙酯和内标的浓度均为0.02%体积分数）。进行GC检测，记录乙酸乙酯和内标峰的保留值及其峰面积（或峰高），其比值计算出乙酸乙酯的相对校正因子（f）。
f= A1* d2/ A2* d1
C= f* A3* C1*10-3/ A1
其中：C---试样中乙酸乙酯的质量浓度，g/L;
f---乙酸乙酯的相对校正因子；

A1---标样f值测定时内标的峰面积（或峰高）；
A2---标样f值测定时乙酸乙酯的峰面积（或峰高）
A3---试样中乙酸乙酯的峰面积（或峰高）
A4---添加于酒样中内标的峰面积（或峰高）
C1---添加在酒样中）内标的质量浓度，mg/L。
d1---内标物的相对密度；
d2---乙酸乙酯的相对密度。
五、试样的测定
吸取10.0mL酒样于10mL容量瓶中，加入2%内标液0.20mL，混匀后，在与f值测定相同的条件性进样，根据保留时间测定乙酸乙酯峰的位置，并测定乙酸乙酯与内标峰面积，求出峰面积之比，计算出酒样中乙酸乙酯的含量。
六、思考题
1. 简述程序升温的优点。
2. 白酒分析采用内标法定量，为什么？

实验准备：
仪器2台：气相色谱仪，备用氢火焰离子化检测器（FID）；色谱柱：SE-54色谱柱（50m*0.32mm*0..25mm），微量注射器：10微升
试剂：
60%乙醇水溶液配制：吸取60mL无水乙醇至100mL量筒，加纯净水至100mL即得；
2%乙酸乙酯标样：吸取1mL色谱纯乙酸乙酯至50mL量筒，加上述60%乙醇水溶液至50mL即得；
2%乙酸正丁酯内标：吸取1mL色谱纯乙酸正丁酯至50mL量筒，加上述60%乙醇水溶液至50mL即得；

实验二 HPLC法测定饮料中人工色素的含量
一、目的与要求
1. 理解反相色谱的原理和应用。
2. 掌握外标定量方法。
二、基本原理
食品着色剂是以给食品着色为主要目的的添加剂，也称食用色素。食品着色剂使食品具有悦目的色泽，对增加食品的嗜好性及刺激食欲有重要意义。大量的研究报告指出，

过多的食用合成色素不仅不能向人体提供营养物质，某些合成色素甚至会危害人体健康，导致生育力下降、畸胎等等，有些色素在人体内可能转换成致癌物质。危害包括一般毒性、致泻性、致突性（基因突变）与致癌作用。
高效液相色谱分离是利用试样中各组分在色谱柱中的淋洗液和固定相间的分配系数不同，当试样随着流动相进入色谱柱中后，组分就在其中的两相间进行反复多次的分配（吸附－脱附－放出），由于固定相对各种组分的吸附能力不同（即保存作用不同），因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流信号经放大后，在记录器上描绘出各组分的色谱峰。
三、仪器与试剂
仪器: LC100高效液相色谱仪（ΜV检测器;二元梯度泵），上海五丰。
样品:前处理后的“美年达”色素浓缩样品液、日落黄色素标准溶液。
试剂:甲醇(HPLC纯) ,重蒸馏水、乙酸铵。
四、实验内容与步骤
1. 色谱条件
色谱柱Agilent XDB-C18 色谱柱(4.6mm ×250 mm，5μm) ;流动相：（A）0.02mol/L乙酸铵溶液，（B）甲醇；柱温：30 ℃；梯度洗脱程序为0 min~5.0 min，
20 %B~35 %B；3.0 min~5.0 min，35 %B；5.0 min~10.0 min，35 % B ~98 % B；
10.0 min ~12.0 min，98 % B；12.0 min ~13.0 min，98 %B~20 %B；13.0 min ~15.0 min，20 %B~20 %B；检测波长484nm。
2. 标准液制备及标准曲线制备
准确称取制备好的日落黄色素标准样品5mg，加蒸馏水溶解后移人10mL的容量瓶中，用甲醇稀释至刻度，摇晃使其浓度均匀，制得1mg/ml日落黄色素标准液，分别取该标溶液2μL, 4μL, 6μL, 8μL,10μL进样,分别测出峰面积, 不强制过原点，以浓度对峰面积进行回归, 得标准曲线和回归方程。数据处理机给出峰面积值,以标准品进样量(μg) 为纵坐标( Y) ,峰面积为横坐标( X) ,得标准曲线。
3 样品液制备
取商品“美年达”50ml于100ml烧杯中，80 ℃加热10分钟驱除二氧化碳，间歇搅拌。用水定容至100ml。
4. 色谱测定
用微量注射器分别吸取10μL标品、试样溶液注入色谱仪，取得色谱图，以保留时间对照定性，确定落日黄色谱峰，并记录锋面积。

