工科分析化学实验讲义(资)2012

分析天平称量练习

一、实验目的

1、熟悉电子分析天平的原理和使用规则 2、学习分析天平的基本操作方法和常量称量方法 二、实验原理 参见相关内容 三、主要试剂和仪器

1、石英砂或金刚砂 2、电子分析天平 3、称量瓶 4、坩埚 5、镊子 四、实验步骤（递减称量法）

打开天平门，清洁天平。打开电子天平开关，使其显示0.0000g ，然后将一洁净、干燥的瓷坩埚放在秤盘正中央，关好天平门，待读数稳定后读取数值并记录。

取一洁净、干燥放有试样的称量瓶，置天平盘正中央，关好天平门，按清零键，使其显示0.0000g ，取出称量瓶，将部分试样轻敲至瓷坩埚中，再称量，看天平的读数是否在-0.30~-0.32g范围内。若敲出量不够，则继续敲出，直至读数在此范围内，并记录数据。然后称量瓷坩埚的质量，比较瓷坩埚中试样的质量与从称量瓶中敲出的试样量，看其差别是否符合要求（一般应小于0.4mg ）。若敲出量超出0.32g ，则需重新称量。重复上述操作，称取第2分试样。

每次递减时，可根据称量瓶中试样的量或前一次所称试样的体积来判断敲出多少试样较合适，这样有助于提高称量速度。

注意：拿称量器皿时不要用手直接接触，可垫上滤纸或者戴手套。 五、实验数据记录表格

递减称量法记录表格

编号

m 空坩埚/g

称量瓶倒出试样m 1/g

m 坩埚+试样/g 坩埚中试样m 2/g 偏差（m 2-m 1）/mg

六、思考题

1、用分析天平称量的方法有哪几种？固定称量法和递减称量法各有何优缺点？在什么情况下选用这两种方法？

2、称量时，应尽量将物体放在天平盘的中央，为什么？ 3、使用称量瓶时，如何操作才能保证不损失试样？ 4、本实验中要求称量试样量偏差应小于0.4mg ，为什么？

1

2

滴定分析基本操作

一、实验目的

1、学习滴定分析常用仪器的洗涤和正确的使用方法 2、学会以甲基橙为指示剂的滴定终点 二、原理

滴定分析是将一种已知准确浓度的标准溶液滴加到被测试样的溶液中，直到化学反应完全为止，然后根据标准溶液的浓度和体积求得被测试样中组分含量的一种方法。在滴定分析时，一方面要会配置滴定剂溶液并能准确测定其浓度；另一方面要准确测量滴定过程中所消耗的滴定剂体积。本实验以甲基橙为指示剂，用NaOH 溶液与HCI 溶液互滴，来进行滴定分析操作练习。

强酸HCI 与强碱NaOH 溶液的滴定反应，突跃范围pH 约为4～10，在这一范围中可采用甲基橙（变色范围pH3.1～4.4）指示剂来指示终点。通过测定HCl 与NaOH 溶液的体积比，来严格训练学生的滴定分析基本操作，并学会配置酸碱滴定剂溶液的方法和判别滴定终点的方法。 二. 仪器与试剂

l、. 锥形瓶、细口瓶、烧杯、量筒 2、酸式滴定管、碱式滴定管 3、NaOH （固体）A.R 4、浓HCl A.R 5、甲基橙指示剂0.l ％水溶液 三、步骤

1.酸碱溶液的配制

（1）0.1mol/L盐酸溶液 用洁净量杯（或量筒）量取浓HCl 约3mL （为什么是3mL ？），倒人试剂瓶中，加水稀至300mL ，盖好玻璃塞，摇匀。注意浓HCl 易挥发，应在通风围中操作。

（2）0.1 NaOH 溶液 用台平称取固体NaOH1.2g 左右，置于250ml 烧杯中．立即加人蒸馏水使之溶解，稍冷却后转人试剂瓶中，加水稀至300mL ，用胶塞塞好瓶口，充分摇匀。 2．酸碱溶液的相互滴定

