华师仪器分析实验最后答案

微分脉冲极谱法测定果汁中维生素C 的含量

1．脉冲极谱分析的特点

改变了方波极谱中方波电压连续的方式，代之以在每一滴汞滴增长到一定的时间时，在直流线形扫描电压上叠加一个10~100mV的脉冲电压，脉冲持续4~80ms。脉冲极谱允许支持电解质的浓度小很多（0.01~0.1mol/L），这有利于降低痕量分析的空白值，还降低了毛细管噪声，对电极反应速度较慢的不可逆电对，其灵敏度亦有所提高。

2．标准加入法

标准加入法的优缺点：标准加入法适用于样品组分复杂的情况,其缺点是,由于进样多次,进样误差加倍。优点是准确度较高,因为加入的标准溶液体积很小,避免了底液不同所引起的误差。但是如果加入的标准溶液太少，波高增加的值很小，则测量误差大；若加入的量太大，则引起底液组成的变化。所以使用这一方法，加入标准溶液的量要适当。另外要注意的是，只有波高与浓度成正比关系时才能使用标准加入法。

使用标准加入法时应注意以下几点:

1）待测元素的浓度与其相应的吸光度应呈直线关系；

2）为了得到较为精确的外推结果，最少应采用4个点（包括试样溶液本身）来作外推曲线，并且第一份加入的标准溶液与试样溶液的浓度之比应适当，这可通过试喷试样溶液和标准溶液，比较两者的吸光度来判断。增量值的大小可这样选择，使第一个加入量产生的吸收值约为试样原吸收值的一半；3）本法能消除基体效应带来的影响，但不能消除背景吸收的影响，这是因为相同的信号，既加到试样测定值上，也加到增量后的试样测定值上，因此只有扣除了背景之后，才能得到待测元素的真实含量，否则将得到偏高结果；

4）对于斜率太小的曲线（灵敏度差），容易引进较大的误差。

3、测定果汁中维生素C为什么要采用标准加入法？为什么需要缓冲溶液？

因为果汁组分复杂，待测物含量较低，难以保证试样组成与标准溶液的条件完全相同，易制成标准溶液。因而要采用标准加入法，并且测量出的信号峰高与待测物的浓度成正比，因而可以采用标准加入法。不缓冲溶液用于调节PH值。如果溶液的PH值不适宜的话，抗坏血酸的氧化会使电极表明的PH移动，从而导致峰形变宽，使用已酸缓冲溶液可避免此类情况。

六、思考题

1.采用标准加入法有何优缺点？

答：标准加入法的优缺点：标准加入法适用于样品组分复杂的情况,其缺点是,由于进样多次,进样误差加倍。优点是准确度较高,因为加入的标准溶液体积很小,避免了底液不同所引起的误差。但是如果加入的标准溶液太少，波高增加的值很小，则测量误差大；若加入的量太大，则引起底液组成的变

化。所以使用这一方法，加入标准溶液的量要适当。另外要注意的是，只有波高与浓度成正比关系

时才能使用标准加入法。

2.测定果汁中维生素C为什么要采用标准加入法？

答：因为果汁组分复杂，待测物含量较低，难以保证试样组成与标准溶液的条件完全相同，易制成标准溶液。因而要采用标准加入法，并且测量出的信号峰高与待测物的浓度成正比，因而可以采用标准加入法

3.测定果汁中维生素C为什么需要缓冲液？

答：缓冲溶液用于调节PH值。如果溶液的PH值不适宜的话，抗坏血酸的氧化会使电极表明的PH移动，从而导致峰形变宽，使用已酸缓冲溶液可避免此类情况。

用重铬酸钾电位滴定硫酸亚铁铵溶液

（1）.电位滴定: 每滴加一次滴定剂，平衡后测量电动势。

关键: 确定滴定反应的化学计量点时,所消耗的滴定剂的体积;快速滴定寻找化学计量点所在的大致范围;突跃范围内每次滴加体积控制在0.1mL;记录每次滴定时的滴定剂用量（V）和相应的电动势数值（E），作图得到滴定曲线。

