光谱学实验

第五章 光谱学实验

实验29 发射光谱定性分析和定量分析

定性分析

一、实验目的

1.了解摄谱仪及映谱仪的一般构造及使用方法。 2.掌握光谱定性分析的一般原理和方法。 3.学会查阅谱线并判别元素。 二、基本原理

当物质被热能或电能激发到不稳定状态时，会辐射能量并产生发射光谱。被激发的分子产生带状光谱，被激发的原子或离子产生线状光谱，线状光谱是发射光谱分析的基础。

线光谱中的各条谱线是元素的原子或离子的外层电子在两个能级间跃迁时产生的。根据辐射的量子理论

?E?E2?E1?h? (29.1)

可以决定任何一条谱线的波长?：

??c? (29.2)

由于各种元素的原子结构不同，故其发射光谱的谱线波长也各不相同，根据各元素所具有的特征谱线，即可判别相应元素存在与否。 元素光谱的复杂性及谱线出现的形式决定于它的原子结构。

一个元素可以有很多条谱线，其中最容易激发的谱线称为该元素的“灵敏线”或“最后线”。决定试祥中某元素存在与否，不必去检查该元素所有的谱线，只需根据几条灵敏线的出现与否即可作出判断。因为灵敏线在该元素含量很低的时候就能出现：例如，含镉 0.001％ 时，仅出现其中的一条灵敏线。

为了能在复杂的光谱中，确定谱线的波长，光谱定性分析中经常采用试样光谱和铁光谱并列摄谱。这是由于铁光谱的谱线较多，且分布均匀，人们对于铁谱研究得比较充分，已精确地测定了每条谱线的波长，制备了标准铁谱图，将摄有

试样光谱和铁光谱的谱片，经过显影、定影和晾干后，放在映谱仪上，使拍摄的铁光谱恰与“标准铁谱图”上的铁光谱重合，这时可检查元素的灵敏线而决定元素是否存在。当然，每一种分析方法都有不同的检出限量，有时不出现某元素的灵敏线，只能指出该元素含量低于某一个下限。 三、仪器及试剂

仪器：3 WI 摄谱仪；8 W 型光谱投影仪；WPT-2 型交流电弧火花发生器；天津紫外 Ⅱ 型 9×24 cm感光板；光谱纯石墨电极；铁电极。

试剂：显影液；定影液；液体试样若干。 四、操作步骤

1.熟悉仪器，了解使用方法及注意事项。

2.在暗室内将感光板乳剂面向下装入暗盒 (乳剂面的判断方法是：将感光板取出后，用手指摸一下板角，有光滑感的即为玻璃面，反之为乳剂面)。装好感光板后，注意插上档板，将暗盒装入摄谱仪。

3.摄谱

取试液一滴，置于已经聚苯乙稀处理过的平头碳电极上，在红外灯下烘干 (注意按顺序放好，并做记录)，打弧前取该电极作为下电极，另取一尖状碳电极为上电极，将两电极置于电极架上，利用照明灯使电极清晰成像于遮光板两侧，调好光源后，检查实验条件。

实验条件：照明系统为三透镜；中间光栏 2 mm；狭缝宽度 5 ?m；狭缝光栏为限高栏 2 mm；光源：直流电弧，电流 5 A；室温： ℃；焦距： 。 实验条件符合后，即可取下透镜盖，抽出暗盒档板，启动光源摄谱，摄谱时间：铁 10 s，样品 30 s；板移：3 mm；摄谱完毕，插上档板，取下暗盒。

4.暗室处理

将配制好的显影液、定影液分别倒在两只托盘内，调节显影液温度为 18～20 ℃。在红灯下，将乳剂面向上放入显影液中，同时计时，不断摇动盘子，使显影均匀，显影 4~5 min，在红灯下观察光谱干板两端是否都出现黑色线条，出现后即可停止显影。将显影过的谱片，用自来水淋洗后，放在定影液中定影，定

影 2 min后，即可开灯观察，继续定影到乳剂面颜色褪去，干板成透明状即可停止定影，一般定影10 min 左右。定影完毕后，将谱片再在自来水中淋洗 30 min，然后将谱片晾干。

