14/14儀器分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書儀器分析實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

化學(xué)教學(xué)部衡林森編

重慶郵電學(xué)院生物信息學(xué)院

2004年2月26日

前言

儀器分析是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來(lái)的一種分析方法，測(cè)定時(shí)，常常需要使用比較特殊或復(fù)雜的儀器。它是分析化學(xué)的發(fā)展方向。儀器分析作為現(xiàn)代的分析測(cè)試手段，日益廣泛地為許多領(lǐng)域內(nèi)的科研和生產(chǎn)提供大量的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)等方面的信息，因而儀器分析成為高等學(xué)校中許多專業(yè)的重要課程之一。

對(duì)于我們的學(xué)生來(lái)說，將來(lái)并不從事分析儀器制造或者儀器分析研究，而是將儀器分析作為一種科學(xué)實(shí)驗(yàn)的手段，利用它來(lái)獲取所需要的信息。儀器分析是一門實(shí)驗(yàn)技術(shù)性很強(qiáng)的課程，沒有嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，就不可能有效地利用這一手段來(lái)獲得所需要的信息。

通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以加深對(duì)儀器分析方法原理的理解、鞏團(tuán)課堂教學(xué)的效果，這只是一方面；更重要的是．通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)格的實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，獨(dú)立從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，提出和解決問題的能力。良好的科學(xué)作風(fēng)，獨(dú)立工作的能力將會(huì)對(duì)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

理論可以指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證和發(fā)展理論。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和發(fā)展理論的作用是以對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的嚴(yán)密細(xì)心的考察和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)分析為基礎(chǔ)的，而高超熟練的實(shí)驗(yàn)技能是獲得精密實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的必要和先決條件。一般說來(lái)，儀器分析實(shí)驗(yàn)特別是大型儀器分析實(shí)驗(yàn)，其特點(diǎn)是操作較復(fù)雜，影響因素較多，信息量大．需要通過對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和圖譜解析來(lái)獲取有用的信息。這些特點(diǎn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、掌握和提高實(shí)驗(yàn)技能、分析推理能力是大有好處的。因此必須充分重視儀器分析實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)。

由于實(shí)驗(yàn)室不可能購(gòu)置多套同類儀器設(shè)備，一般多采用幾人一組做儀器分析實(shí)驗(yàn)，對(duì)于大型分析儀器，讓學(xué)生自己動(dòng)手在儀器上做實(shí)驗(yàn)有困難的，也盡可能地安排了一些演示實(shí)驗(yàn)，或者對(duì)該儀器可能提供的分析信息做了必要的介紹。

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)認(rèn)真地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，仔細(xì)地記錄數(shù)據(jù)與分析結(jié)果，積極思考，注意手腦并用，善于發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣。

寫好實(shí)驗(yàn)報(bào)告是儀器分析實(shí)驗(yàn)的延續(xù)和提高。實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)日期、實(shí)驗(yàn)方法和原理、實(shí)驗(yàn)儀器類型與型號(hào)、主要實(shí)驗(yàn)步驟或主要實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(圖譜)及其處理以及結(jié)果、討論等。對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與討論是實(shí)驗(yàn)報(bào)告的重要部分，其內(nèi)容雖無(wú)固定模式，但是可涉及諸如對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的進(jìn)一步深化理解，做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵及自己的體會(huì)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析和解釋，結(jié)果的誤差分析以及對(duì)該實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見等方面。以上內(nèi)容學(xué)生都可就其中體會(huì)較深者討論一項(xiàng)或幾項(xiàng)?？茖W(xué)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)告訴人們，實(shí)驗(yàn)中的“異?！鼻闆r的出現(xiàn)、往往是發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)現(xiàn)象的先導(dǎo)、對(duì)實(shí)驗(yàn)中異常情況的深入分析和解釋、有可能啟發(fā)人們從中發(fā)現(xiàn)新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和苗頭，獲得意想不到的有價(jià)值的試驗(yàn)結(jié)果。因此，在實(shí)驗(yàn)過程中積極開動(dòng)腦筋思考問題，在實(shí)驗(yàn)后深入進(jìn)行分析和總結(jié)，是提高實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。

目錄

實(shí)驗(yàn)一溶液PH值對(duì)苯酚、苯胺的紫外光譜的影響1實(shí)驗(yàn)二紫外吸收光譜定性分析的應(yīng)用2實(shí)驗(yàn)三間甲苯甲酸的紅外光譜測(cè)定3實(shí)驗(yàn)四紅外光譜對(duì)未知樣品的定性分析4實(shí)驗(yàn)五醛和酮的紅外光譜5實(shí)驗(yàn)六對(duì)羥基苯甲醚的核磁共振波譜（1H核）的測(cè)定6實(shí)驗(yàn)七核磁共振定性分析7

實(shí)驗(yàn)八正二十四烷的質(zhì)譜分析8實(shí)驗(yàn)九氣相色譜法測(cè)定酒中甲醇含量9實(shí)驗(yàn)十高效液相色譜柱效能的測(cè)定11實(shí)驗(yàn)十一用反相液相色譜法分離芳香烴12實(shí)驗(yàn)十二火焰原子吸收光譜法測(cè)定自來(lái)水中的鎂(標(biāo)準(zhǔn)加入法)

13實(shí)驗(yàn)十三熒光法測(cè)定鋁（以8-羥基喹啉為絡(luò)合劑）14

實(shí)驗(yàn)一溶液PH值對(duì)苯酚、苯胺的紫外光譜的影響

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、了解紫外分光光度計(jì)的儀器構(gòu)造和基本操作方法；

