常州工程职院仪器分析测试技术教案4-3原子吸收分光光度法：工作曲线法测定镁

教案纸№3-1常州工程职业技术学院原子吸收光谱法工作曲线法测定水中镁教学任务p目标：掌握工作曲线法的原理，特点及应用,完成工作曲线法测定水中微量镁的操作p内容：（1）原子吸收标准溶液的制备；（2）工作曲线法定量；（3）仪器工作软件的使用，条件设置，测量操作；。p教学方法：实验验证、学生总结，拓展引申p学时：每 20人为学习组，需 6台仪器，2­3人一台仪器， 6 学时教学设计问题提出，如何测定水中镁？水中镁测定的方法讨论解决，引出工作曲线法确定分析方法，讲解演示实验步骤学生提问学生实验讲解实验数据处理总结实验结果得出结论（工作曲线法的特点，适用范围。测量中注意事项）理论提升（标准溶液配制）问题思考。教案纸№3-2常州工程职业技术学院复习p原子吸收分光光度计的操作：接通电源­打开电脑­ 开主机­打开操作软件­初始化­寻峰­设置实验条件­检查排水装置­开空气压缩机­开乙炔­调节气体压力­点火­样品测定。p原子吸收测定条件的设定：波长；光谱带宽；灯电流；乙炔流量；燃烧器高度。课程引入p镁是地球上储量最丰富的轻金属元素之一，具有强度高、密度小、机械加工性能好等特点。广泛应用于航空航天、机械制造、交通运输等领域。镁是叶绿素分子的核心原子。是植物光合作用的中心。镁能激活人体内多种酶，抑制神经异常兴奋性，维持核酸结构的稳定。心脑血管病、高血压、糖尿病、白内障、骨质疏松、抑郁症均与缺镁有关。p问题 1：要定量测定某水样中含有的微量镁，可采用哪几种方法？讨论问题 1 的解决：测定水样中的微量镁可以采用化学法（配位滴定）、电位法、分光光度法、原子吸收法等。它们各有优缺点，而原子吸收法以其灵敏度高、干扰少，简单快速而被广泛采用。p问题 2：在邻二氮菲分光光度法测定铁的实验中我们曾经采用过工作曲线法，它的原理是什么？在原子吸收分析中如何操作？工作曲线法原理与操作：（教师讲解）p光吸收定律从 A=KbC=K / C 可知吸光度 A 与待测元素的浓度 C 成线性关系，通过测量吸光度 A可以计算待测元素的浓度 C，但需要确定K / 。如何测定K / 呢？可通过一个已知浓度的 A来计算。可以通过各种方法确定K / ，工作曲线法是实际工作中使用最广泛的一种。p工作曲线法的操作（1）工作曲线的绘制-先配制一组浓度合适的标准系列溶液，在测定条件下，由低浓度到高浓度依次测定它们的吸光度，然后以吸光度A为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，绘制吸光度（A）-浓度（c）的工作曲线。（2）试样的测定-用与绘制工作曲线相同的条件测定样品的吸光度，利用工作曲线以内插法求出被测元素的浓度。水中镁的测定工作曲线法测定水中镁包括如下内容：p配制标准系列；p制备样品溶液；p开机预热，设置仪器条件；图工作曲线教案纸№3-3常州工程职业技术学院p测量标准系列及样品溶液的吸光度；p绘制工作曲线；p利用内插法查得试液浓度。仪器p原子吸收分光光度计；（型号TAS990，北京普析通用仪器公司）p空气压缩机；p乙炔钢瓶；p镁空心阴极灯；p玻璃量器、容器：100mL容量瓶2个；50mL容量瓶5个；5、10mL移液管各一支；100mL烧杯一个。p镁标准贮备液：准确称取800℃灼烧至恒重的氧化镁（A.R.）1.6583g，滴加1molL-1HCl至完全溶解，移入1000mL容量瓶中，稀释至标线，摇匀。此溶液镁的浓度为ρ（Mg）=1.000mgmL-1；贮存期-1年。（标准储备液可以在课前由教师配制）p蒸镏水（二级）；p盐酸（G.R）p含镁水试样。镁标准系列溶液配制（学生设计方案并配制）：p配制标准系列溶液：ρ（Mg）=0.10、0.20、0.30、0.40、0.50μg/mL的镁标准溶液。p现有的标准贮备液：ρ（Mg）=1.000mg/mL。p配制溶液体积50mL。p如何配制？p请设计溶液配制的方案，并完成配制过程。提示：Ø配制ρ（Mg）＝5.00μg/mL 镁标准溶液移取 5mLρ（Mg）＝100μg/mL 镁标准溶液于 100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至标线，摇匀。