5.查谱

将谱片乳剂面向上，放在映谱仪上，调焦，使谱线清晰，对照标准图谱，查看未知样中的元素。 五、结果与讨论

1.根据查谱结果，列出未知样中的元素。

2.发射光谱查谱时，假如某一元素的一条最后线受到其它元素的干扰如何判断它的存在与否? 六、注意事项

1.更换样品时，必须先更换上电极，以避免沾污。

2.使用摄谱仪时，必须细心，动作要轻，切勿使仪器移动位置，狭缝、焦距、光栏及透镜位置己事先调好，切勿乱动！

3.使用电弧火花发生器时注意 (1) 按顺序启动按钮。

(2) 打弧时不能碰电极架，高压危险! (3) 通电后，身体要尽量远离电弧发生器。

(4) 一次摄谱完毕要关掉高压开关 (不是电源开关)，再调换电极。 (5) 刚刚打弧的电极温度很高，取下两电极时注意要使用镊子。

4.为了避免紫外线对眼睛的危害，工作时应戴上眼镜或放下仪器的挡板。 5.打开通风装置，排除有害气体。 七、思考题

1.光谱定性分析的原理是什么? 2.试样光谱旁为什么要摄一条铁光谱？

八、参考文献

1.张剑荣，戚苓，方惠群编，仪器分析实验，北京：科学出版社，1999。 2.北京大学化学系分析化学教学组编，基础分析化学实验，北京：北京大学出版社，1998。

3.北京师范大学化学系分析教研室编，基础仪器分析实验，北京：北京师范大学出版社，1985。 九、e网连接

1.http://des.cmu.edu.cn/jiaoxue/xueke/txk/yqfx/3-1.ppt 2.http://www.yxdd.net/lf/bingshui1/fxhx/kej/fengx.ppt

半定量分析

一、实验目的

掌握谱线强度比较法进行发射光谱半定量分析的方法。 二、基本原理

试样中元素的含量不同，谱线的强度也不同，把试样中某元素的谱线强度与已知的参考强度进行比较，就可以确定该元素的含量，因此光谱半定量分析采用谱线强度比较法。根据所采用的参考强度不同，有标样光谱比较法、标准黑度纸比较法和内标光谱比较法。其中常用的是标样光谱比较法。

在同一块感光板上，摄取标样光谱和试样光谱，将试样光谱与标样光谱的某元素同一分析线的黑度进行比较，然后估计试样中该元素的大致含量。例如，分析试样中 Zn，可用分析线 334.57 nm或 307.21 nm 进行比较，若试样中的分析线与标样中 Zn 含量为 l％ 的同一波长谱线的黑度相近，则试样中 Zn 含量约为 1％。若试样的分析线的黑度介于标样 0.5％ 和 1％ 同一波长谱线的黑度之间，则试样中 Zn 含量约为 0.7%。

标样光谱比较法的特点是简单易行，但若所用谱线黑度超过乳剂特性曲线正常黑度范围时，必须更换分析线，而且每块谱板都要拍摄标样光谱，所用的标样

组成与试样的组成必须相似。 三、仪器及试剂

仪器：3WI摄谱仪；WPT-2 型交流电弧火花发生器；8W光谱投影仪；紫外Ⅱ型感光板；秒表；光谱纯石墨电极；铁电极。

试剂：一套含杂质Cu分别为0.002％、0.003％、0.01％、0.03％的铝棒标样和试样；显影液；定影液。 四、操作步骤

1.准备好上、下电极，其中金属棒需在砂纸上打磨。 2.安装感光板于暗盒内 (详见发射光谱定性分析实验)。

3.摄谱 将暗盒装在摄谱仪上，调好板移位置，将光阑 l mm 孔放在狭缝前，选择实验条件 (参照发射光谱定性分析实验及下表)，将装好样品的电极置于电极架上，拉开暗盒挡板，先摄标准样品，再摄未知样品并记录。

狭缝 板移 试样号 (μm) 40 41 42 43 44 45 标样1 标样2 标样3 标样4 试样 Fe 10 10 3.2 3.2 电弧 电弧 遮光板 工作状态 (A) 5 4 电流 曝光时间(s) 30 10 摄谱完毕，推进暗盒挡板，关好电源。 4.冲洗感光板