2、鞏固紫外分光光度法的基本原理與基礎(chǔ)知識(shí)；

3、了解溶液PH值對(duì)苯酚、苯胺的紫外光譜的影響。

實(shí)驗(yàn)原理：

紫外—可見吸收光譜起源于分了中電子能級(jí)的變化，各種化合物的紫外—可見吸收光譜的特征也就是分子中電子在各種能級(jí)間躍遷的內(nèi)在規(guī)律的體現(xiàn)。據(jù)此，我們可以對(duì)許多化合物進(jìn)行定性、定量分析，深入認(rèn)識(shí)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)。

苯具有環(huán)狀共軛體系，在紫外區(qū)有三個(gè)吸收帶，E1吸收帶,吸收峰184nm左右,εmax4.7x104；E2吸收帶,吸收峰203nm左右,εmax7.4x103，為中等強(qiáng)度吸收；B吸收帶,最大吸收峰在254nm左右,εmax230，吸收強(qiáng)度較弱，這些吸收帶都是π－π*躍遷所產(chǎn)生的。而當(dāng)苯環(huán)上的氫被其它基團(tuán)取代時(shí)，苯的吸收光譜會(huì)發(fā)生變化，復(fù)雜的B吸收帶變得簡(jiǎn)單化，吸收峰也有所變化。溶劑的極性改變、溶液的PH值改變對(duì)溶質(zhì)的紫外吸收峰的波長(zhǎng)及形狀也可產(chǎn)生影響。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

（1）、日本島津UV-2450紫外—可見分光光度計(jì)及軟件；

（2）、0.5cm石英比色皿；

（3）、苯酚水溶液，苯酚氫氧化鈉水溶液，苯胺水溶液，苯酚鹽酸水溶液；溶液的合適濃度通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）、溶液的配制；

（2）、打開電源，開啟電腦，進(jìn)入操作面板；打開光度計(jì)開關(guān)，雙擊面板上UVProve圖標(biāo)，進(jìn)入U(xiǎn)V頁(yè)面；儀器自動(dòng)自檢，系統(tǒng)初始化完畢，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)工作欄；

（3）、點(diǎn)擊光譜→點(diǎn)擊方法→設(shè)置參數(shù)→放進(jìn)盛空白溶液的比色皿→點(diǎn)擊基線→放入待測(cè)溶液→點(diǎn)擊開始→得該試液的吸收曲線，打印吸收曲線。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的苯酚水溶液、苯酚氫氧化鈉水溶液、苯胺水溶液和苯酚鹽酸水溶液的紫外光譜，分析溶液PH值對(duì)苯酚、苯胺的紫外光譜的影響，并進(jìn)行解釋。

4、問題與討論

（1）、同一物質(zhì)，在PH不同的溶液中吸收光譜有何不同？為什么？

（2）、影響紫外吸收光譜的因素有哪些？

實(shí)驗(yàn)二紫外吸收光譜定性分析的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、掌握紫外吸收光譜的測(cè)繪方法。

2、學(xué)會(huì)利用吸收光譜進(jìn)行未知物鑒定的方法。

3、學(xué)會(huì)雜質(zhì)檢出的方法。

實(shí)驗(yàn)原理：

紫外吸收光譜為有機(jī)化合物的定性分析提供了有用的信息，其方法是將未知試樣和標(biāo)準(zhǔn)品以相同濃度配制在相同的溶劑中，再分別測(cè)繪吸收光譜，比較兩者是否一致，也可將未知試樣的吸收光譜和標(biāo)準(zhǔn)圖譜，如薩特勒紫外吸收光譜圖相比較，如果吸收光譜完全相同，則一般可以認(rèn)為兩者是同一種化合物。但是，有機(jī)化合物在紫外區(qū)的吸收峰較少，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)，只要具有相同的生色團(tuán)，它們最大的吸收波長(zhǎng)λmax相同，然而其摩爾吸光系數(shù)ε或比吸光系數(shù)E1cm1%值是有差別的，因此需利用λmax和λmax處的ε或E1cm1%等數(shù)據(jù)作進(jìn)一步比較。

在沒有紫外吸收峰的物質(zhì)中檢查含高吸光系數(shù)的雜質(zhì)是紫外吸收光譜的重要用途之一，如乙醇中雜質(zhì)苯的檢查，只需測(cè)定256nm處有無(wú)苯的吸收峰即可。因?yàn)樵谶@一波段，主成分乙醇無(wú)吸收。

在測(cè)繪比較用的紫外吸收光譜圖時(shí)，應(yīng)首先對(duì)儀器的波長(zhǎng)準(zhǔn)確性進(jìn)行檢查和校正，還必須采用相同的溶劑，以排除溶劑的極性對(duì)吸收光譜的影響，同時(shí)還應(yīng)注意PH值、溫度等因素的影響，在實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)注意溶劑的純度。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

（1）、日本島津UV-2450紫外—可見分光光度計(jì)及軟件；

（2）、0.5cm石英比色皿；

（3）、苯的乙醇溶液，苯酚水溶液，苯甲酸的乙醇溶液，對(duì)苯二酚水溶液。以上各已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溶液的合適濃度應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行調(diào)整。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）、已知芳香族化合物標(biāo)準(zhǔn)光譜的繪制

