仪器分析实验讲义（修改）(1) - 图文

仪器分析实验讲义

温州大学

化学与材料科学学院现代分析技术研究所

2006年2月

目 录

1、 实验一 双波长法测定Co2+和Cr3+混合液中Co2+的含量 2、 实验二 火焰光度法测河水中钾、钠的含量

3、 实验三 4、 实验四 5、 实验五 6、 实验六 7、 实验七 8、 实验八 9、 实验九 10、实验十 11、实验十一 12、实验十二 13、实验十三 14、实验十四 15、实验十五

荧光分析法测定邻-羟基苯甲酸和间-羟基苯甲酸 原子吸收光谱仪喷雾器的提升量和雾化效率的测定 原子吸收法测定水样中铜

流动注射冷原子吸收法测定人发中的汞 原子发射光谱实验

电位滴定法测定HAc的浓度

用离子选择电极测天然水中的微量氟 溴电极对氯离子的电位选择性系数的测定 用库仑法以碘滴定砷 阳极溶出伏安法测定铜

苯、甲苯、乙苯、二甲苯异构体的分离及定性分析 归一化法定量分析甲苯丙酮庚烷混合物各组分含量 高效液相色谱法维生素E胶丸中α-VE的定量 1

实验一 双波长分光光度法测定Co2+、Cr3+中Co2+含量

一、目的要求

掌握双波长分光光度法，学会使用UV—2501PC分光光度计。 二、测定原理

通过对Co2+ 、Cr3+纯组分自动扫描，得到其相互重叠的吸收光谱。选择合适的组合波长λ1、λ2使：

△A Cr3+=Aλ1-Aλ2=0 △A Co2+= Aλ1-Aλ2=εbc Co2+

三、仪器与试剂

a) 仪器：UV—2501PC紫外分光光度计（岛津公司） b) 试剂：Co(NO3)2、Cr(NO3)3标准溶液 四、实验步骤

1、溶液的配制：取五个50容量瓶，分别加入0、2.50、5.00、7.50、10.00ml 0.800mol/L Co(NO3)2溶液。另取两个50ml容量瓶，分别加入4ml 0.500mol/L Cr(NO3)3和10mL未知试样溶液。用H2O稀至刻度，摇匀。

2、Co2+、Cr3+吸收光谱测定：分别取6mmol/50mL的Co2+和2mmol/50mL的标准，以H2O为参比，在UV—2501PC光度计上从400—700nm自动扫描，得到吸收光谱，打印。选择组合波长λ1=_____________,λ2=_____________. 3、Co2+工作曲线制作

在组合波长λ1、λ2处，测定Co2+（mmol/50ml）为0、2、4、6、8标准系列的吸光度。打印。

4、Co2+、Cr3+混合试液中Co2+测定 在组合波长λ含量。打印。 五、思考题

1、若需测定未知试样中Cr3+的含量，应如何选择测量组合波长？如何设计

实验？

1、

λ2处，测定Co2+、Cr3+混合液的吸光度，得到未知Co2+

2

实验二 火焰光度法测水中钾钠含量

一、目的要求

掌握火焰光度计（6400）操作：学习火焰光度法测钾钠含量的方法。 二、测定原理

火焰光度法将试样溶液用喷雾器喷雾，以气溶胶形式引入火焰光源，试样元素原子化，激发出其特征光谱，然后利用光电检测系统测量光强度。 定量依据：I=KC 三、试剂和仪器

（一）试剂：K标1mg/ml Na标4mg/ml河水试液 （二）仪器：6400型火焰光度计 （三）仪器操作

1、启动空气压缩机，接通电源。

2、开机点火，调节火焰形状至最佳状态，预热20min。 3、仪器调零

4、测量：以待测液进样，记录测量值I，每一次测量用蒸馏水校零位。每3—5次测量，用标液校满度。

四、实验步骤

a) 工作线绘制

准确移取试液1mg/ml K标2，4，6，8ml分别于5只100ml容量瓶中，4mg/ml Na标2，4，6，8ml各于同一容量瓶稀至刻度，在火焰光度计上测的相对光强度，绘制K、Na的I——C曲线 b) 准确移取试液

10ml于100ml容量瓶中，稀至刻度。在工作线绘制相同的条件下测量，计算K、Na含量。 五、思考题

1、6400型火焰光度计（使用汽油作燃料）正确的关机步骤如何？为什么？ 2、试比较火焰光度计与发射光谱法、原子吸收法在测定原理、仪器结构上

的异同？

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实验三 分子荧光法测定奎宁的含量

一、 实验原理

奎宁酸溶液是强荧光物质，其结构式：

最大激发波长为250nm和350nm，最大发射波长为450nm。 定性依据：特征谱线 △E=hc/λ 定量依据： If = KC

采用标准曲线法，即以已知量的标准物质，经过和试样同样处理后，配制一系列标准溶液，测定这些溶液的荧光后，用荧光强度对标准溶液浓度绘制标准曲线，再根据试样溶液的荧光强度，在标准曲线上求出试样中荧光物质的含量。 二、仪器与试剂 1、 2、

仪器Thermo AB2型分子荧光光度计 试剂

（1）100ug/ml奎宁贮备液：准确称取12.07mg硫酸奎宁二水合物，加5ml

1mol/L H2SO4溶解，用去离子水定容至100mL将此溶液稀释10倍即得10ug/mL奎宁标准溶液。

（2）005mol/L H2SO4溶液 三、实验步骤 1、

系列标准溶液配制：取6只50ml容量瓶，分别加入10ug/mL奎宁标准溶液0，2.00，4.00，6.00，8.00，10.00mL，用0.05mol/L H2SO4溶液稀释至刻度，摇匀。 2、 3、 4、 5、

激发光谱和荧光发射光谱绘制： 在200~400nm范围扫描激发光谱； 标准曲线绘制： 将激发波长固定在350nm<或250nm>，发射波长固定试样测定： 在标准曲线同样的条件下，测量试样溶液的荧光发射强度。 数据处理： 求If ~C回归方程及相关系数，计算未知试样中的奎宁含量。