5.查谱 将感光板放在投影仪的工作台上，找出 Cu 的分析线，将试样光谱与标样光谱进行比较。

分析线 (可选择其中黑度适中的任一条线)：Cu，282.4 nm、324.7 nm、327.4

(3) 标准加入法 在 5 个 50 mL 容量瓶中分别加入 1.5 mL 血清试样，再加入0.100 ?g·mL-1 Cr的标准溶液0.0 mL、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL、2.00 mL，用去离子水定容。

2．仪器操作：打开石墨炉冷却水和保护气，调节保护气压力到0.24 MPa，打开石墨炉电源开关，启动计算机和原子吸收光度计，调节相应实验参数 (参数调节如下)，预热仪器 20 min。

实验参数调节：

(1) 启动软件后点击“操作”下拉菜单的“编辑分析方法”，选择“火焰原子吸收”，继续后选择元素为铬，点击“确定”，在弹出的界面中，注意选择元素灯位和铬灯在仪器上位置相同的数字，按以下实验条件设置好对应的实验参数，并按需要设置好其余的实验条件。

(2) 点击“新建”菜单，选择刚刚创建的文件，联机。在弹出的仪器控制界面中，点击自动增益后尝试点击短、长、上、下，看主光束值，调节主光束值，如果超出 140％，则点击一下自动增益然后继续调节，直至最大后点击完成。调节石墨管位置 (按上、下、前、后，调节吸光度值至最大)。

(3) 调节完毕即可进行实验，先调零，然后测试。

实验条件：干燥温度：100~130 ℃；干燥时间：100 s；灰化温度：1100 ℃；灰化时间：240 s；斜坡升温灰化时间：120 s；原子化温度2700 ℃；原子化时间：10 s。进行背景校正，进样量 50 ?L。

3.测量

测量前先空烧石墨管调零，然后从稀至浓逐个测量溶液，每次进样量 50 ?L，每个溶液测定 3 次，取平均值。 4.结束

实验结束，退出主程序，关闭原子吸收分光光度计和石墨炉电源开关，关好气源和电源，关闭计算机。 五、结果与讨论

1.绘制标准曲线 (分别采用标准系列法和标准加入法)。

2.由标准曲线求得样品中铬的含量 (?g·mL-1)。

3.配制标准溶液时，加入葡聚糖溶液的作用是什么？若不加葡聚糖，还可采用什么方法？ 六、注意事项

1.实验前应仔细了解仪器的构造及操作，以便实验能顺利进行。 2.使用微量注射器时，要严格按照教师指导进行，防止损坏。 七、思考题

1.在实验中通Ar气的作用是什么？ 八、参考文献

1.蔡炳新，陈贻文主编，基础化学实验，北京：科学出版社，2001。 2.北京师范大学化学系分析教研室编，基础仪器分析实验，北京：北京师范大学出版社，1985。

3.张剑荣，戚苓，方惠群编，仪器分析实验，北京：科学出版社，1999。 九、e网连接

1.http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/wlysyjkyj/wlys2002/0203/020325.htm

2.http://www.instrument.com.cn/journal/magazine/passage_1940.htm

实验32 矿泉水中微量元素的ICP-AES法测定

一、实验目的

1．掌握电感耦合等离子体发射光谱 (ICP-AES) 法的基本原理。 2．了解 ICP-AES 光谱仪的基本结构。

3．学习用 ICP-AES 法测定矿泉水中的微量元素的方法。 二、基本原理

在 ICP-AES 定量分析中，谱线强度 I 与待测元素浓度 c 存在下列关系：

I = K cb (32.1)

常数K与光源参数、进样系统、试样的蒸发激发过程以及试样的组成等有关。b 为自吸系数，低浓度时b＝1，而在高浓度时 b<1，曲线发生弯曲。因此在一定的浓度范围内谱线强度与待测元素浓度有很好的线性关系。

可以用校准曲线法、标准加入法以及内标法进行光谱定量测定。 我国目前对饮用水中有害元素镉的限量标准为 ≤ 5 ng·mL-1。 三、仪器及试剂

仪器：SPECTRO-ICP-AES 光谱仪；射频发生器：最大输出功率为 2.5 kW，频率为 27.12 MHz；工作线圈：3 匝中空紫铜管；等离子炬管：三层同心石英管，可拆卸式，外管内径 17 mm，中管外径 16 mm，内管喷口直径 1.5 mm；等离子气 (冷却气)：氩气，流速 12～14 L / min；辅助气：氩气，流速 0.5～1 L / min；载气 (雾化气)：氩气，流速约 1 L / min；观测高度：工作线圈以上 10～20 mm处；雾化器：玻璃同心雾化器；雾化室：双管式可加热雾室。

