仪器分析实验教材

实验一气相色谱的保留值法定性及归一化法定量一、实验目的了解气相色谱仪的结构、性能及使用方法，掌握气相色谱保留值定性分析和归一化法定量分析的方法。

熟悉GC-112A型气相色谱仪的使用，掌握用微量注射器进样的技术。

二、实验原理本实验用氢气作载气，邻苯二甲酸二壬脂作固定液，用热导池检测器，检查未知试样中的指定组分。

并对苯、甲苯、二甲苯混合式样中各种组分进行定量测定。

在一定色谱条件（固定相和操作条件）下，各物质均有其确定不变的保留值，因此，可利用保留值的大小进行定性分析。

对于较简单的多组分混合物，若其色谱峰均能分开，则可将各个峰的保留值，与各相应的标准样品在同一条件所测的保留值一一进行对照，确定各色谱峰所代表的物质。

这一方法是最常用、最可靠的定性分析方法,应用简便.但有些物质在相同的色谱条件下往往具有近似甚至完全相同的保留值,因此,其应用常限制于当未知物已被确定可能为某几个化合物或属于某种类型时作最后的确证。

倘若得不到标准物质，就无法与位置物的保留值进行对照，这时，可利用文献保留值及经验规律进行定性分析。

对于组分复杂的混合物，则要与化学反应及其它仪器分析法结合起来进行定性分析。

在气相色谱法中，定量测定是建立在检测信号（色谱峰的面积）的大小与进入检测器组分的量（可以是重量、体积、物质量等）成正比的基础上。

实际应用时，由于各组分在检测器上的响应值（灵敏度）不同，即等含量的各组分得到的峰面积不同，故引入了校正因子，可选用一标准组分s（一般以苯为标准物质）的校正因子f s'为相对标准，为此，引入相对校正因子f i（即一般所说的校正因子），则被测物i的相对校正因子表达为f i= f i'/f s'=m i A s/m s A i= v i A s/v s A i·ρi/ρs式中，m=v·ρ，v为溶液的体积，ρ为物质的密度。

本实验中要测定的苯、甲苯、二甲苯系同系物，可近似认为其密度ρ相等。

故有f i=v i A s/v s A i得到各组分的f I后，即可由测量的峰面积，用归一化法计算出混合物中各组分的百分含量。

其计算公式为C i%=A i f i /( A苯+A甲苯f甲苯+A二甲苯f二甲苯)使用归一化法进行定量，优点是简便，定量结果与进样量无关，操作条件变化对结果影响较小。

但样品的全部组分必须流出，并可测出其信号，对某些不需要测定的组分，也必须测出其信号及校正因子，这是本方法的缺点。

三、仪器与试剂1. 仪器GC-112A型气相色谱仪（使用热导池检测器，内径3毫米、长2米的螺旋状色谱柱，上试102白色担体60-80目，涂渍临苯二甲酸壬酯为固定液，液担比为15：100，H2为载气。

）微量注射器1毫升1支100毫升1支滴管及磨口塞试管若干氢气钢瓶或高纯氢气发生器2. 试剂苯、甲苯、对二甲苯四、实验步骤1. 色谱仪的调节调节方法见仪器分析实验教材(复旦大学编)之10-2-1节。

使氢气流速为20-30毫升/分，柱温为90o C，汽化室温度为150o C左右，热导池温度为120o C左右，热导电流为120毫安。

2. 色谱图的测绘①用微量注射器取苯0.5微升、甲苯0.5微升、对二甲苯1.0微升分别进样，作色谱图。

②用微量注射器取苯、甲苯、对二甲苯的等量混合液1.0微升进样，重复三次，作色谱图。

③用微量注射器取苯、甲苯、对二甲苯未知混合液1.0微升进样，重复三次，作色谱图。

五、数据及处理1.记录色谱操作条件，包括：检测器类型、桥电流、衰减、固定液、色谱柱长及内径，恒温室温度、气化室温度、载气、流速、柱前压、进样量、记录纸速等。

2.测量各标准样品的保留时间，由未知试样中各组分的保留时间确定各色谱峰所代表的组分。

3.求出各组分的定量校正因子。

4.用归一化法求出苯、甲苯、对二甲苯混合液未知式样中各组分的体积百分含量。

六、思考题1. 如果实验中各组分不是等体积混合，其响应值如何计算？2. 如果实验要求测定未知式样各组分的重量百分数，应如何来设计实验？其各组分的响应值是否与本实验求得的值相同？为什么？实验二高效液相法测定健胃消食片中陈皮苷一、实验目的了解液相色谱仪的结构、性能及使用方法，掌握液相色谱分离分析的方法。

