仪器分析实验指导书200803

《仪器分析》课程实验指导书课程学时：72实验学时：36适用专业：制药、化工、环境工程编写日期：2008.3西北民族大学化工学院目录1实验一、大型仪器维护与保养的基本常识……………………………2实验二、气相色谱内标法分析白酒中的杂质........................................4实验三、气相色谱内、外标法分析80%敌敌畏乳油的含量................9实验四、亚硝化紫外分光光度法测定草甘膦含量..............................11实验五、红外吸收光谱的测定及结构分析..........................................14实验六、液相色谱结构与操作方法......................................................16实验七、头孢拉定的液相色谱分析......................................................182实验一、大型仪器维护与保养的基本常识大型仪器泛指价值高、分析精度高，在科学研究工作具有的重要作用的分析仪器。它是科学研究工作的重要物质技术基础。因此，对于大型仪器，以及其实验室，各单位都专门制定了特殊的管理规定。对于我们的教学实验，尤其要强调的首要问题是安全，包括实验室仪器的安全和师生人身的安全；其次，每位同学必须了解一些常见仪器的维护与保养知识，以便顺利地完成实验课的学习。1、掌握大型仪器实验室安全常识；2、了解大型仪器的基本维护与保养知识。二、实验室安全常识1、人身安全大型仪器实验室配备的燃气（氢气、乙炔等）属于易燃气体。因此，使用燃气时必须检漏。进入实验室后，必须牢固树立防火意识，严禁明火，杜绝吸烟等行为。实验室所用的剧毒、强腐蚀化学试剂，以及易燃、易爆、易挥发的化学试剂也是危机人身安全的重要隐患，必须在实验教师的指导下，严格按照规章程序操作，不可麻痹大意。另为，有些仪器配备放射性元素放射源，都是对人身具有严重健康威胁的物质，必须按照操作规程操作，才能避免不必要的危险。2、仪器安全大型仪器科学研究工作的重要物质技术基础，也是学校教学和学科建设的发展标志之一。因此，任何违章操作，以及有意和无意造成仪器的损坏，都将是严重的实验室工作事故，责任重大，要求同学们树立爱护和认真的态度，一切行为听从老师安排，不要随意乱动仪器设备。三、实验用仪器设备的安全注意事项（一）气相色谱1、开机前先检查气路是否漏气。2、当用氢气作载气，以及分析有害、有毒化学物质时，必须将尾气通往室外，室内还要通风。3、做实验时不要触摸热导池检测器（TCD）和氢火焰离子化检测器（FID）的进样口和检测器，避免烫伤。也不要放置其它物品，防止着火。4、关机：当进样孔温度、柱温和检测器温度均低于50℃时，关闭色谱仪主机的开关，再氮气发生器的开关，最后关闭空气泵。5、微量注射器移取溶液时，必须注意液面上气泡的排除，抽液时应缓慢上提针芯，若有气泡，可将注射器针尖向上，使气泡上浮推出。不要来回空抽。注意不要将针心抽出，否则进样器会被损坏。进样时注意保护进样器的针头，以防将其弄弯或是折断。6、使用TCD时应注意：确保热丝不被烧断。在检测器通电之前，一定要确保载气已经通过了检测器，否则，热丝就可能被烧断，致使检测器报废。同时，关机时一定要先关检测器电源，然后关载气。任何时候进行有可能切断通过TCD的载气流量的操作，都要关闭检测器电源。这是TCD操作所必须遵循的规则。3载气中含有氧气时，会使热丝寿命缩短，所以，用TCD时载气必须彻底除氧。而且不要使用聚四氟乙烯作载气输送管，因为它会渗透氧气。载气种类对TCD的灵敏度影响较大。原则上讲，载气与被测物的传热系数之差越大越好，故氢气或氦气作载气时比氮气作载气时的灵敏度要高。当然，要测定氢气时就必须用氮气作载气。（二）紫外-可见分光光度计1、避免太阳光直射，将室温保持在5～40℃之间，防尘、防振动。