奎宁溶液必须当天配制，避光保存。

五、思考题

1、荧光光度计的光路有何特点？ 2、如何绘制激发光谱和荧光发射光谱？

4

在400~600nm范围扫描荧光发射光谱。

在450nm，测量系列标准溶液的荧光强度。

四、注意事项

实验四 原子吸收光谱仪喷雾器的提升量和雾化效率的测定 一、实验目的

了解原子吸收光谱仪中原子化装置的核心——喷雾器的结构和作用，通过提升量和雾化效率的测定，探讨原子吸收最佳的空气流量和压力条件。

二、方法原理

喷雾器是雾化燃烧器的核心，都用是把试液雾化，它直接影响仪器的灵敏度和稳定性。如果喷雾器喷出的雾多、细、均匀、稳定，那么正在火焰中生成的基态自由原子就多，其灵敏度就高。通常用提升量和雾化效率来说明喷雾器的性能。

提升量指在一定的气体压强和流量条件下，喷雾器在单位时间内吸入纯水的体积，一般以ml/分表示。根据喷雾器原理，提升量随气体压强和流量的变化而变化。喷雾器的提升量一般在3－8m/分较为健全。若提升量太小，由于进入火焰的溶液太少，灵敏度低；提升量太大，由于雾滴增大的缘故，原子化效率低，灵敏度低，同时试液消耗也过多。

雾化效率是指在一定的气体压强和流量条件下，喷雾溶液中有多少被变成细小的雾滴，进入火焰参与原子化反应。

例如，当空气压强为0.2MPa流量为300L/h时，喷雾溶液的体积是100ml，其中90ml喷雾溶液由雾化室的排废管中排出，其余的10ml进入火焰参与原子化反应，这时喷雾器的雾化效率随气体压强和流量的变化而变化，同时也和撞击球的相对位置和距离有关。一般认为，撞击球的位置应使它的中心轴稍低于喷雾器中心轴，并且喷的雾稍偏下，雾化效率较好。

三、仪器设备

1、WFX一1D型原子吸收分光光度计 2、秒表 3、量筒若干只

四、实验步骤

启动压缩机约5分钟后，调节空气过滤减压阀至所需压强，调节流量计至所需流量。在排液管下方放置一个20ml量筒，另外用一个20ml量筒盛20ml蒸馏水，

用秒表测出喷雾20ml蒸馏水所需的时间，喷雾完毕后，将喷雾室中的水全部转入20ml量筒内，并测出量筒内水的体积。把实验结果填入表中。

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空气压强（MPa） 空气流量（L/h） 提升量 的测定 雾化效率 的测定 喷雾时间（min） 提升量（ml/min） Vs（ml） Vd（ml） 雾化效率（%）

五、结果处理

计算公式：

Vs-Vd 雾化效率= ×100% Vs Vs：喷雾溶液总体积（ml） Vd：排废管流出液的体积（ml）

六、思考题

1、从实验结果指出雾化效率高的空气压强和流量。 2、在实验工作中，你认为什么样的空气压强和流量合适？

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实验五 原子吸收法测定水样中铜 一、实验目的

l、掌握原子吸收法进行定量测定的方法。

2、了解原子吸收分光光度计的结构、性能及操作方法。

二、原理

l、共振吸收：当基态原于中的电子跃迁到激发态所吸收光子的频率与从激发态回到基态所发射光子的频率相同时，这种跃迁所产生的谱线称为共振线，相应的辐射称为共振幅射。原子对共振辐射的吸收称为共振吸收。严格来说，共振线是基态原子和第一激发态之间的电子跃迁产生的，每种原子都有特征的共振线。共振吸收的强弱决定于基态原子的数目。

2、原子化过程：将试样转变为基态的气态原子的过程即原子化过程，是原子吸收光谱技术的一个关键，因此，原子化器性能对分析结果影响很大，常用的原子化方法有火焰化和非火焰化二种，前者利用火焰加热手段，后者采用电热手段。

火焰法是将样品溶液喷雾到2000-3000K的火焰中，经过溶剂蒸发，固体颗粒熔化、气化，然后离解成气态原子。当火焰的绝对温度低于3000K时，可认为原子蒸气中原子数目实际接近于原子数。 3、原于吸收分析的基本原理

在使用锐线光源和低浓度情况下，基态原子蒸气对共振线的吸收符合比尔定律。

A = Log ( I0 / I ) = K L N0 （l）

式中A为吸光度，I0为入射光强度，I为经原子蒸气吸收后透射光强度，K为吸收系数，L为辐射光穿过原子蒸气的光程长度，N0为基态原子密度。

在固定实验条件下，原子数与试样浓度C的比例是恒定的，则（1）式可写为：

A = K C （2）

（2）式就是原子吸收法的定量基础。定量方法可用标准曲线法和标准溶液加入法等。

三、仪器与试剂

1、仪器

（1）Z—5000型原子吸收分光光度计 （2）铜空心阴极灯

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（3）空气压缩机 （4）电子交流稳压器 （5）乙炔钢瓶 （6）电脑及Z—5000型软件 （7）容量瓶 25m 6个 （8）吸量管 2ml l支 5ml l支 2、试剂

（1）铜储备液：称光谱纯 CuO 0.1252g，用 l mol/L HNO3溶解，稀释至100ml，浓度为1.000mg／ml。

（2）铜标准溶溶：50μ g／ml。吸取1.000mg／ml的铜储备溶液25.00ml，用 0.l mol/L HNO3稀释至500ml。 3、原子吸测定条件

波长3247A，灯电流1.8mA，乙炔与空气的流量为 1.61／min和6.11／min，光谱通带2A，燃烧器高度15mm。

四、实验步骤

1、溶液配制

（1）分别吸收0.50，1.00，l.50，2.00ml 50μ g／ml 铜标准溶液于4只25ml容量瓶中，用水稀释至刻度，得浓度分别为1.00，2.00，3.00，4.00μ g／ml的标准系列。