（1）用0.1mol/LNaOH溶液润洗碱式滴定管2～3次，每次用5～10mL 溶液润洗。然后将碱溶液倒入碱式滴定管中，滴定管液面调节至0.00刻度。

（2）用0.lmol/L HCI溶液润洗碱式滴定管2～3次，每次用5～l0mL 溶液润洗。然后将HCl 溶液倒入酸式滴定管中，滴定管液面调节至0.00刻度。

（3）在250mL 锥形瓶中加入约20mLNaOH 溶液，2滴甲基橙指示剂，用酸式滴定管中的HCl 溶液按附录滴定管的操作要领进行滴定操作练习，务必熟练掌握操作。操作过程中，可

以不断补充NaOH 和HCl 反复进行，直至操作熟练后，再进行下一步实验。

（4）以每秒3~4滴的速度，由碱管中放出 NaOH溶液20～25mL 于锥形瓶中．加入1滴甲基橙指示，用0.1mol/L HCl溶液滴定至溶液颜色由黄色转变为橙色。记下读数。平行滴定三份。数据按下列表格记录。计算体积比V HCl /VNaOH ，要求相对偏差在±0.3％以内。

3滴定数据及结果：

滴定数据 I II III NaOH V HCl /mL V HCl /VNaOH

平均值V HCl /VNaOH 相对偏差/% 相对平均偏差% 四、思考题

1 配制NaOH 溶液时，能否用分析天平称取试剂？为什么？ 2 能否直接配制准确浓度的HCl 和NaOH 溶液？为什么？

3 本实验用HCl 滴定NaOH 采用甲基橙作为指示剂。如果反过来用NaOH 滴定HCl 时，仍用甲基橙作为指示剂是否合适？为什么？

EDTA 标准溶液的标定及水样中铅含量的测定

一. 实验目的

1. 学习络合滴定法的基本原理及应用。 2. 学会EDTA 标准溶液的配制及标定方法。 3. 掌握用络合滴定法测定水样中铅的方法。

4. 学习并掌握滴定分析中常用的玻璃仪器的使用方法。 二. 实验原理

EDTA 与大多数金属离子均能形成稳定的1∶1的络合物，因此是一种非常理想的络合滴定剂。但由于EDTA 吸附约0.3%的水分和其中含有少量杂质而不能直接用作标准溶液，通常先把EDTA 配成所需要的大概浓度，然后用基准物质标定。

标定EDTA 溶液常用的基准物质有含量不低于99.95%的某些金属，如Zn 、Cu 、Ni 、Pb 等，及它们的金属氧化物，或某些盐类，如：CaCO 3、MgSO 4•7H 2O 等。

本实验中，EDTA 溶液用于测定水样中Pb 离子的含量，故选择金属锌为基准物质，以二甲酚橙为指示剂。在pH=5~6的溶液中，二甲酚橙指示剂本身显黄色，与Zn （或Pb ）的络合物呈紫红色。EDTA 与Zn （或Pb ）形成更稳定的络合物，因此用EDTA 溶液滴定至终点时，二甲酚橙被游离出来，溶液由紫红色变为黄色。 三. 仪器与试剂

1. 滴定装置及各种玻璃仪器 2.乙二胺四乙酸二钠盐（Na 2H 2Y •2H 2O, 相对分子量372.2）

2+

2+

2+

2+

2+

3. 20%的六次甲基四胺溶液 4. 0.2%的二甲酚橙指示剂 5 .锌片（纯度为99.99%）。 6. 1∶1的HCl 。 7.含Pb 水样。 四．实验步骤

a) 0.02mol •L 的EDTA 标准溶液的配制

在台秤上称取乙二胺四乙酸二钠盐3.8g 于250ml 烧杯中，加200ml 去离子水，加热溶解，冷却后，转移至500ml 试剂瓶中，用去离子水稀释至500ml ，摇匀。

b) 0.02mol •L 的Zn 标准溶液的配制

准确称取0.30~0.34gZn片于250ml 烧杯中，加5ml1∶1的HCl ，盖上表面皿，待Zn 片完全溶解后，用去离子水冲洗表面皿和烧杯内壁，将溶液完全转移到250ml 容量瓶中，稀释至刻度并摇匀。

c) EDTA 标准溶液的标定

用移液管移取25.00mlZn 标准溶液，置于锥形瓶中，加2滴二甲酚橙指示剂，边摇边滴加20%六次甲基四胺至溶液呈稳定的紫红色，再过量5ml ，用EDTA 标准溶液滴定至溶液由紫红色变为亮黄色即为终点。记录所消耗的EDTA 的体积。平行测定三次，计算EDTA 标准溶液的准确浓度，取平均值。