2、氘灯释放出的紫外线对人的皮肤和眼睛有害，因此不要直接注视氘灯，不要将皮肤直接暴露在紫外光线下。3、单色器是仪器核心，一般不宜拆开。仪器使用半年以上或搬动后，要进行波长读数校正。要经常更换单色器盒的干燥剂，以防潮。4、石英比色皿每换一种溶液或溶剂必须清洗干净，并用被测液荡洗三次。使用完毕后应立即冲洗干净，其光学窗面，必须用擦镜头纸或柔软的棉织品擦干水分，慎勿将光学窗面擦伤。为了除去有色物质的污染，可采用3mol/L盐酸和等体积酒精混合液洗涤吸收池，再用自来水、蒸馏水冲洗。测量时要防止溶液溅入样品室。盛有溶液的吸收池也不宜在样品室放置过长时间。5、光电器件应避免强光照射，或受潮积尘。检测器要保持干燥和绝缘性，必要时可将检测器暗盒拆开，用乙醚—脱脂棉洗涤绝缘处，再用吹风吹干。（三）红外吸收光谱1、由于仪器中的反射境均由KBr压制而成的，KBr易潮解，故因保持室内干燥，侍测样品中更不能含有水份。2、注意观察主机内的干燥器是否变色，并及时更换。3、将有腐蚀性的材料放在准备室中，在准备室中准备样品。4、避免储如升降机、电冰箱或其他电动机引起的过度的振动。5、避免静电的产生和强磁场的干扰。6、不要看激光光束或是盯着反射光，以防损伤眼睛。四、预习报告和实验报告写作要求1、每次做实验前必须认真预习实验内容，书写预习报告，并在上课时带到课堂供老师检查和批阅。未写预习报告者不准进入实验室。2、预习报告书写要求：主要书写实验目的、实验原理、实验方法、注意事项，以及预习时发现的问题。书写要整齐、内容要简明扼要，不能照抄指导书，否则，按抄袭论处。3、实验报告书写要求：主要书写实验目的、实验原理、实验方法、实验用仪器、试验用试剂、实验现象、试验结果，以及结果的讨论。重点要对实验现象和试验结果，以及实验中发现的问题进行讨论，并回答书后面的思考题。4实验二、气相色谱内标法分析白酒中的杂质1.熟悉气相色谱工作原理和操作方2.气相色谱法是以气体(称载气)为流动相的柱色谱分离技术。其原理是利用被分离分析的物质(组分)在色谱柱中的气相(载气)和固定(液)相之间分配系数的差异，在两相间作反复多次(103～106次)的分配，使得原来的微小差别变大，从而使各组分达到分离的目的。根据色谱图进行组分的定量时，所用定量方法主要有归一化法，内标法和外标法三种。当试样组分不能全部从色谱柱流出，或有些组分在检则器上没有信号时，就不能使用归一化法，而采用内标法或外标法定量。内标法就是把内标物和被测混合物放在一起进行分析，在同一张色谱图上出现样品和内标物的色谱峰。因此，内标物必须和样品组分分开，而且内标物要尽可能靠近被测样品的峰。用相应的校正因子校准待测组分的峰值并与内标物质的峰值进行比较，按下式求得待测组分的含量：Wi=(msAifs,i/mAs)×100%(1)式中fs，i为组分i与内标物质相比的校正因子。m和ms分别为试样和内标物的质量。fs，i定义为：样品中各组分的定量校正因子(fi)与标准物的定量校正因子(fs)之比，即：fs，i=fi/fs=miAs/Aims(2)仪器:CSI-200气相色谱仪（美国热电）；氢火焰离子化检测器；热导池检测器；程序升温装置，毛细管色谱柱，数据处理装置；SGK-2LB低噪音空气泵；SGN-300高纯氮发生器；SGH-300试剂:乙酸乙酯，正丙醇，异丁醇，正丁醇，叔丁醇，乙醇(均为分析纯)。1．开机：①.接通电源后，先打开SGK-2LB低噪音空气泵的电源开关，待其压力达到0.4MPa后再打开SGN-300高纯氮发生器和SGH-300高纯氢发生器的电源开关。②.待SGN-300高纯氮发生器和SGH-300高纯氢发生器的压力均达到0.4MPa后再打开FID和TCD的电源开关。③打开色谱工作站：双击桌面上的快捷键，系统则提示你打开通道，其中：通道1是FID，通道2是TCD。根据实验要求选择通道，然后点击“OK”。填写完“实验信息”后，再修改“方法”，之后点击“数据采集”查看基线，再进行零点校正。进样之后，按下“采集数据”或是按下主机旁边的A（FID）或B（TCD）按键，系统便开始采集数据。