试剂：空白溶液为 1％ HNO3 溶液；1～5 号标准样品：含等浓度 Ca、Si、Mg、Sr、Li、Zn，分别为 1.0、3.0、5.0、7.0、10.0 ?g·mL-1；样品溶液：市售矿泉水，加 1％ HNO3 (分析纯) 酸化。实验用水均为重蒸水。 四、操作步骤

本实验选用固定通道进行 Ca、Si、Mg、Sr、Li、Zn 元素的同时测定。 1.测试前的准备工作(必要时由教师完成)

(1) 最佳操作条件：包括射频功率、观测位置、雾化气流速和等离子气流速等参数。

(2)光学系统校准：在等离子体点着的前提下，将进样管插入含 Cr、Ca、S 、Na 四种元素的多道校准溶液，进行多色仪扫描系统的校准。

2.元素峰形扫描：将进样管插入含有所测六种元素的 10 ??g·mL-1 的混合标准溶液，在多色仪中进行元素峰形扫描并进行峰形存贮。

3.标准样品的测量：将进样管依次分别插入空白溶液及五个混合标准溶液并测量。

4.试样分析：将进样管插入酸化的矿泉水溶液并测量。 五、结果与讨论

1.作出标准样品的校准曲线。

2.分别求出矿泉水中 Ca、Si、Mg、Sr、Li 、Zn 浓度 (?g·mL-1)。 3.什么是等离子气与雾化气？作用是什么？ 六、注意事项

1.应按高压钢瓶安全操作规定使用高压氩气钢瓶。

2.仪器室排风良好，等离子炬焰中产生的废气或有毒蒸气应及时排除。 3.点燃等离子体后，应尽量少开屏蔽门，以防高频辐射伤害身体。 4.定期清洗炬管及雾室。 七、思考题

仪器的最佳化过程有哪些重要参数？作用如何？ 2.ICP-AES 法定量的依据是什么？怎样实现这一测定？ 八、参考文献

1.北京大学化学系分析化学教学组编，基础分析化学实验，北京：北京大学出版社，1998。

2.四川大学化工学院、浙江大学化学系编，分析化学实验，第三版，北京：

高等教育出版社，2003。 九、e网连接

1.http://www.instrument.com.cn/bbs/images/upfile/200552518405.pdf 2.http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/sysfxyxb-zr/sysf2003/0302/030213.htm

3.http://www.knowlerich.com/tsource/huagong_new/Aced.htm

实验33 紫外吸收光谱法测定水中的总酚

一、实验目的

1.学会使用紫外分光光度计。

2.掌握紫外吸收光谱曲线的测定、波长选择以及标准曲线的绘制。 二、基本原理

具有不饱和结构的有机化合物，特别是芳香族化合物，在近紫外区 (200～400) nm有特征吸收。

以同一个水样酸化后作参比液，碱化后作测定液，用 1cm 石英比色皿在 287.00 nm 处可测定含酚量较高的水样。 三、仪器及试剂

仪器：Spectrum 756 型紫外可见分光光度计 (附 1cm 石英比色皿 1 套)；移液管，2 mL，1 支；容量瓶，10 mL，若干只。

试剂：0.05 mol?dm-3 NaOH 水溶液；0.0025 mol?dm-3 HCl 水溶液；0.250 mg·mL-1 苯酚标准溶液：准确称量 25.0 mg 分析纯苯酚，用少量不含酚蒸馏水溶解，移入 100mL 容量瓶中，并稀释至刻度，混匀。 四、操作步骤

1.开机，仪器完成自检后，按“MODE”，选择吸光度“A”。按“△”或“▽”将波长设定在待测范围内，预热 20 min。

2.测定吸收光谱，选择测量波长

(1) 用移液管移取 0.8 mL 0.250 mg·mL-1 苯酚标准溶液两份，分别放入 10 mL 容量瓶中，并分别用 0.05 mol·L-1 NaOH 和 0.0025 mol·L-1 HCl 溶液稀释至 10 mL，摇匀。