（2）吸收水样5.00两份，分别置于二只25ml容量瓶中，用水稀释至刻度。 2、吸光度测定

（1）按Z一5000型原子吸收分光光度计操作步骤开动仪器，按选定的工作条件，点火后用去离子水喷雾，调至 A = 0.000时，然后由稀溶液到浓溶液依次测定吸光度，数据由软件自动记录。 （2）按上述同样条件，进行水样测定。

五、数据处理

从电脑软件中得到的记录数据，用一元线性回归法求出水样中铜的含量，或另作工作曲线，从而求出水样的吸光度相对的含铜量（μ g／ml）。

六、思考题

1、原子吸收光光度计的四大系统是什么？请比较与可见分光光度计（7200型或721型）的异同点。

2、在开机和关机时，开、关空气和乙炔的顺序如何？为什么？

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实验六 流动注射冷原子吸收法测定人发中的汞

一、实验目的

1、掌握流动注射氢化物发生冷原子吸收法测汞的原理； 2、掌握人发中取样、洗涤和微量汞准确的测定方法。 二、方法原理

汞是常温下唯一的液态金属，且有较大的蒸气压。测汞仪利用汞蒸气对光源发射的253．7nm谱线具有特征吸收来测定汞的含量。本实验中的流动注射冷原子吸收法是把WHG-102A2型流动注射氢化物发生装置与Z-5000型原子吸收分光光度计相连接，实现了测量与实验数据处理的自动化。 三、仪器设备

1．WHG-102A2型流动注射氢化物发生器，电热石英管，高压汞灯。 2．Z-5000型原子吸收分度计，高纯氮气（钢瓶）。

3．25mL容量瓶、50mL烧杯（配表面皿）和lmL、2mL、5mL刻度吸量管。 四、试剂

1．浓硫酸（优级纯），4%（V/V）的硫酸（空白）。 2．5％KMnO4（分析纯），1%（V/V）的盐酸载液。

3．10％盐酸羟胺：称10g盐酸羟胺（NH2OH·HCI）溶于蒸馏水中稀至100mL，

以2．5L／min的流量通氮气或干净空气30min，以驱除微量汞。 4．1.0%KBH4溶液（含0.1 %NaOH）

5．汞标准贮备液：称取0．1354g氯化汞，溶于含有0．05％重铬酸钾的（5十95）硝酸溶液中，转移到1000mL容量瓶中并稀释至标线，此液每毫升含100.0μg汞。

6．汞标准液；临用时将贮备液用含有0．05％重铬酸钾的（5十95）硝酸稀至每毫升含100ng汞的标准液。

五、测定步骤

1．发样预处理：将发样用500C中性洗涤剂水溶液洗15min，再用蒸馏水洗。将洗净的发样用滤纸包起来，再用电吹风小心吹干，保存备用。

2．发样消化：准确称取30——50mg洗净的干燥发样于50mL烧杯中，加入5％KMnO48mL，小心加浓硫酸5mL，盖上表面皿。小心加热至发样完全消化，如消化过程中紫红色消失应立即滴加 KMnO4。冷却后，滴加盐酸羟胺至紫红色刚消失，以除去过量的 KMnO4，所得溶液不应有黑色残留物或发样。稍静置（去氯气），转移到25mL容量瓶稀释至标线，立即测定。

3．标准系列及样品的测定

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（1）在5个10mL容量瓶中分别加入汞标准液0、0.50、1.00、1.50、2.00mL（即汞浓度为0、5.0、10.0、15.0、20.0ng/mL），用4%（V/V）的硫酸稀至标线。

（2）把电热石英管装入火焰原子化器的缝中，打开电源和Z-5000型AAS的软件，选择测定参数（石英管、无火焰、峰面积、延时10秒、测量20秒和5个标准溶液的浓度），开启汞灯（ready）和氮气,同时按起动钮和start依次进行标准系列和样品的测定。实验结束，点击end和关闭氮气钢瓶。从data中读得测定值。 六、计算

发汞含量（μg/g）= 七、思考题

1、如何提高流动注射冷原子吸收测定汞的准确度？ 2、本实验还存在缺点？

汞测定值×25×10-3 发样克数

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实验七 原子发射光谱实验

一、实验目的

学会使用光栅摄谱仪拍摄未知样品的原子发射光谱图。学会使用元素发射光谱图和投影仪来确定未知样品中所含的各种元素，并学会估计哪些是主要成分、大量成分和微量成分。

二、实验原理

光谱技术是人们认识原子、分子结构的重要手段之一，它在现代科学技

术的各个领域和国民经济的许多部门获得了广泛应用。物质的发射光谱有三种：线状光谱、带状光谱及连续光谱。线状光谱由原子或离子被激发而发射；带状光谱由分子被激发而发射；连续光谱由炽热的固体或液体所发射。本实验主要研究线状光谱。每种原子都有其特征的谱线，根据这个道理，我们通过仪器使分析试样中所含的原子得到激发，然后将产生的光谱分光，使其按波长顺序呈现出有规则的线条记录下来，即称为光谱图，将之与标准谱图对照，由特征谱线是否存在，从而决定出该样品是否含有某种元素，从而完成定性分析。进一步的分析还可测定所含元素的含量。

拍摄谱图的第一步是样品处理和蒸发。把分析物转变为气态，并使其原子化（或离子化）及激发发光，即为蒸发，蒸发借助光源来实现。本实验使用交直流电弧发生器。

第二是分光，把发射的各种波长的辐射分散开成为光谱，即为分光，分光由光谱仪分光系统来实行。本实验使用平面光栅摄谱仪。光谱仪器通常由照明系统、色散系统和成象系统组成， 照明系统一般由透镜和光栏组成，其作用主要是提高进入光谱仪的光强度，并且均匀照明狭缝。色散系统由色散元件组成。光谱仪器的色散元件分棱镜、衍射光栅及干涉色散元件。本实验用衍射光栅，由准直光路射入的平行光束，经色散元件色散之后，不同波长的光以不同的角度进入成象系统。色散系统是光谱仪器的核心，同时，光谱仪的主要特性例如光谱工作区、色散率及其线性等都取决于色散元件的性质。成象系统：由色散元件获得的单色平行光束经聚焦物镜后，按波长的顺序成象于光谱焦面上，形成狭缝的单色的象。这就是光谱。