Ø配制ρ（Mg）=0.10、0.20、0.30、0.40、0.50μg/mL 的镁标准系列溶液移取 5.00μg/mL 镁标准溶液 2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL于 5 个 100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至标线，摇匀。教案纸№3-4常州工程职业技术学院试样制备：p移取水样10.00mL，加入100mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至标线，摇匀。实验条件设置下列实验条件（TAS990型）p分析线：285.2nm；p光谱通带：0.4nm；p空心阴极灯电流：2mA；p乙炔流量：2000mL/min；p燃烧器高度：5mm。p在仪器操作软件的分析方法选项中选择“标准曲线法”，并输入标准系列浓度。学生实训p实验分组，每二人一组，按照上述的方法配制溶液，安装元素灯，开机设置试验条件，分工协作完成实验。标准曲线的绘制、样品的测定（学生操作）p由稀到浓逐个测定镁标准系列溶液的吸光度，绘制标准曲线。p测量样品溶液的吸光度，由工作曲线查得样品浓度。测定结果的计算（学生给出，教师作适当提示）p水样中镁含量ρ（Mg）= 1 0 V V C 式中ρ（Mg）水样中镁含量，μg/mL； C 工作曲线查得数值，μg/mL； V0 样品溶液定容体积，mL； V1 取样量，mL。实训中的问题及解决p问题1：开机时电脑与主机无法连接，工作软件显示只能脱机工作。原因：开机顺序错误，先开原子吸收分光光度计主机电源，后开电脑。解决方法：关闭主机，等待5分钟后重新开机。p问题2：初始化失败，波长电机出现×。无法进行下一步操作。原因：空心阴极灯不亮，灯安装错误。解决方法：将灯取出重新安装，再初始化。p问题3：火焰无法点燃，检查空气，乙炔减压阀压力正常。教案纸№3-5常州工程职业技术学院原因：管路上的乙炔阀门关闭，无乙炔供应。解决方法：打开乙炔管路阀门，重新点火。p问题4：测量时，吸入浓度0.10-0.50μg/mL的镁溶液，吸光度均为零。原因：检查发现寻峰没有完成就结束寻峰。解决办法：重新寻峰。p问题5：测量时吸光度值不稳定。原因：仪器周围有风，致使火焰摆动。解决方法：关闭门窗，盖好燃烧室挡板。p问题6：线性相关系数小于0.99。原因：读数操作错误，将毛细管插入溶液，吸光度未稳定即读数。解决方法：重新测量。影响工作曲线法测定准确度的因素：p标准系列及样品溶液的制备（移液管，容量瓶的正确使用）；p测量条件设置；p吸喷溶液时毛细管的位置；p空气对流对火焰的影响；p读数开始的时间。p每次分析前应该用标准溶液对系统进行校正；p整个分析过程中操作条件保持不变；p标准系列与被分析样品溶液的组成应该尽可能一致；p标准和试样溶液的吸光度应在0.2~0.8之间p当样品的情况不清或很复杂时分析误差较大，可用其他方法定量。学生总结p实验条件的内容：分析线（波长）、光谱带宽、灯电流、燃气流量、燃烧器高度p原子吸收工作曲线法的特点：简单快速，适合大批量样品的测定。p影响测定准确度的因素：标准及样品溶液的制备，移液管、容量瓶的正确使用，仪器条件设置，上机时毛细管的位置，空气对流对火焰的影响等。p注意事项：①标准溶液与试液的基体要相似，以消除基体效应。标准溶液浓度范围应将试液中待测元素的浓度包括在内。浓度范围大小应以获得合适的吸光度读数为准。②在测量过程中要吸喷去离子水或空白溶液来校正零点漂移。③由于燃气和助燃气流量变化会引起教案纸№3-6常州工程职业技术学院工作曲线斜率变化，因此每次分析都应重新绘制工作曲线。拓展与引申（教师讲解）p标准溶液的配制：原子吸收标准贮备溶液常采用光谱纯试剂经酸(或水)溶后配制成一定浓度。使用时用标准贮备溶液经逐步稀释至所需浓度。p试样的制备：将样品制成稀酸或水溶液。水溶性样品直接水溶或酸溶后过滤上机；水不溶解的固体样品应采用酸消解或干灰化的方法将其中的待测组份转化为水或稀酸溶液。p若测定固体样品中的镁，或测定污水中的镁，实验条件如何设置？样品如何处理？p固体样品或污水需要将其中的镁转化为可溶性的镁离子，方法－干灰化、湿消化、微波消化等方法。p除了工作曲线法，是否还可用其他的定量方法? p标准加入法，内标法，稀释法等都可采用。而工作曲线法是最常用的一种定量方法。思考题本实验“工作曲线法测定水中微量镁”采用的是工作曲线法定量，其适用于组成简单的，无干扰的样品测定，对于复杂样品，存在干扰时选择何种定量方法呢？查阅相关文献，寻找答案。