(2) 以酸性标样作参比，按“100%T”,自动调至 A=0.000。以碱性标样作测定样，用 1 cm石英比色皿，在波长 280～320 nm 范围内测定各点的吸光度，并记录。以吸光度为纵坐标，波长为横坐标绘制吸收光谱，并选择最大吸收波长为以下测定的测量波长。

3.绘制标准曲线

用移液管分别吸取 0.00，0.40，0.80，1.20，1.60 和 2.00 mL 0.250 mg·mL-1 苯酚标准溶液各两份，分别放入 10mL 容量瓶中 (请编上序号) 并用0.05 mol?dm-3 NaOH和0.0025 mol?dm-3 HCl 溶液稀释至 10 mL，摇匀。此苯酚标准溶液系列对应的浓度为 0.00，10.0，20.0，30.0，40.0 和 50.0 μg·L-1。同样以酸性标样作参比，碱性标样作测定样，在选定的测量波长处测定各自的吸光度，作记录。以苯酚标准溶液的含量 (μg·mL-1) 为横坐标，对应的吸光度值为纵坐标绘制标准曲线。

4.水样的测定

含酚水样两份，一份酸化水样为参比，另一份碱化水样作测定样，在选定波长处测定吸光度，然后在标准曲线上查出对应水样中的总酚含量 (μg·L-1)。 五、结果与讨论

1.记录各步测量数据；

2.绘制吸收光谱曲线，并选择测量波长；

3.绘制标准曲线，并由曲线上查得的数据求算水样中总酚含量 (μg·L-1)。 六、注意事项

1.测定吸收光谱时，在 280~290 nm 范围内间隔 2 nm 或 1nm，在 290 nm 后可间隔 5nm；每改变一次波长，都应该用参比溶液调 “100% T ”为 100，A 为 0.00。

2.试样和标准溶液的测定条件应保持一致。

3.小心不要打破石英比色皿；比色皿光学玻璃面要用镜头纸擦拭。 4.绘制吸收曲线或标准曲线应使用方格坐标纸或作图软件。 七、思考题

本实验中为什么使用石英比色皿而不能使用玻璃比色皿？ 八、参考文献

北京师范大学化学系分析教研室编，基础仪器分析实验，北京：北京师范大

学出版社，1985。 九、e网连接

1.http://www.bioon.com/drug/advance/drugtech/200408/66037.html 2.http://course.hbu.cn/2004/chem/ja/015.pdf

3.http://www.tmmu.com.cn/department/jyx/fxhx/ppt/kj-yqfx/2.ppt

实验34 有机化合物红外光谱的测绘及结构分析

一、实验目的

1.练习液膜法制备液体样品和溴化钾压片法制备固体样品的方法。 2.学习红外光谱仪的使用方法及压片技术 3.学会简单有机物红外光谱图的解析。 二、基本原理

物质分子中的各种不同基团，在有选择地吸收不同频率的红外辐射后，发生振动能级之间的跃迁，形成具有鲜明特征性的红外吸收光谱。由于其谱带的数目、位置、形状和强度均随化合物及其聚集状态的不同而不同，因此根据化合物的光谱，就可以像辨别人的指纹一样，确定该化合物中可能存在的某些官能团，进而推断未知物的结构。当然，如果分子比较复杂，还需要结合其他实验资料 (如紫外光谱、核磁共振谱以及质谱等) 来推断有关化合物的化学结构。最后可通过与未知样品相同测定条件下得到的标准样品的谱图或查阅标准谱图集 (如“萨特勒”红外光谱图集) 进行比较分析，作进一步证实。

对于乙酰乙酸乙酯，有酮式及烯醇式互变异构：

CH3COCH2COOC2H5CH3COHCHCOOC2H5

在红外光谱图上能够看出酮式异构体中羰基因振动偶合而裂分成两个谱峰。 三、仪器及试剂

仪器：Tensor 27 型傅立叶变换红外光谱仪 (德国布鲁克公司)；可拆式液体池；压片机；玛瑙研钵；红外灯。

试剂：除特别注明，所有试剂均为分析纯。溴化钾盐片；苯甲酸于 80 ℃下干燥 24 h，存于干燥器中；溴化钾于 130 ℃ 下干燥 24 h，存于干燥器中；无水乙醇；苯胺；乙酰乙酸乙酯；四氯化碳；擦镜纸。 四、操作步骤