第三步是拍摄。本实验中使用感光板拍摄，感光板由感光层、防晕层和平整

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的玻璃基片组成。感光层是将含有卤化银（溴化银、碘化银等）晶体颗粒的乳剂均匀地涂在玻璃片上而制成的。感光板置于光谱仪的焦平面处接收光谱，在光的照射下，感光板曝光，在底片上获得潜象，经显影定影等暗室技术处理，可获得具有清晰谱线的固定影象。各种元素所发射的特征光谱，仅由该元素的原子结构决定。定性分析，就是根据样品中某元素的特征光谱是否出现，来判断样品中该元素的存在与否及其含量范围。根据特征谱线的波长，确定样品中元素存在与否的过程，称为译谱。光谱定性分析的译谱方法，主要有光谱比较法和波长测定法。在日常分析中，一般都用光谱比较法。无论采用哪一种方法分析，寻找和辩认谱线都是很重要的。光谱定性分析一般分为两类：一类是检查样品中是否含有某几种指定的元素，叫指定分析；另一类是检查全部组成元素，叫全分析。对指定分析，每个被分析元素选定2～3条最后线或灵敏线作分析线，在光谱投影仪上用光谱比较法逐个查对这些线是否存在，以确定哪些指定的元素存在。把标准样品光谱、待测样品光谱和铁光谱，利用哈特光栏摄在同一块感光板上，以便直接观察比较，并得出分析结果。在进行光谱比较时，一般只有在光谱中出现两根以上的分析线时，才能确定元素的存在。否则，就要检查是否存在干扰。

三、实验内容

1、样品的处理。

将固体非金属样品研磨成粉未状，取5mg～50mg，放入碳棒的下凹孔内。 将液体样品，取一滴置于平头碳棒上，吹干或烘干。 金属样品无需预处理，直接接电弧发生器。 2、外光路调节，熟悉仪器。 调节外光路，使光均匀照亮狭缝。 3、选定拍摄条件

Fe棒 缝宽 0.0050mm 曝光6S 样品 缝宽0.0100-0.0200mm 曝光10-40S 中光波长 3000埃左右（300nm） 4、装底片并按顺序拍摄 5、冲洗底片并晾干（或吹干） 有关参数

用D-72或D-76显影 2～4min

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定影 10～15min

６、将上一次实验所获得的光谱图置于投影仪，调节投影仪，看到清晰的放大20倍的象。熟悉投影仪的使用方法。

７、根据铁谱特征或中光波长数，将标准谱图与拍摄的光谱图对好，使铁谱线分别对应重合。

８、对拍摄的光谱进行全分析。

９、确定待测样品中所含的元素，并估计出主要成分，大量成分，微量成分。

１０、实验完毕。关机；整理仪器和桌面。

注意事项：因电弧发生器输出电压可达15KV，输出电流可达5～20A，所以实验过程中，务必注意安全！

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实验八 电位滴定法测HAc的浓度

一． 实验目的

学会电位滴定仪的使用；掌握HAc的浓度的测定方法。

二． 实验原理

电位滴定法是根据滴定过程中，指示电极的电位产生“突跃”，从而确

定滴定终点的一种分析方法。HAc的电位滴定，是以NaOH溶液为滴定剂，

饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极，将此两电极浸入试液中，使之组成电池，E电池=常数+0.059pH。

如以滴定剂体积的毫升数为横坐标，以相应的溶液E值为纵坐标，记录NaOH滴定HAc的滴定曲线E~v，见图1。

图1 滴定曲线

HAc浓度的计算：根据计量点体积，CHAcV HAc =CNaOHVep 。

三． 仪器与试剂

1． MIA-6型常规分析仪器工作站

2． pH玻璃电极、SCE参比电极 3． 0.1mol/LNaOH标液 4． 0.1mol/LHAc试液 5． 5mL吸量管

6．吸耳球 四．操作步骤

1．开机

（1） 依次打开MIA-6型常规分析仪器工作站、PC机电源，在PC机Windows

窗口运行FJA-1型常规分析仪器工作站，屏幕进入如下功能主菜单，见图2：

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图2 功能主菜单屏幕显示图

（2）在功能菜单中，将“自动初始化”打上√，单击“仪器初始化”。 2．滴定管润洗

(1) 将吸液管插入装NaOH标液的储液瓶内，排液管下接一个空烧杯。 (2) 单击功能菜单中的“滴定测试”，屏幕出现滴定测试菜单，输入“发送

体积”“30mL”，单击“发送”。 (3) 等发送完，即活塞不再运动后，单击“滴定管复位”，让活塞回到最低

位置，再单击滴定测试采单中的“退出”。

3．将pH玻璃电极和饱和甘汞电极固定在电极架上，插头接在MIA-6型常规分

析仪器工作站。

4．移取5.00mL 0.1mol/L HAc溶液置于烧杯中，加入适量的去离子水，使电

极浸入液面下。

5．开动搅拌器，勿碰到电极。 6．HAc溶液的滴定

进入功能主菜单，单击滴定法中的“自动控制终点电位滴定法”，进入分析程序，按下列步骤进行操作：

（1） 键入操作者姓名，单击“确定” （2） “测量方式”选择“单次”，采样方式选择“平衡”，“平衡时间”输入

“1秒”，电位误差输入“1mV”，单击“确定”。 （3） 浓度单位选择“mol/L”，单击“确定”。 （4） “最大终点数”输入“1”，最大滴定体积“200mL”，单击“确定”。 （5） 单击工具栏中的“测量（即?）”，在“样品名”、“样品体积”、“滴定