（3）．在计量点时，二苯胺磺酸钠颜色如何变化

二苯胺磺酸钠的氧化态为紫色，还原态为无色，变色的条件电极电位为0.85V。变色范围为

0.85±0.059/2V，用K2Cr2O7滴定Fe2+的突跃范围的电位正好将指示剂的变色范围包含在内，故计量

点时，指示剂由无色而氧化为紫色。

（4）．在本实验中为何要加H2SO4及H3PO4？

K2Cr2O7在酸性溶液中显示很强的氧化能力，因此要加1 mol/L H2SO4，此时Cr2O72-／Cr3＋的条件电极电位为1.08，能使Fe2+氧化为Fe3+。

在1 mol/L H2SO4中E’Fe3+／Fe2+＝＋0.68V，加入1：3（V／V）的H3PO4后由于PO43-与Fe3+形成稳定的无色络离子[Fe(PO4)2]3-，而使Fe3+／Fe2+电对的条件电极电位降低，所以在有H3PO4存在的H2SO4介质中滴定Fe2+时，起始条件电极电位最低，滴定突跃最长。

（5）.从E－V曲线上确定的计量点位置，是否位于突跃的中点？为什么？

从E－V曲线上确定的计量点位置，并不位于突跃的中点，因为在该氧化还原反应中所涉及的二个半反应为：

Fe2+—e → Fe3+n1＝1

Cr2O72-＋14H＋＋6e → 2Cr3＋＋7H2O n2＝6

n1≠n2，所以等当点并不在滴定突跃的中点，而是偏向电子转移数较多的Cr2O72-一方。在这里是用K2Cr2O7滴定Fe2+，因此等当点偏向于滴定突跃的末端。

（六）思考题

1．为什么氧化还原滴定可以用铂电极作为指示电极

答：铂是一种性质稳定的惰性金属，当铂电极插入可溶性氧化态或还原态物质的滴定溶液中，电极本身并不参加反应，而是作为一个导体，在这里仅起传导电子的作用,没有离子穿越相界面.。为物质的氧化态(Fe3+)和还原态(Fe2＋)转移电子提供了场所，它能显示溶液中对应的氧化态和还原态离子浓度间的关系，因而可在氧化还原滴定中用作指示电极。

2.从实验的E-V曲线上确定的终点，是否与计量点一致？如果用Ce2SO4溶液滴定Fe2+，它的计量点位置应在哪里？

答：不一定一致。电位滴定法是靠电极电位的突跃来指示滴定终点。在滴定到达终点前后，滴液中的待测离子浓度往往连续变化n个数量级，引起电位的突跃，此突变会形成一段距离的突变曲线，一般无法非常绝对准确地从曲线中找出计量点，从E－V曲线上确定的计量点位置，并不位于突跃的中点，计量点偏向于滴定突跃的末端。而如果用Ce2SO4溶液滴定Fe2+

Fe2+—e → Fe3+n1＝1

Ce+e →Ce n2＝1

n1=n2，所以计量点应是滴定突跃的中点。

3.指示剂的变色与滴定突跃的电位变化是否一致？

答：一致。指示剂的变色实际上是通过滴定电位突跃来实现的，当滴定接近计量点时，溶液离子活度会发生跃迁，指示剂会发生颜色突变。本实验用二苯胺磺酸钠作指示剂，其氧化态为紫色，还原态为无色，变色的条件电极电位为0.85V。变色范围为0.85±0.059/2V。用K2Cr2O7滴定Fe2+的突跃范围的电位正好将指示剂的变色范围包含在内，故计量点时，指示剂由无色而氧化为紫色。