2+

-1-1

2+

d) 水样中Pb 测定

测定步骤同3。平行测定三次，根据EDTA 标准溶液的浓度及滴定所消耗的体积计算水样中Pb 的含量，用mg •L 表示。 7 数据记录及结果计算

a) EDTA 的标定

2+

b) 水样中P b 含量测定

2+

-1

EDTA

CPb （mg •L ）= 相对平均偏差（%）= 8 问题与讨论

a) 为什么通常使用乙二胺四乙酸二钠盐配制EDTA 标准溶液，而不用乙二胺四乙酸？ b) 在滴定过程中，为什么要加入六次甲基四胺？

c) 在标定EDTA 标准溶液浓度时，为什么采用Zn 作基准物质？选用其它基准物质可以

吗？为什么？

2+-1

铁矿石中全铁含量的测定（无汞定铁法）

一、实验目的

1、 掌握K 2Cr 2O 7标准溶液的配制及使用。 2、 学习矿石试样的酸溶法。

3、 学习K 2Cr 2O 7法测定铁的原理及方法。 4、 対无汞定铁有所了解，增强环保意识。 5、 了解二苯胺磺酸钠指示剂的作用原理。 二、实验原理

用HCl 溶液分解铁矿石后，在热HCl 溶液中，以甲基橙为指示剂，用SnCl 2将Fe 还原至Fe ，并过量1~2滴。经典方法是用HgCl 2氧化过量的SnCl 2，除去Sn 的干扰，但HgCl 2造成环境污染，本实验采用无汞定铁法。还原反应为

2FeCl 4+ SnCl4+2Cl====2FeCl4+SnCl6

使用甲基橙指示SnCl 2还原Fe 的原理是：Sn 将Fe 还原完后，过量的Sn 可将甲基橙还原为氢化甲基橙而退色，不仅指示了还原的终点，Sn 还能继续使氢化甲基橙还原成N,N —二甲基対苯二胺和对氨基苯磺酸，过量的Sn 则可以消除，反应为 （CH 3）2NC 6H 4N === NC6H 4SO 3Na →

（CH 3）2NC 6H 4NH — NHC6H 4SO 3Na → （CH 3）2NC 6H 4H 2N+ NH2C 6H 4SO 3Na

2+

2+

3+

2+

3+

2+

-2--2-2-2+

2+

3+

以上反应为不可逆的，因而甲基橙的还原产物不消耗K 2Cr 2O 7。

HCl 溶液浓度应控制在4 mol ·L ，若大于6 mol ·L ，Sn 会将甲基橙还原为无色，无法指示Fe 的还原反应。HCl 浓度低于2 mol·L ，则甲基橙褪色缓慢。

滴定反应为

6Fe +Cr2O 7+14H === 6Fe+2Cr+7H2O

滴定突跃范围为0.93~1.34V，使用二苯胺磺酸钠为指示剂时，由于它的条件电位为0.85V ，因而需加入H 3PO 4使滴定生成的Fe 生成的Fe （HPO 4）2而降低Fe / Fe 电对的电位，使突跃范围变成0.71~1.34V，指示剂可以在此范围内变色，同时也消除了FeCl 4黄色对终点观察的干扰，Sb(Ⅴ) ，Sb(Ⅲ) 干扰本实验，不应存在。

-3+

-3+

2+

2+

2-+

3+

3+

3+

-1

-1

-1

2+

三、主要试剂和仪器

1、SnCl 2 100g·L 10g SnCl2·2H 2O 溶于40 mL 浓热HCl 溶液中，加水稀释至100mL 。 2、SnCl 2 50g·L 。

3、H 2SO 4—H 3PO 4混酸 将15mL 浓H 2SO 4缓慢加至70mL 水中，冷却后加入15mL 浓H 3PO 4混匀。 4、甲基橙1g ·L 。 5、二苯胺磺酸钠 2g·L 。

6、K 2Cr 2O 7标准溶液 C1/6 K2Cr2O7=0.05000mol·L 将K 2Cr 2O 7在150~180℃干燥2h ，置于干燥其中冷却至室温。用指定质量称重法准确称取0.6129g K2Cr 2O 7于小烧杯中，加水溶解，定量转移至250 mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。 四、实验步骤