2．设置实验条件[1]：柱温：80℃(或者程序升温70℃-100℃2～5℃/分)；5气化温度：150℃；氢火焰离子化检测器温度：150℃；载气：氮气：50mL·min-1;氢气：50mL·min-1;空气：500mL·min-1。3．标准溶液制备：在10mL容量瓶中，预先放入约3/4的40％－60％乙醇—水溶液(根据白酒度数决定)，然后分别加入4.0μL乙酸乙酯、正丙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇和叔丁醇，并用乙醇—水溶液稀释至刻度，混匀。4．含内标物的样品制备:预先用白酒（二锅头）样品荡洗10mL容量瓶，移取4.0μL叔丁醇至容量瓶中，再用样酒稀释至刻度，摇匀。5．注入2.0μL标准溶液至色谱仪中分离，记下各组分保留时间，再重复两次。6．用标准物（以下分析纯的溶液：乙酸乙酯、正丙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇和叔丁醇）对照，确定它们在色谱图上的相应位置，标准物注入量约0.1μL，并确定适合的衰减值。7．注入2.0μL样品溶液分离，方法同步骤5、6，并重复两次。8．关机：按下操作面板上的“HEATON”键，停止加热。对于FID则还需将火焰熄灭！等到各项温度均降到50℃以下后，再将TCD和FID的电源开关关闭。之后，关闭氢气发生器和氮气发生器。按下空气泵上的“排水开关”数秒钟，将其中的水分排出，再将空气泵的电源开关关闭。最后，待各台仪器都降至室温时，将其用丝绒盖住。1.确定样品中测定组分的色谱峰位置。2.计算以叔丁醇为标准的平均相对校正因子。3.计算样品中测定的各组分的含量(以三次测定的平均值)。1．开机：首先打开低噪音空气泵，待压力达到0.4MPa时方可打开氮气发生器和氢气发生器。约10分钟后等有氮气产生并通过气柱后方可打开气相色谱仪的电源开关。2．经常检查气路是否漏气。3．当分析有害化学物时，必须注意提供必要的通风条件。在使用热导池检测器（TCD）时这一点是特别重要的。4．当使用氢火焰离子化检测器（FID）时，在检测器中有一束很小的火焰。必须注意不要触摸或是盖住检测器。5．做实验时不要触摸热导池检测器（TCD）和氢火焰离子化检测器（FID）的进样口和检测器，避免烫伤。也不要放置其它物品，防止着火。6．关机：当进样孔温度、柱温和检测器温度均低于50℃时，关闭色谱仪主机的开关，再氮气发生器的开关，最后关闭空气泵。7．微量注射器移取溶液时，必须注意液面上气泡的排除，抽液时应缓慢上提针芯，若有气泡，可将注射器针尖向上，使气泡上浮推出。不要来回空抽。注意不要将针心抽出，否则进样器会被损坏。进样时注意保护进样器的针头，以防将其弄弯或是折断。8．使用TCD时应注意：确保热丝不被烧断！在检测器通电之前，一定要确保载气已经通过了检测器，否则，热丝就可能被烧断，致使检测器报废！同时，关机时一定要先关检测器电源，然后关载气。任何时候进行有可能切断通过TCD6的载气流量的操作，都要关闭检测器电源。这是TCD操作所必须遵循的规则！载气中含有氧气时，会使热丝寿命缩短，所以，用TCD时载气必须彻底除氧。而且不要使用聚四氟乙烯作载气输送管，因为它会渗透氧气。载气种类对TCD的灵敏度影响较大。原则上讲，载气与被测物的传热系数之差越大越好，故氢气或氦气作载气时比氮气作载气时的灵敏度要高。当然，要测定氢气时就必须用氮气作载气。9．使用FID时应注意：FID虽然是准通用型检测器，但有些物质在此检测器上的响应值很小或无响应。这些物质包括永久气体、卤代硅烷、H2O、NH3、CO、CO2、CS2、CCl4等等。所以，检测这些物质时不应使用FID。FID是用氢气和空气中燃烧所产生的火焰使被测物质离子化的，故应注意安全问题。在未接上色谱柱时，不要打开氢气阀门，以免氢气进入柱箱。测定流量时，一定不能让氢气和空气混合，即测氢气时，要关闭空气，反之亦然。无论什么原因导致火焰熄灭时，应尽快关闭氢气阀门，直到排除了故障，重新点火时，再打