在一定的實(shí)驗(yàn)條件下，以相同的溶劑為參比，用0.5cm的比色皿，在一定的波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描（或測(cè)繪）各已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的吸收光譜作為標(biāo)準(zhǔn)光譜。

各已知芳香族化合物標(biāo)準(zhǔn)光譜也可通過有關(guān)手冊(cè)得到，但應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)條件的一致。（2）、未知芳香族化合物的鑒定

A、稱取0.100g未知芳香族化合物，用去離子水溶解后轉(zhuǎn)入100mL容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。實(shí)驗(yàn)前，稀釋100倍使用。

B、用0.5cm的石英比色皿，，以去離子水作參比，在200-600nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)掃描測(cè)定未知芳香族化合物的吸收光譜（若使用無(wú)掃描功能的紫外可見分光光度計(jì)，測(cè)定時(shí)先每間隔20nm測(cè)量一次吸光度，然后每間隔10nm、5nm、2nm、1nm、0.5nm測(cè)量一次吸光度?？傊?，越靠近吸收峰。波長(zhǎng)間隔應(yīng)越小，以得到較準(zhǔn)確的吸收曲線）。

(3)、乙醇中雜質(zhì)苯的檢出

用0.5cm的比色皿，以乙醇作參比，在220-280nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)測(cè)定乙醇試樣的吸收光譜（吸收曲線）。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

（1）、通過將未知芳香族化合物的吸收光譜與已知芳香族化合物的標(biāo)準(zhǔn)光譜進(jìn)行比對(duì)，指出未知芳香族化合物可能為哪種物質(zhì)。

（2）、將乙醇試樣的吸收光譜與溶解在乙醇中苯的吸收光譜進(jìn)行比較，指出乙醇試樣中是否有苯存在。

4、問題與討論

（1）、配制試樣溶液濃度的大小，對(duì)吸光度測(cè)量值有何影響？在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)如何調(diào)整？

（2）、對(duì)已經(jīng)初步確認(rèn)的化合物純品，再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)未知物作進(jìn)一步鑒定。

實(shí)驗(yàn)三間甲苯甲酸的紅外光譜測(cè)定

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、學(xué)習(xí)用外光譜進(jìn)行化合物的定性分析，了解間甲苯甲酸的紅外光譜圖；

2、掌握紅外光譜分析時(shí)固體樣品的壓片法樣品制備技術(shù)；

3、熟習(xí)紅外分光光度計(jì)的工作原理及其使用方法。

實(shí)驗(yàn)原理：

1、將固體樣品與鹵化堿（通常是KBr）混合研細(xì)，并壓成透明片狀，然后放到紅外光譜儀上進(jìn)行分析，這種方法就是壓片法。

2、在化合物分子中，具有相同化學(xué)鍵的原子基團(tuán)，其基本振動(dòng)頻率吸收峰（簡(jiǎn)稱基頻峰）基本上出現(xiàn)在同一頻率區(qū)域內(nèi)，但同一類型原子基團(tuán)，在不同化合物中，因所處的化學(xué)環(huán)境有所不同，基頻峰頻率會(huì)發(fā)生一定移動(dòng)。因此掌握各種原子基團(tuán)基頻峰的頻率及其位移規(guī)律，就可應(yīng)用紅外光譜來(lái)確定有機(jī)分子中存在的原子基團(tuán)及其在分子結(jié)構(gòu)中的相對(duì)位置。

3、由于氫鍵的作用，間甲苯甲酸通常以二分子締合體的形式存在。只有在測(cè)定氣態(tài)樣品或非極性溶劑的稀溶液時(shí)，才能看到游離態(tài)間甲苯甲酸的特征吸收。用固體壓片法得到的紅外光譜中顯示的是間甲苯甲酸二分子締合體的特征。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

（1）、日本島津HIR-8700傅里葉紅外光譜儀及HYPER-IR附件。KBr壓片器及附件。

（2）、間甲苯甲酸（分析純）、KBr（分析純）。

（3）瑪瑙研缽，烘箱。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）、在瑪瑙研缽中分別研磨KBr和間甲苯甲酸至2μ細(xì)粉，置于干燥器中待用。

（2）、取1-2mg的干燥間甲苯甲酸和100-200mg干燥KBr。一并倒入瑪瑙研缽中進(jìn)行混合直至均勻。

（3）、取少許上述混合物粉末倒入壓片器中壓制成透明薄片。然后放到紅外光譜儀上測(cè)試。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

指出間甲苯甲酸紅外譜圖中的各官能團(tuán)的特征吸收峰，并作出標(biāo)記。

4、問題與討論

（1）、影響樣品紅外光譜圖質(zhì)量的因素是什么？

實(shí)驗(yàn)四紅外光譜對(duì)未知樣品的定性分析

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

了解鑒定未知物的一般過程。掌握用標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)進(jìn)行化合物鑒定的方法。

實(shí)驗(yàn)原理：

比較在相同的制樣和測(cè)定條件下，被分析的樣品和標(biāo)淮純化合物的紅外光譜圖，若吸收峰的位置、吸收峰的數(shù)目和峰的相對(duì)強(qiáng)度完全—致，則可認(rèn)為兩者是同一個(gè)化合物。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

（1）、日本島津HIR-8700傅里葉紅外光譜儀及HYPER-IR附件。

（2）、壓片和壓膜、鋼鏟、鑷子。

（3）、分折純的KBr粉末和四氯化碳。

（4）、已知分子式的未知試樣：1號(hào)C8H10，2號(hào)C4H10O，3號(hào)C4H8O2，4號(hào)C7H6O2。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