剂浓度”中输入相应的值，“初始添加体积”输入“1mL”，单击“确定”，滴定开始，并同时画出滴定曲线。

（6） 到达终点后自动停止滴定，自动显示测量结果：体积与浓度。 7．整理

（1） 拆下电极，用蒸馏水冲洗后放好 （2） 用蒸馏水清洗滴定管。 （3） 倒掉废液。 （4） 关上仪器。

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实验九 用离子选择电极测定天然水中微量的氟

一．实验目的

学习电位法的方法原理：掌握校正曲线法、一次加入标准法、连续加

入标准法的分析方法。

二．方法原理

氟离子选择电极的敏感膜为氟化镧单晶，测量时电池的图解表示如下：

Ag∣AgCl(固体)∣10-3mol/L NaF,a1mol/LNaCl∣LaF(膜)∣F-（试液）‖ KCl(饱和)∣Hg2Cl2（固体）∣Hg

电池的电动势为：E=ESCE - EF

=K+0.059lgaF =k+0.059lg(γ*c) ≈k’+0.059lgc (25℃)

即电池的电动势与试液中氟离子浓度的对数成线性关系。这就是应用氟离子选择电极测定氟离子的理论依据。

用氟离子选择电极测定氟离子时，最适合的pH范围为5.5~6.5。pH值过低，由于生成HF，影响的F-活度；pH值过高，可能由于单晶膜中La3+水解，形成La(OH)3而影响电极的响应，故通常用pH=6的柠檬酸钠缓冲液来控制溶液的pH值。

Al3+对测定有严重的干扰，因它与F-生成十分稳定的络合物。加入大量的柠檬酸钠可以消除Al3+的干扰。也可采用磺基水杨酸、CyOTA等为掩蔽剂，但效果不如柠檬酸钠。

用离子选择电极测量的是溶液中离子的活度，因此必须控制试液和标准溶液的离子强度相同。大量柠檬酸钠的存在，可以达到控制溶液离子强度的目的。

用离子选择电极的定量分析方法有校正曲线法和标准加入法。

三．仪器及试剂

1.pH-mV计或离子计

2.氟离子选择电极、饱和甘汞电极 3.电磁搅拌器

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4.氯化钾溶液：饱和

5.氟化钾标准溶液：1*10-2mol/L 1*10-3mol/L 1*10-4mol/L 6.柠檬酸钠缓冲液：0.5mol/L ( 1:1HCl中和至pH≈6 )

四．操作步骤

1．清洗电极

往烧杯中倒入去离子水，放入磁子，插入氟离子选择电极和饱和甘

汞电极，与离子计联接好，开动搅拌器。若读数的绝对值小于190mV，则更换去离子水继续清洗电极，如此反复，直至空白电位值的绝对值大于190mV。 2．校正曲线法

取水样25.00mL置于50mL容量瓶中，加柠檬酸钠缓冲液5mL，用水稀释至刻度并摇匀。把溶液倒入塑料烧杯中，放入磁子和电极，搅拌1~2分钟后读出稳定的电位值。按上法清洗电极。

校正曲线的制作：取适量的氟离子标准溶液置于100mL容量瓶中，加10mL柠檬酸钠缓冲液，配置5*10-6、1*10-5、5*10-5、1*10-4、1*10-3mol/L氟离子标准系列。按前述操作从低浓度至高浓度测定各标准溶液的电位值，绘制E~lgcF校正曲线。

根据所测试液的电位值，于校正曲线上查得其浓度，然后计算水样中氟的含量，结果以ppm表示。 3．一次加入标准法

先按上法清洗电极。

准确移取水样25.00mL，至于干燥塑料烧杯中，加入5.00mL柠檬酸钠, 20.00mL去离子水，测定电位值Ex。再加入1*10-2mol/L F-标准溶液1.00ml，再测定电位值E。按下列公式计算结果: cx=csVs/(Vx+Vs)*(10ΔE/s-1)-1 s为电极响应斜率。s的测定：由步骤2所得的校正曲线（E对lgcF作图）校正曲线直线的斜率（mV/pF）。 4．连续加入标准法

按上法清洗电极。

准确移取水样25.00mL，至于干燥塑料烧杯中，加入5.00mL柠檬酸钠, 20.00mL去离子水，测定电位值Ex。向试液中连续5次加入1*10-2mol/L F-标

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准溶液，每次加0.5ml，分别测定电位值E。

取Gran图纸，在左边的ΔE校正图中，根据氟离子选择电极的s将所测得的ΔE值校正至响应斜率为58mV时的ΔE校正值。再在右边的Gran图上选择合适的零点，以ΔE校正值对标准溶液体积Vs绘图，所得直线的外推线与Vs轴的交点即为V0。以此计算试样中氟离子的浓度。

实验结束后，将电极洗至空白电位值，擦干保存。

五．思考题

1．使用离子选择电极测定溶液中的离子浓度时为什么要控制溶液

的离子强度？

2．校正曲线法、一次加入标准法和连续加入标准法各有何优缺点？ 3. 为何要将测得的ΔE值校正至响应斜率为58mV时的ΔE校正值再进行作图计算？

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实验十 溴电极对氯离子的电位选择性系数的测定

一、实验目的

理解电位选择性系数的意义；掌握采用固定干扰法测定电位选择性系数的方法。 二、原理

电位选择性系数是离子选择电极的主要性能参数。IUPAC推荐使用固定干扰离子浓度的混合溶液法进行测定。

pot在含Cl-为干扰离子的Br-溶液中，电位 E 1 ? k ? s lg[ c ? ? K 。当很 Br,Cl?cCl]Br

cBr-小时，忽略cBr-，E对-lgcBr-绘图此时得到的是一条干扰响应水平线

pot ? s lg[ K Br ,Cl ? c Cl ] 。当很cCl-小时，忽略cCl-，E对-lgcBr-绘图此时得到的是一条 E2? k

cBr?pot能斯特响应直线 E ? k ? s lg c Br ? 。两直线外推线交点处E1=E2，得到 K Br , ， ?ClcCl?cBr-为交点处的浓度。 三、仪器及试剂

1、 离子计或酸度计。 2、 磁力搅拌。

3、 溴离子选择性电极。

4、 双液接饱和甘汞电极，饱和硝酸铵套管盐桥。

5、 溴离子标准溶液1.0*10-5mol?L-1、1.0*10-3mol?L-1、1.0*10-1mol?L-1。 6、 氯离子标准溶液1.0*10-1mol?L-1。 7、 硝酸钾离子强度掖1mol?L-1。 四、实验步骤