荧光分光光度法定量测定维生素B2的含量

1．实验开始时，应先开光谱仪主机电源，预热五分钟后再开电脑主机，二者顺序不能颠倒，以防光谱仪主机开机后产生的高压损坏电脑主机。

2．样品测量结束时，就先关闭Xe灯，再进行数据处理。为了延长Xe灯的使用寿命，不要在开着Xe 灯的状态下处理数据。

3．测量完毕时，关机顺序为：先关电脑主机，然后关光谱仪主机。（务必等到Xe灯冷却后）

4.干扰荧光分光分光度法的因素：

(1)溶剂：同一荧光物质在不同的溶剂中可能表现出不同的荧光性质。溶剂的极性增强，对激发态会产生更大的稳定作用，结果使物质的荧光波长红移，荧光强度增大。

(2)温度：升高温度会使非辐射跃迁概率增大，荧光效率降低。

(3)PH：大多数含有酸性或碱性取代基团的芳香族化合物的荧光性质受PH的影响很大。

(4)溶液表面活性剂的存在，减少非辐射跃迁的概率，提高了荧光效率。

(5)溶液中溶解氧的存在，由于氧分子的顺磁性质，使激发单重态分子向三重态的体系间窜跃速率加大，因而会使荧光效率降低。

5．维生素B2在pH＝6～7时荧光最强，本实验为何在酸性溶液中测定？

原因：维生素B2在碱性溶液中经光线照射，会发生分解而转化为光黄素，后者的荧光比核黄素的荧光强的多。因此，测量时溶液要控制在酸性范围内，且必须在避光条件下进行。

6．应如何确定被测物的激发和发射波长

一般可将仪器的激发波长(Ex)先设定为200nm，然后进行发射波长(Em)模式扫描，(Em)波长范围暂设定为210－800nm，然后记录所有出现的峰值波长；改变激发波长(Ex)后再扫描，如第二次发射图谱中的某个（或某些）峰的位置没有位移（或位移很少），一般来说这个（或这些）峰就是荧光峰；因为荧光峰的位置是不随激发波长的改变而改变的，仅是峰高（或峰面积）发生改变。

将确定的荧光峰的波长作为发射波长(Em)固定下来，再做激发波长(Ex)的扫描，激发波长的范围要小于发射波长（根据斯拖克斯定律）；如果仅出一个峰则很简单确立下来，再将这个波长固定下来重新做真正的发射波长(Em)扫描，可以得到良好的信噪比的结果值；如果做激发波长(EX)扫描后出现几个峰，则需要作出选择，一般选择峰形高度适合并又有一定带宽的峰为激发波长。

原子发射法测定自来水中的钙与镁

1、比较原子发射光谱法和原子吸收光谱法的异同点：

答：

不同点：

（1）、原理不同：原子吸收是通过原子蒸气共振吸收空心阴极灯发出的锐线光源。原子发射是元素在受到热或电激发时，有基态跃迁到激发态，再返回基态时，发出特征光谱。

（2）、光源不同：原子吸收是空心阴极灯。原子发射一般用直流电弧、交流电弧、高压电火花、电感耦合等离子体等作为光源。

（3）、原子吸收的检出限低：10-10-10-14g，准确度高1%-5%。原子发射的检出限较低10-0.1ug/g，准确度较高5%-10%。

（4）、试样不同：原子吸收采用溶液，而原子发射可以用溶液或者用固体。而且原子吸收一次只能测定一种元素，而原子发射一次可以同时测定70多种元素。

（5）、运行成本不同：原子发射光谱法用的仪器要用大量氩气作为辅助气，成本较原子吸收光谱法高很多。

相同点：

（1）测定的对象都是微量元素的含量。

（2）过程都需将样品原子化，都需要很高能量原子化。

（3）都是使用锐线光源。

原子吸收光谱测定铜的含量

1．火焰原子吸收光谱法的特点：

（1）灵敏度高、（2）选择性好、（3）精确度较高、（4）适用范围广、（5）取样量少，固体和液体试样均可直接测定、（6）分析周期短、（7）抗干扰能力强、稳定性好、（8）快速、简便、易掌握、设备简单便于自动化和计算机控制