(1)壓片法

取1—2mg的未知樣品粉末與200mg干燥的KBr粉末(顆粒大小在2um左右)在瑪瑙研缽中混勻后壓片，測(cè)繪紅外譜圖，進(jìn)行譜圖處理(基線校正、平滑、ABEX擴(kuò)張、歸一化)，譜圖檢索(操作見說明書)，確認(rèn)其化學(xué)結(jié)構(gòu)。

(2)液膜法

取l一2滴未知樣品滴加在兩個(gè)KBr晶片之間。用夾具輕輕夾住，測(cè)繪紅外譜圖，進(jìn)行譜圖處理，譜圖檢索(操作見說明書)，確認(rèn)其化學(xué)結(jié)構(gòu)。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

(1)、在測(cè)繪的譜圖上標(biāo)出所有吸收峰的波數(shù)位置，

(2)、對(duì)確定的化合物。列出主要吸收峰并指認(rèn)歸屬。

4、問題與討論

(1)、區(qū)分飽和烴和不飽和烴的主要標(biāo)志是什么？

(2)、羰基化合物譜圖的主要特征是什么?

(3)、芳香烴的特征吸收在什么位置?

實(shí)驗(yàn)五醛和酮的紅外光譜

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、選擇醛和酮的羰基吸收頻率進(jìn)行比較。說明取代效應(yīng)和共軛效應(yīng)，指出各個(gè)醛、酮的主要譜帶。

2、熟悉壓片法及可拆式液體池的制樣技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)原理：

醛和酮在1870一1540cm-1范圍內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)吸收峰，這是C＝O的伸縮振動(dòng)吸收帶。其位置相對(duì)較固定且強(qiáng)度大，很容易識(shí)別。而C＝O的伸縮振動(dòng)受到樣品的狀態(tài)、相鄰取代基

團(tuán)、共軛效應(yīng)、氫鍵、環(huán)張力等因素的影響，其吸收帶實(shí)際位置有所差別。

脂肪醛在1740一1720cm-1范圍有吸收，碳上的電負(fù)性取代基會(huì)增加C＝O譜帶吸收頻率。例如，乙醛在1730cm-1處吸收，而三氯乙醒在1768cm-1處吸收。雙鍵與羰基產(chǎn)生共軛效應(yīng)，會(huì)降低C＝(〕的吸收頻率。芳香醛在低頻處吸收。內(nèi)氫鍵也使吸收向低頻方向移動(dòng)。

酮的羰基比相應(yīng)的醛的羰基在稍低的頻率處吸收。飽和脂肪酮在1715cm-1左右有吸收。同樣，雙鍵的共軛會(huì)造成吸收向低頻移動(dòng)。酮與溶劑之間的氫鍵也將降低羰基的吸收頻率。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

（1）、日本島津HIR-8700傅里葉紅外光譜儀及HYPER-IR附件。、壓片、壓膜器及附件。

（2）、苯甲醛；肉桂醛；正丁醛，二苯甲酮；環(huán)己酮，苯乙酮；滑石粉；無(wú)水乙醇；KBr。

（3）瑪瑙研缽，烘箱。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

用可拆式液體池將苯甲醛、肉桂醛、正丁醛、環(huán)己酮、苯乙酮等分別制成約0.015-0.025mm厚的液膜，繪出紅外光譜。而二苯甲酮為固體則可按壓片法制成KBr片劑測(cè)其紅外光譜。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

（1）、確定各化合物的羰基吸收頻率，根據(jù)各化合物的光譜寫出它們的結(jié)構(gòu)式。

（2）、根據(jù)苯甲醛的光譜，指出在3000cm-1范圍左右及675cm-1、750cm-1之間所得到的主要譜帶，簡(jiǎn)述分子中的鍵或基因構(gòu)成這些譜帶的原因。

（3）、根據(jù)環(huán)己酮光譜，指出在2900cm-1和1460cm-1處附近吸收的主要譜帶對(duì)應(yīng)的基團(tuán)。

（4）、比較肉桂醛、苯甲醛與正丁醛的烷基頻率，論述共軛效應(yīng)和芳香性對(duì)羰基吸收頻率的影響。

（5）、共軛效應(yīng)及芳香性對(duì)酮的羰基的頻率影響如何?

4、問題與討論

（1）、解釋若用氯原子取代烷基，羰基頻率會(huì)發(fā)生位移的原因。

（2）、推測(cè)苯乙酮C＝O伸縮的泛頻在什么頻率處。

實(shí)驗(yàn)六對(duì)羥基苯甲醚的核磁共振波譜（1H核）的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、了解核磁共振波譜儀的工作原理及其操作方法；

2、學(xué)習(xí)對(duì)1H核的核磁共振波譜的解釋。

實(shí)驗(yàn)原理：

1、采用掃場(chǎng)方法：將樣品用頻率固定的電磁輻射進(jìn)行照射，并緩緩改變外加磁場(chǎng)的強(qiáng)度，達(dá)到引起共振為止。

2、由于1H核在化合物分子中所處的化學(xué)環(huán)境不同，因而其化學(xué)位移值δ、偶合常數(shù)等也不同。磁性核的化學(xué)位移值δ、偶合常數(shù)以及積分面積之比，為有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)剖析，提供了極為重要的信息。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