1、 将溴电极与饱和甘汞电极与酸度计联好，在甘汞电极的套管盐桥中注入饱和

NH4NO3溶液，把两电极浸入去离子水中，放如搅拌磁子，搅拌洗涤至空白电位值200mV。

2、 准确移取适量的Br-标准溶液置于250mL容量瓶中，配置Br-浓度为1.0*10-7、

1.0*10-6、1.0*10-5、1.0*10-4、1.0*10-3、2.5*10-3、5*10-3、1.0*10-2mol?L-1的标准系列溶液，各加入1.0*10-1mol?L-1 Cl-标液25.00mL，1mol?L-1 KNO3 25mL，用水稀释至刻度，摇匀。从稀到浓分别测量各溶液电位值，待电位稳定后读数。 3、 实验结束，将电极洗至空白电位后，擦干保存。 五、结果处理

以电位E对-lgcBr-绘图，求能斯特响应直线与干扰响应水平线（与X轴平行）的外推线

c?pot交点处的CBr-值，根据公式 K Br ,Cl ? Br 计算溴电极对氯离子的电位选择性系数。

cCl?

六、思考题

1、 测定电位选择性系数有什么实用意义？ 2、 采用混合溶液法测定选择性系数有何特点？ 3、 在实验中为何能以浓度代替活度处理结果？

实验十一 库仑滴定法测砷

一．实验目的

通过本实验学习库仑滴定法的基本原理；了解电极反应与化学反应，

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掌握滴定终点的确定方法。

二．方法原理

库仑分析法是根据电解过程中所消耗的电量来求被测的浓度或含量，

它的理论依据是法拉弟定律：m=Q*M/（nF），则c=m/（M*V）=Q/（nFV），F=96487库仑。

库仑滴定法是由电解产生的“滴定剂”来测定微量或痕量物质的一种

分析方法，“滴定剂”的量根据法拉弟定律求出。在本实验中反应方程式：H2AsO3- + I3- + H2O = HAsO42- + 3I- + 3H+ ，H2AsO3-是被测物，此反应要求pH5~9；是I3-“滴定剂”，在恒电流的情况下于双铂片阳极上由KI氧化产生，3I- = I3- + 2e。铂丝阴极置于烧结玻璃管内，以保持100%的电流效率，2H+ + 2e = H2。

终点利用两个铂片电极作为指示系统，以电流上升法检测（也可用淀粉指示剂）。在整个滴定期间由于电生的I3-被As（III）所消耗，所以没有电流流过；当As（III）全部被氧化成As（V）后，产生过量的I3-；I3-可以在负极还原，I-在正极氧化，由于有氧化还原反应发生，因此就有电流通过指示系统，指示终点到达。

三．仪器与试剂

1．通用库仑仪 2．磁力搅拌器

3．0.2mol/L KI：称取大约3g KI，溶解于100mL水中，加入0.01gNa2CO3以

防止空气的氧化作用。

4．0.2mol/L磷酸盐缓冲液：将大约3g K2HPO4溶解于65mL水中，

以3mol/LHCl把溶液pH调节到8.0±0.2。

5. 淀粉溶液：0.5%（新配置） 四．操作步骤

1．将25mL KI、25mL磷酸盐缓冲液和1.00mL试液加到电解池中，用磷酸盐

缓冲液充满隔阴极的管子。

2．把隔离阴极接到电解系统的负极，双铂片电极接到电解系统的正极；把两

个铂片电极分别接到指示系统（即测量系统）的正极和负极。

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3．开启电源前将所有琴键全部释放，“工作/停止”键置“停止”位置，电流

微调放在最大位置，开启电源预热30min。

4．调节“量程”键使用10毫安的电解电流；按下“电流”键和“上升”键；

按下“极化电位”键，用“补偿极化电位”旋钮将极化电位调至200mV（即表中20μA的位置），弹出“极化电位”键。

5．开启搅拌器，按下“启动”键，将“工作/停止”键置“工作”位置，按一

下“电解”键，则终点指示灯、灭电解开始。电解至终点时电流表指针向右突变（约达到20μA），终点指示灯即亮，仪器读数即为消耗的总电量毫库仑数。

6. 将“工作/停止”键置“停止”位置，弹出“启动”键，电量读数自动回零。

再往电解池中加入1.00mL试液，再次电解。重复实验3~4次，直至电量相差小于10毫库仑。

五、实验关键

100%的电流效率，同一个人移液，壁上的亚砷酸要冲洗下来。

六、结果处理

根据几次实验结果，求出所消耗电量的平均值，计算亚砷酸试液的

浓度（以mol/L表示）

七、整理

洗净电解池和电极，关掉仪器。

八、思考题

1．写出库仑滴定反应及各电极上的电极反应式。 2．采用库仑滴定法时，必须满足哪些条件？

实验十二 阳极溶出伏安法测铜

一．实验目的

1．了解阳极溶出伏安法的基本原理。

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2．掌握MEC-12B微机电化学仪的使用方法。

3．掌握工作曲线法、标准加入法测定铜的原理和方法。

二．实验原理

阳极溶出伏安法是将Cu2+先采用电解法在阴极还原为Cu富集于工作电极上。再使电位从负向正扫描，这时工作电极为阳极，Cu重新氧化为Cu2+从电极溶出。在此过程记录溶出电流-电位（i~E）曲线，如图1。根据i~E曲线的峰高，即可确定待测物质的含量。由于不同离子在一定的电解液中具有不同的峰电位，因而可根据峰电位进行定性分析。

峰高的测定方法如下：取i~E曲线上部拐点A、B连成直线，再自溶出峰顶点C作横坐标的垂线，与AB交于O点，CO长度即为峰高。

三．仪器与试剂

1．仪器

MEC-12B型多功能微机电化学分析仪 铂丝辅助电极 Ag/AgCl参比电极 2．试剂

Cu2+标准溶液：5*10-4 mol/L Na2SO3溶液：10% 氨溶液：1mol/L

四．实验步骤

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1．标液及试样的配制：

取7个100mL容量瓶，依次加入0、0.80、1.60、2.40、3.20、4.00mL 5*10-4 mol/L Cu2+标液和25.00mL试液。再加入10mL 1mol/L氨水及10% Na2SO3溶液8mL，用水稀释至刻度，摇匀。所配Cu2+标液的浓度分别为0、4*10-6、8*10-6、1.2*10-5、1.6*10-5、2*10-5mol/L。