准确称取铁矿石粉1.0~1.5g于250 mL 烧杯中，用少量水润湿，加入25mL 浓HCl 溶液，盖上表面皿，在通风柜中低温加热分解试样，若有带色不溶残渣，可滴加20~30滴100g ·L SnCl 2助溶。试样分解完全时，残渣应接近白色（SiO 2）, 用少量水吹洗表面皿及烧杯壁，冷却后转移至250mL 容量瓶中，稀释至刻度并摇匀。

移取试样溶液25.00mL 于锥形瓶中，加20mL1:1HCl溶液，加热近沸，加入6滴甲基橙，趁热边摇动锥形瓶边逐滴加入100g ·L SnCl 2还原Fe 。溶液由橙变红，再慢慢滴加50g ·L SnCl 2至溶液变为淡粉色，再摇几下直至粉色褪去。立即流水冷却，加50mL 蒸馏水，20mL 硫磷混酸，4滴二苯胺磺酸钠，立即用K 2Cr 2O 7标准溶液滴定到稳定的紫红色为终点，平行测定三次，计算矿石中铁的含量（质量分数）。 五、思考题

1、 K 2Cr 2O 7为什么可以直接称量配制准确浓度的溶液？

2、 分解铁矿石时，为什么要在低温下进行？如果加热至沸会对结果产生什么影响？ 3、 SnCl 2还原Fe 的条件是什么？怎样控制SnCl 2不过量？ 4、 以K 2Cr 2O 7溶液滴定Fe 时，加入H 3PO 4的作用是什么？ 5、 本实验中甲基橙起什么作用？

2+

3+

-1

3+

-1-1

-1

-1

-1-1-1

气相色谱法分析苯系物

一. 目的

1. 了解气相色谱分析的基本原理和特点。 2. 掌握气相色谱分析基本操作和苯系物的分析。

3. 学习分离度的计算和色谱峰面积的测量及用归一化法计算各组分的含量。 二. 原理

气相色谱法是一种极有效的分离分析手段，主要用于混合物的分离测定。 苯系物系指苯、甲苯、二甲苯、乙苯乃至异丙苯、三甲苯等，这类样品常需用气相色谱方法进行分析。

本实验采用有机皂土-34和邻苯二甲酸二壬酯作为固定液，将其均匀地载附在101白色担体上形成固定相，制备成填充型气—液色谱柱。该体系对苯系物有着较好的分离效果，能够将各组分完全分离，进而实现对苯系物混合样品的分析测定。

色谱条件（色谱柱、柱温、载气流速等）恒定不变，某一组分的流出时间（称为保留时间）也固定不变，不受样品中其它组分的影响，可作为定性分析的依据。如待测组分的保留时间与在相同实验条件下测得的纯物质的保留时间相同，则初步可认为它们属于同一物质。但由于在同一色谱柱上不同的组分可能有相同的保留时间，因此在定性鉴定时往往要用到二种以上不同极性固定相制成的色谱柱。

在一定操作条件下，某一组分的进样量（m i ）与其响应讯号（峰面积A i ）成正比，即：

m i =f i A i

或 f i =

m i

A i

式中f i 绝对质量校正因子，其含义是：单位峰面积某组分的质量。绝对质量校正因子一般不易测得，因此，在定量分析中都采用相对质量校正因子（f i ' ），即某物质的绝对校正因子与一标准物质的绝对校正因子的比值：

f i ' =

f i A m

=s i f s A i m s

热导池检测器常用的标准物质是苯，氢火焰离子化检测器常用的标准物质是正庚烷。各种物质的校正因子通常可以从文献中查得，查不到时需要自己测定。

要求出被测组分的含量，必须先准确地测量出色谱峰的面积（A i ），峰面积的近似计算式如下：

A i =h i ⨯Y ⨯1. 605

h i ——峰高，Y ——半峰宽，1.065——峰形校正系数。也可使用数字积分仪进行自动

测量。

本实验采用峰面积归一化法进行定量分析，即：

m i

X i %=⨯100=

m 1+m 2+....