熟悉液相色谱仪的使用，掌握用微量注射器进样的技术。

二、实验原理健胃消食片是以陈皮、山楂、山药、太子参、麦芽（炒）此五味药为处方而制成的，具有健胃消食的作用，用于脾胃虚弱所致的食积症。

检测波长的选择，并对陈皮苷的甲醇液在200～400nm波长范围内进行扫描，陈皮苷在283nm处有最大吸收，故选定测定波长为283nm。

三、仪器与试剂1. 仪器日本岛津高效液相色谱仪，LC-10AD泵，SPD-10A 型检测器，电子分析天平（北京多利斯天平有限公司）。

2. 试药D101型大孔树脂（南开大学树脂厂），硅胶G板，甲醇（AR），乙醇（AR），乙酸乙酯（AR），环己烷（AR），甲酸（AR），甲苯（AR），甲醇（HPLC），稀盐酸，1%香草醛硫酸溶液，2%三氯化铁乙醇液，纯蒸馏水，陈皮苷（中国药品生物制品鉴定所，供含量测定用），陈皮干。

四、实验步骤1. 含量测定1.1色谱条件色谱柱Kromasil100-5C18，4.6mm×250mm，5μm;流动相:甲醇∶水（40∶60）;流速:1ml/min;检测波长:283nm柱温;350℃;理论塔板数按陈皮苷峰计算应不低于3000。

1.2 溶液的配制1.2.1 检测波长的选择取陈皮苷对照品溶液，用紫外分光光度仪进行光谱检测。

结果表明，陈皮苷在283nm处有最大吸收，见图1。

1.2.2 对照品溶液的制备取陈皮苷对照品15.0mg，精密称定，置100ml 量瓶中，加甲醇稀释至刻度，摇匀;精密量取2ml，置10ml量瓶中，加50%甲醇稀释至刻度，摇匀，即得（每1ml中含陈皮苷30μg）。

1.2.3 供试品溶液的制备取本品20片，研细，取约4g，精密称定，精密加入甲醇25ml，称定重量，置水浴上加热回流1h，放冷，再称定重量，用甲醇补足减失的重量，摇匀，滤过，精密量取续滤液5ml，置10ml量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，滤过，取续滤液，即得。

1.2.4 阴性对照品溶液的制备取不含陈皮的阴性制剂，在同供试品溶液的制备项下操作制得阴性供试品溶液。

1.2.5 对照品、供试品、阴性供试品色谱图见图2～图4。

1.3样品的含量测定取本品4批，制成样品，分别取10μl注入液相色谱仪进行测定含量。

实验三紫外吸收光谱鉴定物质的纯度一、实验目的1. 学习利用紫外吸收光谱鉴定物质纯度的原理和方法；2. 熟练紫外-可见分光光度计的操作。

二、实验原理许多有机物在紫外区有特征吸收光谱，从而可用来进行有机物的鉴定及结构分析（主要用于鉴定有机物的官能团）。

此外，还可对同分异构体进行鉴别，对具有π键电子及共扼双键的化合物特别灵敏，在紫外光区有极强烈的吸收谱。

该法在有机物分析中主要可进行如下分析：①纯度检查。

②未知样的鉴定。

③互变异构体的判别。

④分子结构的推测。

⑤定量测定。

例如，与饱和烃化合物明显不同的是，具有p键电子的共轭双键化合物、芳香烃化合物等，在紫外光谱区都有很强烈吸收，具有摩尔吸光系数ε可达104~105数量级。

利用这一特性，可以很方便地检验纯饱和烃化合物中是否含有共轭双键化合物、芳香烃等杂质。

从图10-5乙醇的紫外吸收光谱图可以看出，由于乙醇中含有微量苯，故在波长230~270nm处出现B吸收带（曲线2），而纯乙醇在该波长范围内不出现苯的B吸收带（曲线1）。