（1）、核磁共振波譜儀德國(guó)Bruker公司ARX-300

（2）、試樣管φ5×200mm

（3）、參考物四甲基硅烷（TMS）

（4）、溶劑氘代氯仿CDCl3

（5）、樣品對(duì)羥基苯甲醚

2、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）、取5mg左右的對(duì)羥基苯甲醚裝入試樣管中，加入0.5mL的氘代氯仿溶解；

（2）、按實(shí)驗(yàn)條件要求，根據(jù)儀器操作步驟調(diào)節(jié)好儀器；

（3）、把裝有對(duì)羥基苯甲醚的氘代氯仿溶液的樣管置于探頭上測(cè)譜。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

根據(jù)實(shí)驗(yàn)獲得的對(duì)羥基苯甲醚的核磁共振波譜圖，解釋譜圖上出現(xiàn)的各共振吸收峰歸屬于何種基團(tuán)。

4、問題與討論

（1）、產(chǎn)生核磁共振的必要條件石什么？

（2）、何謂屏蔽作用及化學(xué)位移？

（3）、核磁共振波譜能為核磁共振波譜的結(jié)構(gòu)剖析提供哪些信息？

實(shí)驗(yàn)七核磁共振定性分析

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

學(xué)習(xí)利用核磁共振波譜法對(duì)化合物進(jìn)行定性分析。

實(shí)驗(yàn)原理：

質(zhì)子的共振頻率不僅取決于外加磁場(chǎng)和核磁矩，同時(shí)還要受到質(zhì)子在化合物中所處的化學(xué)環(huán)境的影響。即不同化學(xué)環(huán)境中的質(zhì)子，其化學(xué)位移不同，由此可利用化合物進(jìn)行定性鑒定。

例如：乙醇CH3CH2OH分子中，有三組處于不同化學(xué)環(huán)境的質(zhì)子：一CH3個(gè)的

三個(gè)質(zhì)子、一CH2中的二個(gè)質(zhì)子和一OH中的一個(gè)質(zhì)子，因而在不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度下將產(chǎn)生不同的核磁共振，也就是說它們有著不同的化學(xué)位移、如圖所示。

(A)純乙醇-CCl4溶液的NMR譜；(b)快速交換下的-OH、一CH2譜

由基團(tuán)的核磁共振化學(xué)位移表可知，δl～2ppm的一組三重峰為一CH3峰，由裂分?jǐn)?shù)(n十1)規(guī)律可知-CH3基團(tuán)與-CH2-基團(tuán)相鄰；δ2～4ppm的一組多重峰是由于-CH2-受鄰近的-CH3和-OH的偶合作用而裂分成的多重峰；而δ4～5ppm的三重峰是一OH受鄰近-CH2一基團(tuán)的偶合而裂分的吸收峰。

對(duì)于不純的、含有衡量酸、堿等雜質(zhì)的乙醇，一OH上的質(zhì)子常與分子間或與溶劑之間的質(zhì)子發(fā)生交換反應(yīng)，并且交換反應(yīng)速度受衡量雜質(zhì)的催化，因而不與鄰近質(zhì)子發(fā)生偶合．故一OH峰不再分裂，所得NMR譜如圖(b)所示。這時(shí)一CH3為三重峰，強(qiáng)度比為1：2：1；亞甲基為四重峰，強(qiáng)度比為1：3：3：1。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

（1）、核磁共振波譜儀德國(guó)Bruker公司ARX-300

（2）、試樣管φ5×200mm

（3）、無(wú)水乙醇(分析純)；95％乙醇(分析純)，TM5一CCl4溶液。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）、取無(wú)水乙醇0.2mL于5mm，加0.5mLTM5一CCl4溶液，搖勻后進(jìn)行核磁共振測(cè)定，記錄譜圖。

（2）、取95％乙醇0.2mL與上同樣操作。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

（1）、由所得譜圖找出各組峰的化學(xué)位移，并作出峰的歸屬。

（2）、由圖計(jì)算偶合常數(shù)J，判斷CH3CH2OH的核磁共振譜是否為一級(jí)譜。

4、問題與討論

（1）、何謂偶合常數(shù)？

實(shí)驗(yàn)八正二十四烷的質(zhì)譜分析

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

了解質(zhì)譜圖的構(gòu)成及正構(gòu)烷烴質(zhì)譜圖的主要特點(diǎn)，說明各碎片離子峰的來(lái)源。

實(shí)驗(yàn)原理：

質(zhì)譜，就是在高真空狀態(tài)下，化合物分子經(jīng)電子流沖擊或用其他手段打掉一個(gè)電子（有時(shí)多于一個(gè)，但少見）生成分子離子，同時(shí)還會(huì)發(fā)生化學(xué)鍵的有規(guī)律裂解，生成各種質(zhì)量數(shù)的碎片離子，質(zhì)量不同的帶正電荷離子，在電場(chǎng)、磁場(chǎng)的作用下按著質(zhì)荷比大小排列而成的圖譜。

質(zhì)譜可用來(lái)測(cè)定分子量，結(jié)合元素分析確定分子。高分辨質(zhì)譜可直接確定分子式。并可用于混合物的含量測(cè)定。此外質(zhì)譜還可用來(lái)研究有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理等。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