f i ' A i

∑f

i =1

n

⨯100

' i

A i

分离度是判断相邻两组分（或称物质对）在色谱柱中总分离效能的指标，用R 表示，其定义为相邻两个色谱峰保留时间之差与两峰基线宽度之和的一半的比值，即：

R =

三. 仪器和试剂

t R 2-t R 1

2W b 2+W b 1

1. 气相色谱仪， 2. 秒表， 3. 微量进样器， 4. 气体：N 2、H 2和空气， 5. 101白色担体（60-80目），

6. 苯、甲苯、乙苯、环己烷、二甲苯、有机皂土-34、邻苯二甲酸二壬酯（以上均为

分析纯试剂）及混合苯试样。

四. 步骤

1. 色谱柱的制备：

固定相配比：有机皂土-34：邻苯二甲酸二壬酯：101白色担体=3：2.5：100。 称取101担体约40g 。另用二个小烧杯分别称取有机皂土1.2g 和邻苯二甲酸二壬酯1.0g 。先加少量苯于有机皂土中，用玻璃棒调成糊状至无结块为止，另用少量苯溶解邻苯二甲酸二壬酯。然后将两者混合，搅拌均匀，再用苯稀释至体积稍大于担体体积。将称好的担体加入，室温下浸泡2h 。将固定相倾入大蒸发皿中，在通风橱中使大量的苯挥发，然后在60C 烘6h ，置于干燥器中冷却，用60-80目筛筛过，保存于干燥器中备用。

装柱及老化：取不锈钢色谱柱管，洗净，烘干。将其一端用玻璃棉堵住，包上纱布，用橡皮管连接缓冲瓶，再与真空泵连接。另一端连以小漏斗，在不断抽气下，将配制好的固定相装入，并不断轻敲柱管，使固定相均匀而紧密地充满柱管。然后用玻璃棉堵住这一端，安装在色谱仪上（不接检测器），通入载气（30-40mL/min）于95C 老化8h 。然后接好检测器，检查是否漏气。再按照检测器（热导池检测器TCD 或氢火焰离子化检测器FID ）操作方法进行分析。

2. 苯系物的分析： 色谱条件：

操作步骤：参考热导池检测器或氢火焰离子化检测器操作方法（按实验中实际采用的检测器并根据其说明书或操作规程）开机，待仪器稳定后即可进样分析。用微量进样器移取一定体积的样品迅速进样，从进样起即开始计时，记录每一组分的保留时间。 五．实验记录及结果计算

1. 定性分析： 各组分的保留时间

2. 定量分析：取下色谱图，量出混合苯试样的色谱峰中各峰的峰高和半峰宽，计算出峰面积，再用归一化方法计算出各组分含量。

不同检测器条件下各组分的相对质量校正因子如下表所示：

3. 分离度的测定：在色谱图上画出整个谱的基线，量出任何相邻两峰的基线宽度和两

个保留时间之差（由保留时间差与纸速可以算出两峰顶的距离），计算相邻两组分的分离度。

六. 思考题

1. 苯系物中主要有哪些组分？为什么用色谱方法分离最好？ 2. 保留值在色谱定性、定量分析中有什么意义？

3. 分离度的意义是什么？如何从测得相邻两组分的分离度判断其分离情况。

水样中镁含量的测定

一. 实验目的

1. 学习原子吸收光谱分析法的基本原理。

2. 了解原子吸收分光光度计的主要结构，并学习其操作和分析方法。 3. 掌握用标准曲线法测定水样中镁含量的方法。 二. 实验原理

溶液中的镁离子在火焰温度下变成镁原子蒸气，由光源镁空心阴极灯辐射出镁的特征谱线，波长285.2nm 的镁特征谱线被镁原子蒸气强烈吸收，其吸收强度与镁原子蒸气浓度的关系符合比耳定律，即

A =lg

式中：A ——吸光度

T ——透光率 k ——吸光系数

1

=kNL T

N ——单位体积镁原子蒸气中吸收辐射共振线的镁原子数 L ——镁原子蒸气的厚度

镁原子蒸气浓度N 是与溶液中镁离子浓度C 成正比的，当测定条件固定时，

A =KC

利用A 与C 的关系，配制不同浓度的镁标准溶液并测出相应的吸光度值，绘制成标准曲线。再测试液的吸光度，从标准曲线上查出镁的浓度，进而求出试液中镁的含量。 三. 仪器与试剂