1.测绘无水乙醇、苯胺、乙酰乙酸乙酯的红外吸收光谱—液膜法

(1) 扫描空气本底 红外光谱仪中不放任何物品，从4000～400cm-1进行波数扫描。

(2) 扫描液体样品 在可拆式液池的金属板上垫上垫圈，在垫圈上放置两片溴化钾盐片 (无孔的盐片在下，有孔的盐片在上)，然后将金属盖旋紧 (注意：盐片上的孔要与金属盖上的孔对准)，将盐片夹紧在其中。用微量进样器取少量液体，从金属盖上的孔中将液体注入到两片盐片之间 (要让液体充分扩散，充满整个视野)。把此液体池插入红外光谱仪的试样安放处，从4000～400cm-1进行波数扫描，得到吸收光谱。

取下样品池，松开金属盖，小心取出盐片。先用擦镜纸擦净液体，再滴上四氯化碳洗去样品 (千万不能用水洗)，并晾干盐片表面。

重复步骤 (2)，得到苯胺、乙酰乙酸乙酯的红外吸收光谱。

最后，用四氯化碳将盐片表面洗净、擦干、烘干，收入干燥器中保存。 2.测绘苯甲酸的红外吸收光谱—溴化钾压片法

(1) 扫描空气本底 红外光谱仪中不放任何物品，从4000～400cm-1进行波数扫描。

(2) 扫描固体样品 取 1～2 mg 苯甲酸 (已干燥)，在玛瑙研钵中充分磨细后，再加入 400 mg干燥的溴化钾粉末，继续研磨至完全混合均匀，并将其在红外灯下烘 10 min 左右。取出 100 mg 装于干净的压模内 (均匀铺洒并使中心凸起) 于压片机上在 20 MPa 压力下制成透明薄片。将此片装于样品架上，插入红外光谱仪的试样安放处，从4000～400cm-1进行波数扫描，得到吸收光谱。

最后，取下样品架，取出薄片，将模具、样品架擦净收好。 五、结果与讨论

1.指出无水乙醇、苯胺、苯甲酸、乙酰乙酸乙酯红外吸收光谱图上主要吸收峰的归属。

2.观察羟基的伸缩振动在乙醇及苯甲酸中有何不同。

3.解释乙酰乙酸乙酯红外吸收光谱图上 1700 cm-1 处出现双峰的原因。

六、注意事项

1.溴化钾盐片易吸水，取盐片时需戴上指套。扫描完毕，应用四氯化碳清洗盐片，并立即将盐片放回干燥器内保存。

2.盐片装入可拆式液池架后，金属盖不宜拧得过紧，否则会压碎盐片。 七、思考题

1.在含氧有机化合物中，如在 1900~1600 cm-1 区域中有强吸收带出现，能否判定分子中有羰基存在？

2.羟基的伸缩振动在乙醇及苯甲酸中为何不同？ 八、参考文献

1.北京大学化学系分析化学教学组编，基础分析化学实验，北京：北京大学出版社，1998。

2.蔡炳新，陈贻文主编，基础化学实验，北京：科学出版社，2001。 3.张剑荣，戚苓，方惠群编，仪器分析实验，北京：科学出版社，1999。 九、e网连接

1.http://www2.fjau.edu.cn/smxy/chem./ir/ir3_asp 2.http://www.scude.cc/software/08/09/001/00001 3.http://des.cmu.edu.cn/jiaoxue/xueke/txk/yqfx/6-1.ppt

实验35 荧光法测定维生素B2

一、实验目的

1.学习荧光分析法的基本原理。

2.了解荧光光度计的构造，掌握其使用方法。 二、基本原理

某些物质经紫外光或波长较短的可见光照射后，会发射出波长更长的荧光。荧光光谱能反映物质的特性。建立在测量荧光强度和波长基础上的分析方法称为荧光分析法。

对同一物质而言，在稀溶液 (即 A = abc <0.05 ) 中，荧光强度 F 与该物质的浓度 c 有以下关系：

F?2.3?fabcI0 (35.1)