五、实验数据及处理
1. 以色谱峰面积为纵坐标。落日黄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落日黄峰面积，查出试样溶液中落日黄的含量，并计算样品中落日黄的含量（μg/mL）。
六、问题与讨论
1. 正相、反相色谱分离系统是如何定义的，它们分别适用于什么情况？
2. 为什么可以利用色谱峰的保留时间进行色谱定性分析？

实验三 紫外吸收光谱法测定食品中苯甲酸的含量
一、实验目的
1. 了解紫外光谱法原理及苯甲酸的紫外吸收特征。
2. 了解紫外可见分光光度计的使用。
3. 学习利用吸收光谱曲线进行化合物鉴定和含量分析。
二、实验原理
许多有机化合物或其衍生物，在可见光或紫外光区有吸收光谱，各种物质分子有其特征的吸收光谱。吸收光谱的形状和物质的特性有关，可作为定型鉴定的依据，而在某选定的波长下，测量其吸收光度即可对物质进行定量分析。紫外吸收光谱用于定量分析时，符合朗伯比尔定律。
据朗伯－比尔定律：当一定波长的单色光通过某物质的溶液时，入射光强I0与透过光强It之比的对数与该物质的浓度及液层厚度成正比，数学表达式为：A==kbc，A为吸光度，b为溶液层厚度，单位cm；c为被测物质浓度，当浓度单位为mol/L；k为摩尔吸光系数。在比色皿及入射光强度一定时，吸光度正比于被测物质浓度，这便是定量分析的依据。
苯甲酸别名安息香酸，白色单斜晶系片状或针状结晶体，略带安息香或苯甲醛气味。熔点122.4 ℃，在100℃时迅速升华，它的蒸气有很强的刺激性，吸入后易引起咳嗽。苯甲酸在常温下微溶于水，石油醚，但溶于热水，水溶液呈酸性；易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂,也溶于非挥发性油。对霉菌，酵母和细菌等有较好的抑制作用，因而对微生物有强烈毒性，但对人体毒害不明显。苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其他食品的抑菌剂和防腐剂，也可作染色和印色的媒染剂。

在碱性条件下，苯甲酸形成苯甲酸盐，对紫外光有选择性吸收，其吸收光谱的最大吸收波长在225nm。可采用紫外分光光度计测定物质在紫外光区的吸收光谱并进行定量分析。

三、仪器和试剂
1、仪器
紫外-可见分光光度计，1cm石英比色皿，移液管，容量瓶。
2、试剂
苯甲酸（AR），0.01mol/L氢氧化钠溶液。
四、实验步骤
1. 苯甲酸标准储备液的制备
精确称取苯甲酸100mg，用0.01mol/L氢氧化钠溶液100ml溶解后，再用蒸馏水稀释1000ml。此溶液1ml含0.1mg苯甲酸。
2. 苯甲酸吸收曲线的绘制
吸取苯甲酸贮备液4.00ml，放入50ml容量瓶中，用0.01mol/L氢氧化钠溶液定容，摇匀。将装有参比溶液和标准试样的比色皿放入光路中，在紫外分光光度计上，从波长200-400nm，扫描出苯的吸收曲线。
3. 苯甲酸标准曲线的绘制
分别吸取1.0ml、2.0ml、3.0ml、4.0ml、5.0ml0.1g/l的苯甲酸标准溶液于5只10ml容量瓶中，用0.01mol/L氢氧化钠溶液稀释至刻度，摇匀。用1cm石英比色皿，以0.01mol/L氢氧化钠溶液做参比溶液，在最大吸收波长处分别测定其吸光度。以吸光度为纵坐标，苯甲酸的含量为横坐标绘制标准曲线。
4. 测定试样中苯甲酸的含量
用1cm石英比色皿，以0.01mol/L氢氧化钠溶液做参比溶液，在最大吸收波长处测定试样溶液的吸光度，根据苯甲酸的标准曲线得样品浓度。
五、实验结果
1. 最大吸收波长（请提供紫外吸收光谱图）