1. 原子吸收分光光度计、空气压缩机，镁空心阴极灯。

2.50mL 容量瓶7只，100mL 容量瓶1只，1mL 吸量管1支，5mL 吸量管3支。 3. 镁标准贮备液：溶解1.000g 纯金属镁与少量1∶1的HCl 中，然后用1％（V/V）盐酸稀释至1000mL 。此溶液1.00mL 含1.00mg 镁。

4. 氯化锶溶液：称取30.4gSrCl 2·6H 2O, 将其溶于水中，再用水稀释至1000mL 。此溶液1.00mL 含10.0mg 锶。 四. 实验步骤

1. 镁标准溶液的配制

用移液管移取1.00mg 的镁标准贮备液于100mL 容量瓶中，用去离子水稀释至刻度，摇匀。此溶液1.00mL 含10.00μg 镁。

2. 标准曲线的绘制

分别移取0.00,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00mL 10.00μg/mL的镁标准溶液于6只50mL 容量瓶中，再分别加入2.0mL 氯化锶溶液，用水稀释至刻度，摇匀。

调节原子吸收分光光度计，选择空气——乙炔贫燃型火焰，用镁空心阴极灯作光源，波长285.2nm 。待电路和气路系统达到稳定后，每次用去离子水调零。依次测定各瓶溶液的吸光度值。

3. 水样中镁的测定

取2.00mL 水样于50mL 容量瓶中，加入2.0mL 氯化锶溶液，用水稀释至刻度，摇匀。在测定标准曲线的仪器条件下，用去离子水调零，测其吸光度值。

五. 数据处理及计算

根据所测得的结果，绘制A —C 图，查出待测元素含量m(μg) 。

分析结果的计算：C (g /L ) =m (μg )

V (ml )

六. 问题讨论

1. 原子吸收光谱法具有哪些特点？

2. 测定镁时，为什么要加入氯化锶？它的作用是什么?

1． 连续测定几个试样，为什么每次都要用去离子水调零? 若忽略这一操作，将生什么结

果？

自来水中微量氟的测定

一. 原理：

离子选择电极是一种电化学传感器，它将溶液中特定离子的活度转换成相应的电位，氟离子选择电极(简称氟电极) 是由电极薄膜(LaF3单晶片) ，内参比电极(Ag-AgCl)和内参比溶液(0.1mol∕L 或0.001mol ∕L LaF+0.1 mol ∕L NaCl溶液) 等部分组成。由LaF 3单晶制成的电极薄膜，对溶液中游离的氟离子浓度具有良好的选择性，当氟电极插入溶液中时，电极薄膜对F 离子产生响应，在膜和溶液间产生一定的膜电位： -

ψ膜＝K －2. 303RT ⋅log αF - F

氟电极与甘汞电极在待测溶液中组成原电池，其电位差：

E ＝K '－2. 303RT ⋅log αF - F

用离子选择电极测量的是溶液中离子活度，而通常定量分析需要测量的是离子的浓度，不是活度，所以必须控制试液的活度。如果测量试液的离子强度不变时，离子的活度系数为一定值，则：

E ＝K ''－

－－2. 303RT ⋅log C F - F －E 与F 离子的浓度C F 的对数值呈直线关系，因此，为了测定F 离子的浓度，常在标准

溶液与试样溶液中同时加入相等的，足够量的惰性电解质作为总离子强度调节缓冲溶液，使它们的总离子强度相同。

当F 离子的浓度在1～10mol ∕L 范围内时, 氟电极电位与pF(F离子的浓度的负对数) 呈直线关系，可用标准曲线法或标准加入法进行测定。

标准加入法是先测定试样的E 1，然后将一定量的F 标准溶液加入此试样中，再测定E 2，利用下式公式计算出氟的含量： －－-6－

C x =∆C

10(E 2-E 1) /S -1

式中：ΔC 为增加的F 浓度，∆C =－C S V S V 0

S 为电极的响应斜率，即标准曲线的斜率，S 又叫作级差(浓度改变10倍所引起的E 值变化) ，在理论上，

S =2. 303RT 0 (25C ，n=1时，S ＝59mv/pF) F

实际测定值与理论值常有出入, 因此最好进行测定，以免引入误差。测定最简单的方法是借稀释一倍的方法以测得实际响应斜率。即测出E 2的溶液，用水稀释一倍，然后再测定E 3，则电极在试液中的实际响应斜率为：