式中 φf 为荧光过程的量子效率，a 为荧光分子的吸光系数，b 为试样的吸收光程，I0 为入射光的强度。当 I0 及 b 不变时，上式为

F?Kc (35.2)

式中 K 为常数。

荧光法具有灵敏度高 (超过分光光度法 2~3 个数量级)，取样少，时间快等特点，现已成为医药、农业、环境保护、化工等领域中的重要分析方法之一。由于许多物质本身不会发生荧光，故在使用范围上受到一定的限制。

在 430~440 nm 蓝光照射下，维生素 B2 就会发生绿色荧光，荧光峰值波长为 535 nm。在 pH = 6~7 的溶液中其荧光最强，在 pH = 11 时其荧光消失。 三、仪器及试剂

仪器：HITACHI F－4500 型荧光光度计；容量瓶 50 毫升 6 个；5 毫升移液管 1支。

试剂：除特别注明，所有试剂均为分析纯。10.0 ?g·mL-1维生素 B2 标准溶液，由 100 ?g·mL-1 维生素 B2 贮备液稀释。 四、操作步骤

1.开启计算机和主机，联机、调节参数 (方法如下)：

(1) 按顺序打开荧光光度计 power on、Xe lamp start (按下后Xe指示灯亮)、Main on开关，然后启动FL solution 2.0，联机自检。

(2) 自检完毕后，点击 method，选择 instrument，在此窗口输入适当的参数 (输入激发波长、发射波长、扫描速度、狭缝、灯，扫描模式选择波长扫描，数据方式选择荧光)，点击确定，在绿色 ready 出现后即可进行测试。

(3) 实验结束，先关闭 FL solution，然后依次关闭 Main on、Power on 开关。

2.配制系列标准溶液

取五个 50 毫升容量瓶，分别加入 1.00，2.00，3.00，4.00 及 5.00 毫升维生素 B2 标准溶液，用水稀释至刻度，摇匀。

3.标准曲线的绘制 根据维生素 B2 激发光谱和荧光光谱，测量上述标准溶液的荧光强度。

4.未知试样的测定 将未知试样溶液置于 50 毫升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。用绘制标准曲线时相同的条件，测量荧光强度。 五、结果与讨论

1.记录不同浓度时的荧光强度，并绘制标准曲线。

2.记录未知试样的荧光强度，并从标准曲线上求得其原始浓度。 六、注意事项

1.荧光光度计要按操作规程使用。

2.绘制吸收曲线或标准曲线应使用方格坐标纸或作图软件。 七、思考题

1.在荧光测量时，为什么激发光的入射与荧光的接收不在一直线上，而呈一定角度？ 八、参考文献

蔡炳新，陈贻文主编，基础化学实验，北京：科学出版社，2001。 九、e网连接

1.http://210.34.80.101/smxy/chem/ir/determineVB2.asp 2.http://202.112.154.83/zskj/2015/yifen/chapt11/11-1-1.html

实验36 流动注射分光光度法测定水中的NO2-

一、实验目的

1.掌握流动注射分析法的基本原理。

2.了解流动注射分析仪的基本部件及操作方法。 二、基本原理

流动注射分析 (flow injection analysis，FIA) 是基于把一定体积的液体样本通过阀切入到一个运动着的由适当液体组成的连续载流中，被注入的样本形成了一个带，并被载带到一个检测器中，样本流过检测器的流通池时，其吸光度、电极电位或其它物理特性连续地发生变化，并被记录。典型的 FIA 仪是由以下几部分组成：

泵：用于驱动载流通过细管。

采样阀：可重现地将一定体积样液注入载流。

微型反应器：样本带在其中分散并与载流中的组分反应，成为流通检测器所响应的产物。

检测器：检测流体的吸光度、电极电位或其它物理特性并记录。

在酸性条件下，水中亚硝酸盐与碱性品红发生重氮化反应，使碱性品红消色。根据碱性品红的消色程度，用分光光度法检测波长为 540 nm处的吸光度。在 0～5 ?g·mL-1 范围内，浓度与吸光度 A 呈良好线性关系。 三、仪器及试剂