2．火焰温度的选择：

（a）保证待测元素充分离解为基态原子的前提下，尽量采用低温火焰；

（b）火焰温度越高，产生的热激发态原子越多；

（c）火焰温度取决于燃气与助燃气类型，常用空气—乙炔最高温度2600K能

测35种元素。

3.原子化条件的选择

在火焰原子化法中，火焰类型和特征是影响原子化效率的主要因素。对低、中温元素，使用空气－乙炔火焰；对高温元素，采用氧化亚氮－乙炔高温火焰；对分析

4.测量时进样量

进样量过小，吸收信号弱，不便于测量；进样量过大，在火焰原子化法中，对火焰产生冷却效应，在石墨炉原子化法中，会增加除残的困难。在实际工作中，应测定吸光度随进样量的变化，达到最满意的吸光度的进样量，即为应选择的进样量。

5．狭缝的自然宽度：

狭缝宽度直接影响光谱宽带与检测器接受的能量。合适的狭缝宽度由实验确定，引起吸光度减少的最大狭缝宽度，即为合适的狭缝宽度。一般情况下，单色器的入射狭缝和出射狭缝的宽度是相等的，在0.01~2mm之间，本实验通过对狭缝宽度进行调节，得出最合适的狭缝宽度是0.04mm。（不引起吸光度减小的最大狭缝宽度），线位于短波区（200nm以下）的元素，使用空气－氢火焰是合适的

6.当使用雾化器时，经常使用稀硝酸作为溶剂。

理由：在实际分析中，习惯把分析元素转换成硝酸盐、硫酸盐。因为这样可选取较高的灰化温度，以减少干扰。

（六）、思考题

1.采用标准加入定量法应注意哪些问题？

答：

①.为了得到较为准确的外推结果，至少要配制四种不同比例加入量的待测标准液，以提高测量准

确度。

②.绘制的工作曲线斜率不能太小，否则外延后将引入较大误差，为此应使一次加入量C0未知量

C x尽量相近。

③.本法能消除基体效应带来的干扰，但不能消除背景吸收带来的干扰。

④.待测元素的浓度与对应的吸光度应呈线性关系。即绘制工作曲线应呈直线，而且当C x不存在时，

工作曲线应该通过零点。

2.以标准加入法进行定量分析有什么优点？

答：标准加入法适用于样品组分复杂的情况，优点是准确度较高,因为加入的标准溶液体积很小,避免了底液不同所引起的误差。能快速测出待测液浓度,而且准确度高。

3.为什么标准定量分析法中工作曲线外推与浓度轴相交点，就是试液中待测元素的浓度。

答：在实际测量时，标准定量分析常采用作图法，因为结果更准确。一般吸取四份等体积试液置于四只等体积的容量瓶中，从第二只容量瓶中开始，分别按比例递增加入待测元素的标准溶液，然后用溶剂瓶稀释至刻度线，揺匀，分别测定溶液

C x ，C x + C0，C x+2C0，C x+3C0的吸光度为A x，A1，A2，A3，然后以吸光度A对待测元素标准

液的加入量作图，如下图：纵坐标上截距A x为只含C x的吸光度，延长直线与横坐标相交于C x，即为所需要测定试样中该元素的浓度。

紫外分光光度法测定苯酚

1. 吸收曲线的讨论：

①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸光度最大处对应的波长称最大吸收波长λmax

②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形状和λmax则不同。

③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质定性分析的依据之一。

④不同浓度的同一种物质，在某一定波长下吸光度A 有差异，在λmax处吸光度A 的差异最大。此特性可作作为物质定量分析的依据。

⑤在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大，所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射光波长的重要依据。

2.吸收谱带的强度

与分子偶极矩变化、跃迁几率有关，也提供分子结构的信息。通常将在最大吸收波长处测得的摩尔吸光系数εmax也作为定性的依据。不同物质的λmax有时可能相同，但εmax不一定相同；谱带强度与该物质分子吸收的光子数成正比，为定量分析的依据。