（1）、儀器VGAnalytical70—SE雙聚焦質(zhì)譜儀，電子轟擊源。

（2）、試劑正二十四烷：色譜純，白色片狀結(jié)晶，相對(duì)分子量338。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）、裝入樣品：將2—4ug正二十四烷固體樣品放入直接探頭進(jìn)樣桿的樣品杯中，將樣品杯牢固裝在杯子支架上，然后將進(jìn)樣桿推入真空鎖閥第一個(gè)“停止”處，此時(shí)進(jìn)樣桿上的卡口已進(jìn)入真空鎖閥邊緣的槽里。抽凈空氣再慢慢打開球閥并注意離子源真空規(guī)的讀數(shù)小于10-4mbar，再旋轉(zhuǎn)真空鎖閥邊緣槽上的軸，使卡口對(duì)準(zhǔn)閉鎖柄的導(dǎo)入管，再緩緩平穩(wěn)推動(dòng)進(jìn)樣桿至第二個(gè)“停止”處，使探頭頂端到位與電離室入口密封，開動(dòng)真空系統(tǒng)使電商室的真空度達(dá)10-6Torr。

（2）、設(shè)定樣品加熱溫度：將探頭控溫電纜線接至探頭末端的五蕊插座上，再調(diào)節(jié)探頭加熱溫度指示到所需的250℃位置。

（3）、掃描條件的設(shè)置：將掃描控制單元的主掃描速度調(diào)節(jié)為20s掃速下獲線性掃描所需的質(zhì)量范圍(400amU，將紫外記錄儀的紙速調(diào)至5mm／s。然后將積分掃描開關(guān)置于磁檔．調(diào)“低質(zhì)量”和“間隔”旋鈕，和主掃描一樣，給出掃描為0.1—1s的積分磁掃描。

（4）、電子轟擊源工作條件的設(shè)定：發(fā)射電流500uA，電子能量70ev，離子源溫度200℃。

（5）、質(zhì)譜圖的獲?。航油ㄖ苯犹筋^進(jìn)樣的電加熱電源，升高探頭溫度，在監(jiān)示器監(jiān)測(cè)樣品升溫蒸發(fā)情況。將紫外記錄儀接在監(jiān)示器輸出端．當(dāng)達(dá)到樣品蒸發(fā)分布圖的最強(qiáng)處，啟動(dòng)主掃描按鈕，紫外記錄儀能自動(dòng)啟動(dòng)并記錄質(zhì)譜圖。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

（1）、由獲得的質(zhì)譜圖找出其中的分子離子峰和基峰。

（2）、確定相對(duì)強(qiáng)度大于50％的離子峰的結(jié)構(gòu)式。

4、問題與討論

根據(jù)相對(duì)強(qiáng)度大于50％的離子峰的結(jié)構(gòu)式，指出這些相鄰離子峰的質(zhì)量數(shù)相差多少?

其碎片離子峰的通式是什么?

實(shí)驗(yàn)九氣相色譜法測(cè)定酒中甲醇含量

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1、掌握外標(biāo)定量法。

2、熟練掌握微量注射器進(jìn)樣技術(shù)。

3、掌握色譜工作站的應(yīng)用。

實(shí)驗(yàn)原理：

外標(biāo)法是在一定的操作條件下，用純組分或已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液配制一系列不同含量的標(biāo)準(zhǔn)樣品，定量地準(zhǔn)確進(jìn)樣，用所得色譜圖相應(yīng)組分峰面積（或峰高）對(duì)組分含量作標(biāo)準(zhǔn)曲線。分析樣品時(shí)，由準(zhǔn)確定量進(jìn)樣所得峰面積（或峰高），從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出其含量。

酒中甲醇含量的測(cè)定，以氫火焰離子化檢測(cè)器利用醇類物質(zhì)在氫火焰中的化學(xué)電離進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)甲醇的色譜峰高與標(biāo)準(zhǔn)曲線比較進(jìn)行定量。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

（1）、儀器

SQ-203型（或其他型號(hào)）氣相色譜儀

GDC-300B型（或其他型號(hào)）全自動(dòng)氫氣發(fā)生器

微量注射器1uL2支

容量瓶25mL7只

（2）、試劑

甲醇（色譜純）

60%乙醇水溶液（不含甲醇）

2、實(shí)驗(yàn)步驟

（1）、色譜柱的準(zhǔn)備

將內(nèi)徑4mm，長(zhǎng)2m的玻璃或不銹鋼色譜柱洗凈、烘干，采用GDX-102（60-80目）作為固定相制備色譜柱。

（2）、色譜操作條件

檢測(cè)器：氫火焰離子檢測(cè)器

汽化室、檢測(cè)器溫度：1900C

柱溫：1700C

氫氣流速：40mL/mim

空氣流速：450mL/mim

氮?dú)猓∟2）流速：40mL/mim

衰減和記錄紙速可根據(jù)進(jìn)樣后色譜圖的情況適當(dāng)選擇。

（3）、甲醇標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的配制

以60%乙醇水溶液為溶劑，配制濃度分別為0.1%、0.3%、0.5%、0.7%的甲醇標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。

（4）、色譜測(cè)定

用微量注射器分別吸取0.5uL各甲醇標(biāo)準(zhǔn)系列溶液及試樣溶液注入色譜儀，取得色譜圖，以保留時(shí)間對(duì)照定性，確定甲醇色譜峰。