2. 苯甲酸标准曲线
浓度c(mg/ml)
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
吸光度A

相关系数r=

实验注意事项：
（1）正确选择紫外分光光度计的光源灯。石英比色皿价格昂贵，操作时不要离开桌面，谨防打碎。
（2） 比色皿中溶液达2/3即可，不可过满或过少。

（3）切记不可用手接触和擦拭比色皿的透光面，应用擦镜纸拭净。

五、数据处理 
1. 苯甲酸钠紫外-可见吸收光谱的测定，并找出最大吸收峰波长。
2.  苯甲酸钠标准曲线的测定，以及曲线方程、相关系数的测定。 
3. 样品中苯甲酸钠含量的测定。 
注：报告数据处理处需将实验数据依依列出。
六、注意事项 
1.  试样和标准工作曲线的实验条件应完全一致。 
2.  不同牌号的饮料中苯甲酸钠含量不同，移取时样品量可酌情增减。
3.  比色皿中液体装入三分之二即可，外部要擦拭干净。 
七、思考题 
1.  紫外可见分光光度计由哪些部件构成？各有什么作用？ 
2.  本实验为什么要用石英比色皿？为什么不能用玻璃比色皿？ 
3. 苯甲酸的紫外光谱中有哪些吸收峰？各自对应哪些吸收带？由哪些跃迁引起？
实脸四 原子吸收光谱分析法自来水中钙或镁
一、目的与要求
1. 学习原子吸收光谱分析法的基本原理。
2. 了解原子吸收光谱分析仪的基本结构及使用方法。
3. 掌握以标准曲线法测定自来水中钙或镁含量的方法。
二、实验原理
标准曲线法是原子吸收光谱分哲中最常用的方法之一该法是配制已知浓度的标准溶液系列，在一定的仪器条件下，依次测出它们的吸光度，以标准溶液的浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。样品经适当处理后，在测量标准曲线吸光度相同的实验条件下测量其吸光度，根据样品溶液的吸光度，在标准曲线上即可查出样品溶液中被测元素的含量，再换算成原始样品中被测元素的含量。

标准曲线法常用于分析共存的基体成分较为简单的样品。如果样品中共存的基体成分比较复杂，则应在标准溶液中加入相同类型和浓度的基体成分，以消除或减少基体效应带来的千扰，必要时应采用标准加人法进行定量分析。自来水中其他杂质元素对钙和镁的原子吸收光谱法测定基本上没有干扰，样品经适当稀释后，即可采用标准曲线法进行测定。
三、仪器与试剂
原子吸收分光光度计；钙或镁空心阴极灯；无油空气压缩机；乙炔钢瓶；通风设备；容量瓶、移液管等。金属镁或碳酸镁、无水碳酸钙均为优级纯；浓盐酸（优级纯），稀盐酸溶液 1 mol/ L；纯水，去离子水或蒸馏水。
四、实验内容与步骤
1. AAS分析条件

2. 标准溶液配制
( 1 ）钙标准溶液 ：准确称取已在 110 ℃ 下烘干 2h 的无水碳酸钙 0 . 6250g 于 100 mL 烧杯中，用少量纯水润湿，盖上表面皿，滴加 1 mol/L盐酸溶液，直至完全溶解，然后把溶液转移到 250 . mI 容量瓶中，用水稀释到刻度，摇匀备用。准确吸取 10 mL 上述钙标准储备液于 100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度。 从中准确吸取 2.00 mL 、 4.00 mIJ 、 6.00 mL 、 8.00 mL 、 1000 mL 钙标准使用液，分别置于 5 只 25 mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀备用标准溶液系列钙的质量浓度分别为 8 . 00 、 16 . 00 、 24 . 00 、 32 . 00 、 40 . 00 μg/ mL。
( 2 ）镁标准溶液：准确称取金属镁 0.2500g于 100 ml ，烧杯中，加入盐酸溶液溶解，然后把溶液转移到 250ml，容量瓶中，用水稀释。准确吸取5mI上述镁标准储备液于100ml，容量瓶，用水稀释至刻度，摇匀备用。从中准确吸取1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、 4.00 mL、5.00 mL 镁标准使用液，分别置于 5 只 25mL容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀备用 标准溶液系列镁的质量浓度分别为 2.00、4.00、6.00、8.00、10.00μg/mL。

3．配制自来水样溶液 准确吸取适量自来水样至于 25 mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。
4．根据实验条件，将原子吸收分光光鹰计按操作步骤进行调节，待仪器读数稳定后即可进在测定之前，先用去离子水喷雾，调节读数至零点，然后按照浓度由低到高的原则，依次间隔测量标准钙or镁溶液并记录吸光度。
5．在相同的实验条件下，测量水样中钙or镁的吸光度。
6．测量结束后，先吸喷去离子水，清洁燃烧器，然后关闭仪器。关电源，关仪器时，必须先关闭乙炔，再最后关闭空气。
五、数据及处理
1. 记录实验条件。
2. 将钙、镁标准溶液系列的吸光度值记录于下表，然后以吸光度为纵坐标，质量浓度为横坐标绘制标准曲线，并计算回归方程和标准偏差（或相关系数）。

镁标准系列溶液（μg/mL）
自来水

镁吸光度

3. 测量自来水样溶液的吸光度，然后在上述标准曲线上分别查得水样中钙、镁的含量（或用回归方程计算）。若经稀释，需乘上相应的倍数，求得水样中钙、镁的含量μg/mL。
七、问题与讨论
自来水样中哪些可能存在的杂质会影响测定的灵敏度？应该如何避免这些影响？

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）