3.吸收光谱的波长分布

是由产生谱带的跃迁能级间的能量差所决定，反映了分子内部能级分布状况，是物质定性的依据；

4.影响紫外吸收光谱的因素

①．共轭效应：共轭体系的形成使λmax红移，并且共轭体系越长，紫外光谱的最大吸收越移向长波方向。

②．超共轭效应：当烷基与共轭体系相连时，可以使波长产生少量红移。

③．溶剂效应：（1）n→π*跃迁所产生的吸收峰随溶剂极性的增加而向短波长方向移动。

（2）π→π*跃迁所产生的吸收峰随着溶剂极性的增加而向长波长方向移动。

④pH值：pH的改变可能引起共轭体系的延长或缩短，从而引起吸收峰位置的改变，对一些不饱和酸、烯醇、酚、及苯胺类化合物的紫外光谱影响很大。如果化合物溶液从中性变为碱性时，吸收峰发生红移，表明该化合物为酸性物质；如果化合物溶液从中性变为酸性时，吸收峰发生蓝移，表明化合物可能为芳胺。

六、思考题

1、本实验通过最大吸收波长与其所对应的吸光度的比值来鉴定化合物，可否直接通过比较最大吸收波长与其所对应的吸光度来鉴定化合物？为什么？

答：不可以。因为物质结构不同对紫外吸收及可见光的吸收曲线不同，最大吸收波长λmax、摩尔吸收系数εmax及吸收曲线的形状不同是进行物质定性分析的依据。本实验通过比较最大吸收波长和最大吸收波长与其所对应的吸光度的比值的一致性来鉴定化合物。

2、苯酚的紫外吸收光谱中210nm 、270nm 的吸收峰是有哪类价电子跃迁产生的？

答：苯酚的紫外吸收光谱中210nm 、270nm 的吸收峰是由n→∏* 和∏→∏* 价电子跃迁产生的。这两类跃迁一般出现在波长大于200nm的紫外区，不饱和脂肪酸化合物、有孤立双键烯烃和共轭双键的烯烃，它们有含有∏键电子，吸收能量后产生∏→∏* 跃迁。

红外思考题

1.用压片法制样时，为什么要求将固体试样研磨至颗粒粒度在两微米左右？为什么要求KBr粉末干燥、避免吸水受潮？

答：较大的颗粒会使入射光散射，从而降低了到达检测器上的能量，红外光谱所用的入射光为4000-400cm-1，即2.5（2）-2.5微米，因此要求粒度2微米。要保持KBr粉末干燥，是因为水分会

腐蚀盐片，干扰吸收峰，使KBr不透明，样品疏散，不易成形。

2.红外谱图解析的一般过程是什么？

（1）首先依据谱图推出化合物碳架类型，根据分子式计算不饱和度。

公式：不饱和度＝1+n4+1/2(n3-n1)

其中：n4：化合价为4价的原子个数（主要是C原子）；

n3：化合价为3价的原子个数（主要是N原子）；

n2：化合价为1价的原子个数（主要是H原子）。

（2）分析3300~2800cm^-1区域C-H伸缩振动吸收，以3000 cm^-1为界，高于3000cm^-1为不饱和碳C-H伸缩振动吸收，有可能为烯,炔, 芳香化合物,而低于3000cm^-1一般为饱和C-H伸缩振动吸收。

（3）若在稍高于3000cm^-1有吸收,则应在2250~1450cm^-1频区，分析不饱和碳碳键的伸缩振动吸收特征峰,若已确定为烯或芳香化合物，则应进一步解析指纹区，即1000~650cm^-1的频区,以确定取代基个数和位置（顺反，邻、间、对）。

（4）碳骨架类型确定后,再依据其他官能团,如C=O, O-H, C-N 等特征吸收来判定化合物的官能团。（5）解析时应注意把描述各官能团的相关峰联系起来，以准确判定官能团的存在.