（5）、實(shí)驗(yàn)記錄

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

（1）、以色譜峰高為縱坐標(biāo)。甲醇標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

（2）、根據(jù)試樣溶液色譜圖中甲醇峰峰高，查出試樣溶液中甲醇的含量（g/100Ml）。

4、問題與討論

（1）、外標(biāo)法是否要求嚴(yán)格準(zhǔn)確進(jìn)樣？操作條件的變化對(duì)定量結(jié)果有無(wú)明顯影響？為什么？

（2）、在那些情況下，采用外標(biāo)法定量較為適宜？

實(shí)驗(yàn)十高效液相色譜柱效能的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

學(xué)習(xí)高效液相色譜柱效能的的測(cè)定方法；了解高效液相色譜儀基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及初步學(xué)習(xí)操作方法。

實(shí)驗(yàn)原理：

對(duì)色譜體系，色譜柱的柱效能，可以定量地用理論塔板數(shù)n來(lái)表示：

n=5.54（tR/Y1/2）2=16（tR/Y）2

速率理論及范弟姆特方程式對(duì)于研究影響高效液相色譜柱效的各種因素，同樣具有指導(dǎo)意義：

H=A+B/u+Cu

由于組分在液體中的擴(kuò)散系數(shù)很小，縱向擴(kuò)散項(xiàng)（B/u）對(duì)色譜峰擴(kuò)展的影響可以忽略，

而傳質(zhì)阻力項(xiàng)Cu則成為影響柱效的主要因素。因此，提高柱內(nèi)填料裝的均勻性和減小粒度，以加快傳質(zhì)速率，可以提高柱效能。除上述因素以外，還應(yīng)考慮一些柱外展寬的因素，其中包括進(jìn)樣器的死體積和進(jìn)樣技術(shù)等所引起的柱前展寬，以及由柱后聯(lián)結(jié)管、檢測(cè)器流通池體積所引起的柱后展寬。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

(1)、Waters高效液相色譜儀1525泵（2）、Waters2996PDA紫外檢測(cè)器（3)、717Plus自動(dòng)進(jìn)樣器（4）、聯(lián)想計(jì)算機(jī)及打印機(jī)

（5）、微量進(jìn)樣器25ul（6）、超聲波清洗器

（7）、超純水或二次重蒸餾水（8）、甲醇（色譜純）

（9）、苯、萘、聯(lián)苯、（A.R）.（10）、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

A、標(biāo)準(zhǔn)貯備液配制含苯、萘、聯(lián)苯各1000ug/ml的正己烷溶液100ml，備用。

B、標(biāo)準(zhǔn)使用液用上述貯備液配制含苯、萘、聯(lián)苯各1000ug/ml的正己烷溶液25ul，備用。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

(1)、色譜操作條件

A、色譜柱WatersNova-PakC183.9*150mm顆粒度4um。

B、流動(dòng)相甲醇：水（83：17），流量0.5ml/min和1ml/min。

C、紫外檢測(cè)器測(cè)試波長(zhǎng)=254nm

D、進(jìn)樣量3ul

（2）、色譜測(cè)定

A、將流動(dòng)相于超聲波清洗器上，脫氣15min；

B、設(shè)置流動(dòng)相流量為0.5ml/min，按儀器操作步驟調(diào)節(jié)儀器至進(jìn)樣狀態(tài)，待儀器液路和電路系統(tǒng)達(dá)到平衡，儀器基線噪音最小時(shí)，即可進(jìn)樣。

C、吸取3ul標(biāo)準(zhǔn)使用液進(jìn)樣，記錄色譜圖，重復(fù)進(jìn)樣兩次。

D、設(shè)置流動(dòng)相流量為1ml/min，儀器穩(wěn)定后，吸取3ul標(biāo)準(zhǔn)使用液進(jìn)樣，記錄色譜圖，重復(fù)進(jìn)樣兩次。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

（1）、記錄實(shí)驗(yàn)條件

A、色譜柱

B、流動(dòng)相及流量

C、檢測(cè)器

D、進(jìn)樣量

（2）、測(cè)量各色譜圖中苯、萘、聯(lián)苯等的保留時(shí)間tR及色譜峰的半峰寬Y1/2，計(jì)算各對(duì)應(yīng)理論塔板數(shù)n。

4、問題與討論

（1）、由本實(shí)驗(yàn)計(jì)算所得的各組分理論塔板數(shù)說明什么？

（2）、紫外光度檢測(cè)器是否使用于檢測(cè)所有的有機(jī)化合物，為什么？

（3）、若實(shí)驗(yàn)獲得的色譜峰太小，你應(yīng)如何改善實(shí)驗(yàn)條件？

實(shí)驗(yàn)十一用反相液相色譜法分離芳香烴

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1．學(xué)習(xí)高效液相色譜儀的操作。

2．了解反相液相色譜法分離非極性化合物的基本原理。

3．掌握用反相液相色譜法分離芳香烴類化合物的方法。實(shí)驗(yàn)原理：

實(shí)驗(yàn)原理：

高效液相色譜法是重要的液相色譜法。它選用顆粒很細(xì)的高效固定相，采用高壓泵輸送流動(dòng)相，分離、定性及定量全部分析過程都通過儀器來(lái)完成。除了有快速、高效的特點(diǎn)外，

它能分離沸點(diǎn)高、分子量大、熱穩(wěn)定性差的試樣。

根據(jù)使用的固定相及分離原理不同，—般將高效液相色譜法分為分配色譜、吸附色譜、離子交換色譜和空間排斥色譜等。

在分配色譜中，組分在色譜柱上的保留程度取決于它們?cè)诠潭ㄏ嗪土鲃?dòng)相之間的分配系數(shù)K:

K=組分在固定相中的濃度/組分在流動(dòng)相中的濃度

顯然，K越大，組分在固定相上的停留時(shí)間越長(zhǎng)，固定相與流動(dòng)相間的極性差值也越，因此，相應(yīng)出現(xiàn)了流動(dòng)相為非極性而固定相為極性物質(zhì)的正相液相色譜法和以流動(dòng)相為極性而固定相為非極性物質(zhì)的反相液相色譜法。目前應(yīng)用最廣的固定相是通過化學(xué)反應(yīng)的方法將固定液鍵合到硅膠表面上，即所謂的鍵合固定相。若將正構(gòu)烷烴等非極性物質(zhì)(如n—CN烷)鍵合到硅膠基質(zhì)上．以極性溶劑(如甲醇和水)為流動(dòng)相，則可分離非極性或弱極性的

化合物。據(jù)此，采用反相液相色譜法可分離烷基苯類化合物。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

(1)、Waters高效液相色譜儀1525泵（2）、Waters2996PDA紫外檢測(cè)器（3)、717Plus自動(dòng)進(jìn)樣器（4）、聯(lián)想計(jì)算機(jī)及打印機(jī)

（5）、微量進(jìn)樣器10ul（6）、超聲波清洗器

（7）、色譜柱：250mm×4.6mm，n-C18柱

（8）、苯、甲苯、n-丙基苯，n-丁苯(均為A．R．)。

（9）、未知樣品。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

(1)、用流動(dòng)相溶液(80％甲醉十20％水)配制濃度為10mg／mL的標(biāo)準(zhǔn)樣品。

（2）、在教師指導(dǎo)下，按下述色譜條件操作色譜儀：

柱溫：室溫，流動(dòng)相流速1.3mL／min

UV檢測(cè)器靈敏度調(diào)到o.32一o.64AUFS；

（3）、待記錄儀基線穩(wěn)定后，分別進(jìn)苯、甲苯、n-丙基苯、n-丁基苯、標(biāo)準(zhǔn)樣各5uL，進(jìn)樣同時(shí)，按標(biāo)記鈕(MARKER)。

（4）、獲得四種標(biāo)準(zhǔn)樣的色譜圖后，按步驟3進(jìn)未知試樣20uL（由教師提供）記錄色譜圖。

3、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理

（1）、測(cè)定每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣的保留距離(進(jìn)樣標(biāo)記至色譜峰頂間的距離)。

（2）、測(cè)定未知試樣中每一個(gè)峰的保留距離，與標(biāo)準(zhǔn)樣色譜圖比較，標(biāo)出未知試樣中每一個(gè)峰代表什么化合物。

（3）、用標(biāo)樣峰的峰面積，估算未知試樣中相應(yīng)化合物的含量。

4、問題與討論

（1）、解釋未知試樣中各組分的洗脫順序。

（2）、試說明苯甲酸在本實(shí)驗(yàn)的色譜柱上，是強(qiáng)保留還是弱保留？為什么？

實(shí)驗(yàn)十二火焰原子吸收光譜法測(cè)定自來(lái)水中的鎂(標(biāo)準(zhǔn)加入法)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

掌握標(biāo)準(zhǔn)加入法測(cè)定元素含量的操作。

實(shí)驗(yàn)原理：

當(dāng)試樣組成復(fù)雜，配置的標(biāo)準(zhǔn)溶液與試樣組成之間存在較大差別時(shí)；試樣的基體效應(yīng)對(duì)測(cè)定有影響，或干擾不易消除，分析樣品數(shù)量少時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)加入法較好，將已知的不同濃度的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液加入到幾個(gè)相同量的待測(cè)樣品溶液中去，然后—起測(cè)定，并繪制分析曲線，將

繪制的直線延長(zhǎng)，均橫軸相交，交點(diǎn)至原點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的濃度即為待測(cè)試驗(yàn)的濃度。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

1、儀器與試劑

儀器：原子吸收光度計(jì)；

容量瓶：50mL5個(gè)，100mL1個(gè)；

吸量管：5mL2個(gè)；

燒杯：25mL2個(gè)；

試劑：標(biāo)準(zhǔn)Mg儲(chǔ)備液(100ug/mL)：稱取1g金屬鎂(精確到0．0002g)，溶于少量鹽酸中，并轉(zhuǎn)移至1L容量瓶中，用去離子水稀釋至標(biāo)線，搖勻?；驕?zhǔn)確稱取1.66g氧化鎂（MgO)，于8000C灼燒至恒重，溶于50mL鹽酸及少量去離子水中，移入1L容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。此溶液濃度為1mg／mL（以Mg計(jì))。

2、實(shí)驗(yàn)步驟

(1)、標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

取Mg標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(1000ug／mL)5mL，移入100mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻備用，此溶液Mg含量為50ug／mL。

(2)、測(cè)量溶液的配制

分別吸取10mL試樣溶液5份于5個(gè)50mL容量瓶中，各加入含量為50ug／mL的Mg標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00，1.00，2.00，3.00，4.00mL，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。

(3)、操作步驟

打開儀器并設(shè)定好儀器條件；

火焰：乙炔-空氣

乙炔流量：1.5L／min

空氣流量：6L/min

空心陰極燈電流：5mA

狹縫寬度：0.04mm

燃燒器高度：8mm

吸收線波長(zhǎng)：285.2nm

待儀器穩(wěn)定后，用空白溶劑調(diào)零，