S =E 2-E 3E 2-E 1 =log 20. 301

+－用离子选择性电极测量氟时，最适宜的pH 范围为5～8。pH 值过低，H 离子与部分F

－－－离子形成HF 或HF 2，降低F 离子的浓度；pH 值过高，LaF 3单晶膜与OH 离子发生交换作用

而使溶液中的F 离子浓度增加。

氟电极的最大优点是选择性好。除能与F 离子生成稳定络合物或难溶沉淀的元素（如Al ，Fe ，Zr ，Th ，Ca ，Mg ，Li 及稀土元素等）会干扰测定（通常可用柠檬酸，EDTA ，DCTA ，磺基水扬酸及磷酸盐等掩蔽）外, 高达10倍的Cl ，Br ，I ，SO 4，HCO 3，NO 3，AC ，C 2O 4

2－3---2----2-－－及C 4H 4O 6等阴离子均不干扰。加入总离子强度调节缓冲液（TISAB ），可以起到控制一定的离子强度和酸度，以及掩蔽干扰离子等作用。

二. 仪器与试剂：

a) pH-3C 型酸度计，电磁搅拌器；

b) 氟电极，饱和甘汞电极；

3、10mol/L NaF溶液；

4、总离子强度调节缓冲溶液（TISAB ）：溶解12g 柠檬酸钠，58gNaCl ，57mL 冰醋酸, 用6mol/LNaOH溶液调节PH 值为5.0～5.5之间，稀释至1000mL ；

三. 步骤：

1. 电极的准备

（1）氟电极使用前在盛有10mol/L NaF 溶液内浸泡1～2小时，进行活化；甘汞电极在去离子水浸泡4～5小时，再向甘汞电极内加入饱和KCl 溶液。

（2）转动酸度计前面板至要求角度, 将氟电极，甘汞电极插在电极夹上，把电极夹装在电磁搅拌器的电极立杆上。氟电极插头插入酸度计后面的电极插口上，甘汞电极引线连接在接线柱上，将仪器接上电源，按下电源按钮，预热20分钟，选择开关置mv 档。

（3）用去离子水清洗电极到空白电位，即洗到氟电极在去离子水的电位为-350mv 以下。

2. 标准加入法测定F

(1)准确吸取10.00mLTISAB 于100mL 容量瓶中。向容量瓶内加入自来水，定容到100mL ，－－3－3

即加入自来水90mL 。取50mL 于烧杯中，测定E 1。

(2)在上述试液中，准确加入0.5mL 浓度约为10mol/L的F 标准溶液，混匀，继续测定E 2。

(3)在测定过E 2的试液中，加入5mL TISAB及45mL 去离子水，混匀，测定E 3。

根据测定结果，计算出水样中氟离子的浓度。

四. 实验数据记录：

电位值 试液（E1） 加标后(E2) 稀释一倍后(E3) E(mv)

五. 问题讨论：

1. 用氟电极测定F 浓度的原理是什么？

2. 氟电极测得的是F 浓度还是活度？如果要测定F 的浓度，应该怎么办？

3.TISAB 溶液应包含哪些组分？各组份的作用怎样？

4. 试导出公式 C x =

－－－-3－∆C 10(E 2-E 1) /S -1

分光光度法测定水样中铁的含量

一﹑实验目的

1. 了解分光光度法的基本原理。

2. 掌握用分光光度法测定铁的原理与方法。

3. 了解分光光度计的构造﹑学习其使用方法。

二﹑实验原理

有色溶液受到可见光的照射，会对可见光中某一波长的单色光产生较强烈的吸收，这种现象称为物质对光的选择性吸收。在定量分析中，选用适当的显色剂与样品的被测组份发生显色反应，使其转化成有色溶液，再用分光光度计测定该溶液在某一特定波长单色光条件下的吸光度值。那么，样品中被测组份的量与吸光度值之间，存在着确定的对应关系，即遵循郎伯－比尔定律：

A＝εbc

式中：A －吸光度值；ε－被测溶液的摩尔吸光系数；b －液层厚度；c 被测物质的浓度。

根据这一关系，运用适当的测定方法，即可求出样品中被测组份的含量。

本实验采用邻二氮菲作为显色剂，测定水样中铁的含量。邻二氮菲(Phen)又称邻菲啰啉，是测定铁的一种优良显色剂，在pH ＝2～9的条件下，Fe 与邻二氮菲生成橘红色络合物Fe(Phen)反应式如下：