2．工作曲线法：

（1）向电解池中倒入约25mL上述溶液（从最稀的标液依次测起，最后测试

液），放入搅拌磁子，连接好工作电极、辅助电极和参比电极。

（2）依次打开MEC-12B主机、PC机电源，在PC机Windows窗口运行

MEC-12B可执行程序，屏幕进入主菜单屏幕，见图2。

（3）在主菜单中选择“参数设置”中的“采样参数”，弹出个对话框，见图3。

在分析方法选择中选择“线性扫描法”；在扫描方式中选择“单向扫描”；

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在溶出法选择中，选择“开”；富集时间输入“1”分；平衡时间输入“10”秒；富集电位输入“-1.1”伏；灵敏度选择“3”通道；运行后是否立即判峰选择“√”。参数录入中，依次输入相应的： ● 起始电位：-0.2伏 ● 终止电位：-1.0伏 ● 静止时间：2秒 ● 循环次数：0次 ● 采样间隔：5毫伏 ● 采样间隔：5毫伏 ● 扫描速度：100毫伏/秒

参数设置完毕，请按确认键，屏幕回到主菜单。 （4）把通氮置“OFF”，搅拌置“ON”。

（5）在主菜单中选择“数据采样”中的“联机采样”，仪器开始富集。对话框

右下方出现时钟，观察时间1分钟时，听到声音“嘣”后，说明富集完成，应立即把搅拌置“关”。静止10秒后，仪器开始扫描，屏幕显示原始溶出图。 之后显示对话框，是否保存数据，选择“是”。

（6）在主菜单中选择“数据处理”中的“平滑处理”，见图4，平滑点数选择

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5点，是否覆盖原数据选择“√”，按“确定” 后屏幕显示数据处理后的扫描谱图。

（7）在主菜单中选择“数据处理”中的“峰值判断”，便弹出如图5对话框。

“峰型选择”选择“对称峰”，“判峰方式”选择“手动”，按“确定”后，屏幕显示i~E曲线。用手按住鼠标右键，从峰的一个拐点拉出基线到峰的另一个拐点，然后松开鼠标右键，计算机根据用户给出的基线算出峰电流、峰电位、峰面积等数据。记录峰电流值。

（8）换一种标液，重复步骤（3）~（7），得其它标液的谱图。

（9）选择“定量方法”中的“标准曲线法”，弹出一对话框，如图6，输入相

应数据，“是否拟合直线”选“√”，点击“绘图”即可绘制工作曲线，并自动给出斜率、截距和相关系数。

3．标准加入法

（1） 往干燥的电解池中分别加入10.00mL Cu2+试液、1.0mL 1mol/L氨水及10% Na2SO3溶液0.8mL。重复工作曲线中的（3）~（7）步骤，得试液的峰电流值。

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（2）向上述溶液中继续加入1.0mL 5*10-4 mol/L Cu2+标液，重复工作曲线中的

（3）~（7）步骤，得试液加标液的峰电流值。 （3） 择“定量方法”中的“标准添加法”，弹出一对话框，见图7，输入相

应的数据，即可得到试液浓度。

五．数据处理

1．根据溶出曲线测量出各浓度下铜离子的相应峰电流，绘出工作曲线。由

试液的溶出峰电流，利用工作曲线法计算试液中铜离子浓度。 2．根据试液及标液加入后的两次峰电流值，利用标准加入法计算试液中铜

离子浓度。

六．问题讨论

1．为什么在电解富集时，必须不停地搅拌溶液？ 2．为什么溶出曲线呈峰状？

3．底液中氨水、Na2SO3各起什么作用？

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实验十三 苯、甲苯、乙苯、二甲苯异构体的分离及定性分析

一、实验目的

1. 掌握用保留值定性的方法。2. 了解影响定性准确度的因素。

二、实验原理

在一定的色谱条件下，组分有固定不变的保留值。在具备已知标准样情况下，

可采用保留值直接对照定性。

三、实验步骤

1、色谱条件 检测器：FID；毛细管色谱：OV-101 25m×0.025mm；柱温：70℃；

汽化室温度：150℃；检测室温度：150℃；H2：35mL/min；N2：45mL/min；空气：450mL/min。

2、操作步骤

① 按色谱仪器操作步骤启动仪器，调好色谱操作条件至基线走直。 ② 用微量注射器从色谱仪进样口注入0.04 uL苯、甲苯等混合样品，使其

在色谱图上得到彼此分离的色谱峰的保留时间（tR）。

③ 用微量注射器先后单独从色谱仪进样口注入0.02uL苯、甲苯、乙苯、邻

—二甲苯、对—二甲苯。并测定它们的保留时间（tR）。

四、数据记录

未知样品 峰号 tR（分） 已知样品

标样 tR（分） 苯 甲苯 乙苯 邻—二甲苯 对—二甲苯 1 2 3 4 5 五、定性结论： 六、思考题

1、本实验是用什么方法进行定性分析的，简单讨论其优缺点。 2、如果色谱操作条件不稳定对保留值有何影响？

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实验十四 归一化法测定甲苯、丙酮、庚烷混合物中各组份含量 一、实验目的

1. 掌握归一化法的方法原理。

2. 学会归一化法的计算。了解该法的优缺点。

二、实验原理（略） 三、实验步骤

1、色谱条件 检测器：FID；毛细管色谱：OV-101 25m×0.025mm；柱温：

80 ℃；汽化室温度：130℃；检测室温度：130℃；H2：35mL/min；N2：45mL/min；空气：450mL/min。放大器灵敏度：1000，衰减：1/16。