因此，可利用物质的紫外吸收光谱的不同，检验物质的纯度。

图10-6是蒽醌和邻苯二甲酸酐的紫外吸收光谱，由于在蒽醌分子结构中的双键共轭体系大于邻苯二甲酸酐，因此，蒽醌的吸收带红移比邻苯二甲酸酐大，且吸收带形状及其最大吸收波长各不相同，由此得到鉴定。

三、仪器仪器：TU-1901紫外可见分光光度计，1cm石英皿试剂：萘-乙醇溶液，10μg/mL、1μg/mL，苯酚，环己烷四、主要试剂（1）苯、蒽醌、邻苯二甲酸酐、甲醇、乙醇、正庚烷，均为分析纯。

（2）苯的正庚烷溶液和乙醇溶液。

在两个100mL容量瓶各注入10μL苯，然后分别用正庚烷和乙醇稀释至刻度，摇匀。

（3）蒽醌的甲醇溶液（0.1g·L-1）。

（4）邻苯二甲酸酐的甲醇溶液（0.1g·L-1）。

五、实验步骤（1）按照仪器使用说明调节仪器至正常状态，设定好相关参数，备用。

（2）用待测试液洗涤石英比色皿3次，装入待测试液至比色皿容积的2/3~4/5，将比色皿放入比色皿架，盖好盖板。

（3）仪器调零。

（4）扫基线（对参比溶液调零）。

（5）记录待测物紫外吸收光谱。

六、实验数据及处理（1）记录实验条件，保存实验资料。

（2）通过紫外吸收光谱的对比，说明检验物质纯度的可行性。

（3）与萨特勒（Sadtler）紫外标准图谱对照，检查测得的苯、蒽醌、邻苯二甲酸酐的峰值吸收波长λmax是否与标准图谱一致。

七、思考题1. 如何利用紫外吸收光谱进行物质纯度检查？2. 在紫外光谱区饱和烷烃为什么没有吸收峰？3. 为什么紫外吸收光谱可用于物质纯度检查？实验四水样的pH值测定一、实验目的1.学习pHS-2C型酸度计的使用方法。

2.了解电位法测定水的pH值的原理和方法。

二、实验原理在日常生活和工农业生产中，所用水的质量都有一定标准。

在进行水质检验中，水的pH 值是重要检验项目之一，如生活饮用水pH 要求为6.5~8.5。

低压锅炉水要求pH 为10~12。

电子工业、实验试剂配制则需要中性的高纯水。

现在测量水的pH 值比较精确的方法是电位法，该法是将玻璃电极(指示电极)、饱和甘汞电极(参比电极)与待测试液组成原电池，用酸度计（一种精密电位差计）测量其电势。

原电池用下式表示：Ag|AgCl(s)|HCl(0.1mol·L -1)|玻璃膜|试液溶液(xmol·L -1)║KCl(饱合)|Hg 2Cl 2(s)|Hg玻璃电极 被测溶液 甘汞电极玻璃电极为负极，饱和甘汞电极为正极。

在一定条件下，电池的电动势E 与pH 为直线函数关系(推导过程从略)。

试电池pH FRT 303.2'K E += 由上式看出，求出E 电池和K ，即可知道试液的pH 值。

E 电池可通过测量求得，而K ’是由内外参比电极及难于计算的不对称电位和液接电位所决定的常数，很难求得。

在实际测量时，选用和待测试液pH 值相似的、已知pH 值的标准缓冲溶液在pH 计上进行校正(这个过程叫定位)。

通过以上步骤，可在酸度计上直接读出试液的pH 值。

一支电极应使用两种不同pH 值的标准pH 缓冲溶液进行校正，两种缓冲溶液定位的pH 值误差应在0.05之内。

三、仪器及试剂1. 仪器pHS-2C 酸度计一台，E-201-C9型复合pH 电极一支，（或231型玻璃电极和232型饱和甘汞电极各一支），50mL 烧杯7只。