Fe +3C12N 2H 8→Fe(C12N 2H 8) 3

其lgK 稳＝21.3, ε

3+5082+2+2+2+=1.1×10L ·mol ·cm ，λ2++-4-1-1max 510nm, Fe。 3+2 Fe+2NH4OH ·HCl →2 Fe+N2↑+2H2O+4H+2Cl

测定时，用NaAc 控制溶液的pH 值为5～6之间。

Bi ,Cd ,Hg ,Ag ,Zn 等离子与邻二氮菲生成沉淀,Ca ,Cu ,Ni 等离子与邻二氮菲生成有色络合物, 对测定产生干扰。

水样中与铁共存元素有Cu,Mg,Si,Mn,Cr,Ti 等。其中Cu 可与邻二氮菲生成有色络合物干扰测定，因此，在加入盐酸羟胺还原Fe 时，可适当增加用量，将Cu 还原成Cu 使之不与邻二氮菲显色，从而消除干扰。

本实验采用标准曲线法测定铁的含量。

三﹑仪器与试剂

1、可见分光光度计。

2、水样溶液（使用前面实验水样）。

3、20μg/ml铁标准溶液：准确称取0.8634g 分析纯NH 4Fe(SO4) 2·12H 2O, 置于一烧杯中，用30ml 2mol/L HCl溶液溶解后移入500ml 容量瓶中，以去离子水稀释至刻度，摇匀。

4、100g/L盐酸羟胺溶液:100g盐酸羟胺溶于1L 去离子水中，该溶液不稳定，需现用现配。

5、1.5g/L邻二氮菲溶液:称取1.0g 邻二氮菲置于一烧杯中，先用少量无水乙醇(约50ml 左右) 将其溶解，然后用去离子水稀释至1000ml 。

6、1mol/L NaAc溶液。

四﹑实验步骤

1. 测量波长的选择和标准曲线的制作：在6个50mL 容量瓶中, 用吸量管分别加入0.0mL,1.0mL,2.0mL,3.0mL,4.0mL,5.0mL 20μg/mL铁标准溶液，各容量中均加入1mL 盐酸羟胺溶液，摇均。再加入2mL 邻二氮菲溶液和5mLNaAc 溶液，用水稀释至刻度，摇均。以试剂空白(即加入0.0mL 铁标准溶液的试液，以下同) 为参比溶液，以加入2.5mL 20μg/ml铁标准溶液的试液为测量溶液，用1cm 比色皿，在470～540nm 之间，每隔10nm 测定一次吸光度，在最大吸收峰附近，每隔5nm 测定一次吸光度。在坐标纸上，以波长λ为横坐标，吸光度A 为纵坐标，绘制A 与λ关系吸收曲线。从吸收曲线上选择测定Fe 的适宜波长，一般选用最大吸收波长λmax 3＋2++2＋3＋2＋2＋＋2＋2＋2＋2＋。然后，在最大吸收波长条件下，以试剂空白为参比溶液，测量各溶液的吸光度。以铁含量为横坐标，吸光度A 为纵坐标，绘制标准曲线。

2. 铁含量的测定

用移液管移取铝合金试样溶液10.0mL 于50mL 容量瓶中，加入1mL 盐酸羟胺溶液，摇匀。在加入2mL 邻二氮菲溶液和5mL NaAc溶液，用水稀释至刻度，摇匀。在最大吸收波长条件下，用1cm 比色皿，以试剂空白为参比溶液，测量该溶液的吸光度，根据吸光度值从标准曲线上查出并计算铁的含量。最后求出铝合金试样中铁的百分含量。

五﹑数据记录及实验结果

1、吸收曲线（A －λ）的绘制： ①

λ（nm ） A

最大吸收波长：λmax ＝

2、标准曲线（A-C ）的绘制及铁含量的测定：

溶液 1 2 3 4 5

C A

根据实验数据，计算铝合金中Fe 的百分含量。

六﹑问题讨论

1、邻二氮菲分光光度法测定铁的适宜条件是什么？

2、怎样用分光光度法测定试样中的全铁（总铁）和亚铁的含量？试拟出一简单步骤。

3、测定过程中，加入试剂的顺序能否任意改变？为什么？

4、本实验量取各种试剂时应分别采用何种量器较为适合？为什么？ ## ### 铝合金试样