2、操作步骤

（1）按色谱仪器操作步骤启动仪器，调好色谱操作条件至基线走直。 （2）定性分析 按实验一的方法对混合物中各组份进行定性分析。 （3）绝对校正因子测定 按质量比配制标准样品，甲苯：丙酮：庚烷=1：

1：1（V：V：V）（用电子天平称取）在上述操作条件下，把配好的标准溶液进样0.1uL，记录峰面积，重复操作3次。

（4）定量分析 将混合样品在上述色谱条件下，进样0.1uL,记录峰面积，

重复操作3次。用归一化法测定各组份的含量。

四、数据记录

标准 峰面积 重量 （uv.s） （g） 甲苯 丙酮 庚烷 甲苯 丙酮 庚烷 合计 fi 样品 峰面积 含量 （uv.s） （%） 五、结果计算

1、 甲苯%=A甲苯f甲苯/（A

甲苯

f甲苯+ A丙酮f丙酮+ A庚烷f庚烷）×100%

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实验十五 维生素E胶丸中α-VE的定量

一、实验目的

了解HPLC定量分析的原理和定量方法。

二、实验原理 正相和反相HPLC都可以用来定量α-VE，本实验采用反相HPLC。反相HPLC

用的是非极性或弱极性填料分离柱(如ODS柱)，流动相是极性或比固定相极性强的溶剂(如甲醇、乙醇)，样品因在两相中的分配系数的差异而得到分离。定量方法采用外标法(3点)。α-VE胶丸中可能存在α、β、γ和δ等异构体中的某几种，还可能含有工艺中产生的副产物以及添加剂，这些物质不一定能全部同时分离，还可以根据各类物质的紫外吸收特性，选择合适的检测波长达到准确定量的目的。α-VE在220nm附近和292nm附近有两个最大吸收值，而且220nm的吸收比292nm的吸收更强，但在220nm附近很多溶剂和有机化合物都有吸收，对α-VE的定量有干扰，因此，通常选择干扰小的292nm作检测波长。

三、仪器与试剂

仪器：高效液相色谱仪：普通配置，带紫外检测器； 超声器：用于样品溶解，流动相脱气，玻璃器皿清洗。

试剂：α-VE标准：用无水乙醇配制浓度1000mg／L的α-VE储备液，并用无水乙醇稀释配制50，100和500mg/L的α-VE标准溶液；

市售VE胶丸：取l粒VE胶丸，用干净小刀割破胶丸，挤出中间的VE溶液，准确称量后用无水乙醇定容至25mL容量瓶中； 乙醇：纯度均为色谱纯。水为高纯水。

四、实验内容与步骤

(1)参照13．5．1．4节开机，并使仪器处于工作状态。色谱条件如下：Zorbax SB—C18色谱柱(4．6mm i.d．×250mm)；90％乙醇水溶液作流动相；流速0．8—1．2mL／min；柱温30℃；紫外检测波长292nm 6进样量20μL。 (2)待基线稳定后，进样VE胶丸样品溶液。

(3)待样品中所有色谱峰出完后，按“STOP”键停止分析。然后进样50mg/L的α-VE标准溶液，按保留时间确认VE胶丸样品中α-VE的峰位置。如果α-VE与

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邻近峰分离不完全，应适当调整流动相浓度或流速，使α-VE与其他峰完全分离。 (4)在所选定的条件下依次进样50，100和500mg/L的α-VE标准溶液。 (5)按工作站操作规程绘制工作曲线或计算校正因子，设置定量分析程序。 (6)按上述操作重复进样α-VE胶丸溶液两次，工作站会给出α-VE的分析结果。如果两次定量结果相差较大(如5％以上)，则再进样一次，取3次的平均值。

五、注意事项

(1)如果所用检测器灵敏度较高，可以将α-VE标准溶液浓度变为20，100和 200mg/L。

(2)如果已知在步骤(1)所定色谱条件下, α-VE与其他成分能完全分离，则可以省略步骤(2)和(3)。

六、数据处理

(1)分别根据50,100和500mg/L的α-VE标准样品的峰面积和峰高绘制工作

曲线，比较两条工作曲线的线性(用作图法或线性回归)。 (2)分别用面积和峰高工件曲线计算VE胶丸中α-VE含量。

(3)按下表整理分析结果(峰面积工作曲线法) 成分 α-VE 保留时间/min 各次测定值/mg/L 平均值/mg/L 七、 思考题

(1)如果将分离柱换成C8柱(即填料表面键合上去的是8个碳链的烷基)，其他条件不变，α-VE的保留时间是增加，还是减小，并说明原因。

(2)一般情况下，峰高工作曲线比面积工作曲线的线性范围要小，这是为什么?

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邻近峰分离不完全，应适当调整流动相浓度或流速，使α-VE与其他峰完全分离。 (4)在所选定的条件下依次进样50，100和500mg/L的α-VE标准溶液。 (5)按工作站操作规程绘制工作曲线或计算校正因子，设置定量分析程序。 (6)按上述操作重复进样α-VE胶丸溶液两次，工作站会给出α-VE的分析结果。如果两次定量结果相差较大(如5％以上)，则再进样一次，取3次的平均值。

五、注意事项

(1)如果所用检测器灵敏度较高，可以将α-VE标准溶液浓度变为20，100和 200mg/L。

(2)如果已知在步骤(1)所定色谱条件下, α-VE与其他成分能完全分离，则可以省略步骤(2)和(3)。

六、数据处理

(1)分别根据50,100和500mg/L的α-VE标准样品的峰面积和峰高绘制工作

曲线，比较两条工作曲线的线性(用作图法或线性回归)。 (2)分别用面积和峰高工件曲线计算VE胶丸中α-VE含量。

(3)按下表整理分析结果(峰面积工作曲线法) 成分 α-VE 保留时间/min 各次测定值/mg/L 平均值/mg/L 七、 思考题

(1)如果将分离柱换成C8柱(即填料表面键合上去的是8个碳链的烷基)，其他条件不变，α-VE的保留时间是增加，还是减小，并说明原因。

(2)一般情况下，峰高工作曲线比面积工作曲线的线性范围要小，这是为什么?

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