仪器：CMFIA—1 型微机化多功能流动注射分析仪。

试剂：碱性品红溶液，5.0×10-4 mol·L-1；HCl 溶液，0.25 mol·L-1；亚硝酸根标准溶液，用分析纯 NaNO2 配制 100???g·mL-1，用时逐级稀释至所需浓度：0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 ?g·mL-1；水样。 四、操作步骤

1.流路及参数 流路如图 36.1。

图 36.1 流路图

P1—主蠕动泵；P2—副蠕动泵；P3—多通道采样阀； C—化学块；Rc—反应盘管；D—721型分光光度计； R1—NO2-；R2—HCl；R3—碱性品红；W—废液。

系统参数：

主泵 Z，90，13 副泵 T，90，63 阀门 J，6 T，90，25 Z，90，5 C，63 Z，90，30

稀释时间，38 s；采样速度，n = 4；反应温度，常温；管道长度，大约 2.5 m。 主、副泵参数包括方向、转速和时间。其中方向可设为 Z—正转、F—反转、T—停止；速度可设为 1～99；时间可设为 1～650 s (一个测量周期的时间值一般应小于650 s )。主、副泵设置速度与实际转速的对应关系如表 36.1。

表 33.1 主、副泵设置速度与实际转速的对应关系

设置速度 转速( n / h)

99 1875

90 885

80 553

系统允许用户设置 1～5 组参数。

阀门参数包括位置、时间。位置分为 C—采样，J—进样；时间可为 1～650 s。

采样速度 n 可设置为 1～8。系统设置的最小采样周期为 40 ms，n 表示实际采样周期为 40 ms的倍数，即最小为 1 倍，最大为 8 倍，常用值为 3～5 倍。

2.操作方法

70 406

50 264

30 196

10 156

(1) 按图 36.1 所示的流路图连接好流路。

(2) 打开流动注射仪、计算机，运行 FIA 程序，出现欢迎画面后按任意键进入主菜单。

(3) 用光标移动键将光标移到“系统设置”菜单，击“↓”键或直接击字母“X”，下拉出“系统设置”的一级子菜单。

(4) 将光标移到“设置主泵参数”并击回车键或击数字键“1”，输入主泵参数 (每组参数必须包括运转方向、速度、运转时间，各项之间用逗号分隔)。一组参数设置结束按回车键认可或直接将光标移到下一组，输入完毕按 〈ESC〉 键返回子菜单。

(5) 按照 (4) 的方法，依次输入副泵参数、阀门参数和采样速度。 (6) 根据需要输入泵、阀的清洗参数。

(7) 将光标移到“功能选择”菜单，选择并设置所需校正方法 (选线性回归) 和测量方法 (选峰高法)。

(8) 将光标移到“样品参数”菜单，选择并设置好如样品名称、实验标号、浓度类型、测量波长、重复次数、标样个数、转换方式 (选吸光度，输入纵坐标的取值范围为 0～3 ) 和稀释时间等参数。

(9) 将光标移到“开始采样”，击空格键，进入采样窗口。

(10)将光标移到“测量样品”后按回车键，弹出子菜单，它包括三项。 选择“1”，则对标准样品进行测量，结合校正方法建立回归方程。测定标准样品后系统会提问是否测未知样品，键入“N”返回主菜单。

选择“2”，系统进入测量状态，提示“测未知样品吗？”，先输入由标准样品得到的斜率、截距，再键入“Y”。测完样品后系统将自动给出样品的浓度值。

(注：在数据采集期间，若要返回菜单窗口，可按〈ESC〉键，此时所采集的数据将会丢失。)

(11) 实验结束，退出程序，关闭流动注射仪、计算机。 五、结果与讨论

1.打印标准曲线，给出线性回归方程和相关系数。

2.求出水样中NO2-的含量 (?g·mL-1)。 3.用FIA进样有何优点？ 六、注意事项

1.操作过程中流路内不得有气泡。 2.进样前管路必须先润洗。

3.采集数据时如要退出，则所有数据均会丢失。 七、思考题

1.流动注射分析的仪器由哪几部分组成？ 八、参考文献

1.方惠群、于俊生、史坚主编，仪器分析，北京：科学出版社，2002。 九、e网连接

1.http://www.54pc.com/journal/yaowufenxizhazi/summary/200101020.htm

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1lv8.html