九江学院 仪器分析仿真实验-教案

第一篇：九江学院 仪器分析仿真实验-教案

仪器分析仿真实验

实验一

红外光谱实验

一、实验概述

光源发出的连续波长的红外光经干涉仪、样品室到达检测器，检测到的红外干涉图包含了光源全部频率和强度的信息。计算机将干涉图函数进行付里叶变换就可以计算出光信号的强度按频率的分布，即单光光谱。测试样品的单光光谱与背景单光光谱的比值就是我们所需要的百分透过率红外光谱图。

实验分为教学模式和考核模式两种情况，在教学模式下显示全部的帮助信息，在考核模式下则把帮助信息隐藏掉。

本实验包含红外光谱实验的基础知识，实验仪器自带软件的仿真模拟，实验操作部分的仿真模拟等内容，用director+平台的开发工具，即统一了公司内部实验开发的模式，又能使实验不失生动的界面。

二、实验目的

1、了解红外光谱仪的原理和结构。

2、在模拟系统上学习红外光谱仪的操作。

三、重点和难点：红外光谱仪的原理和操作方法。

四、实验装置

1.370红外光谱仪技术参数 ：

1)DSP动态调整干涉仪，调整频率可达130,000次/秒； 2)光学台底板一体化，主部件对针定位，无需调整； 3)光谱范围：7,800-350cm-1；

4)分辨率：标准0.9cm-1，0.5cm-1； 5)信噪比：1.7×10-5 吸光度单位(峰－峰值),大于24,000:1； 2.主要特点

1)专利Ever-Glo空冷红外光源，能量高，寿命长；

2)专利无磨损电磁驱动干涉仪，动态调整可达130,000次/秒； 3)永久准直光路，无需用户人工调整； 4)智能附件即插即用；

5)智能附件自动识别，仪器参数自动调整；光学台底板整体铸模成型，密封性好，稳定性高。主要部件均采用预校准对针定位，用户可方便地自行更换而无需任何调整。智能附件(ATR,漫反射等)即插即用，光路永久准直，系统自动进行性能检验并自动调整参数。

坚固的无磨损电磁式驱动干涉仪，采用数字化连续动态调整技术(D.S.P.)，具有极高的稳定性，Auto-tune功能自动进行系统优化,确保干涉仪始终处于最佳工作状态。

五、实验操作 一． 实验启动和界面介绍

1． 启动Ad500u.exe，选择单机运行还是网络运行。

2． 在培训项目页选择要进行培训的项目，点击左上方的启动培训单元按钮。本实验是把不同形态的样品设成不同的培训项目。如下图：

3． 在考试模式下，无任何提示信息；在练习模式下，有评分帮助和提示信息

4． 下图是实验的起始界面：

5． 下图是实验的流程图界面的介绍：

6． 点击流程图界面上计算机下方的绿色字，可以设置相关参数，点击右上角图标返回流程图界面。(注意:输入完数据后，必须敲击主键盘上的回车键，数据才能有效)界面如下：

四

样品制作

1． 固态样品制作，按照图片上的信息提示步骤来操作：

2． 液态样品制作，按照图片上的信息提示步骤来操作：

3． 气态样品制作，按照图片上的信息提示步骤来操作：

五

软件操作

4． 打开参数设置的界面

5． 下面就是“Experiment Setup”窗口。当鼠标移动到“No.of scans:”和“Resolution:” 字上面的时候，会出现这两个参数所表示的含义。输入数据(注意:输入完数据后，必须敲击主键盘上的回车键，数据才能有效)。界面如下：

6． 开始收集样品。

7． 输入此次实验的名称。

8． 出现提示框，提醒用户开始背景收集。

9． 背景收集的过程。

10． 提示开始样品的收集。

11． 样品收集的过程。

12． 提示样品收集完毕。

13． 点击“Full Scale”菜单可以将谱图完全的显示在窗口内，如下图：

14．。“Clear”、“Absorb”和“%Trans”三个工具栏中的按钮可以应用，当鼠标移动到它们上面的

时候，在练习模式下，会出现如下提示：

15． 调出谱库搜索界面。

16． 谱库搜索界面如下：

17． 选中需要搜索的谱库：

18． 点击“Add〉〉”按钮，将相应的谱库名称添加到右边：

19． 点击“Search”按钮，开始谱库搜索：

20． 下图为谱库搜索的结果：

六

谱图练习

21． 点击主界面上的“谱图”按钮，进入到谱图练习界面。在此界面下，用户选择相应的官能团拖动到相应的波峰位置，正确的话，此官能团就停留在相应的方框呢，否则就自动回到原来的位置，效果如下图：

22． 第二张谱图：

23． 第三张谱图：

24． 第四张谱图：

25． 第五张谱图：

26． 第六张谱图：

点击“结束”返回到流程图界面。

实验二

紫外-可见光分光光度计仿真实验

一、实验概述：

在分之中，除了电子相对于原子核的运动之外，还有原子核之间振动和转动引起的相对位移。这三种运动能量都是量子化的，对应有一定的能级。分子的能量是这三种能量的总和。当用一定频率（波长）的电磁波（光）照射分子，其能量恰好等于分子的两个能级差时，则分子就会吸收光的能量而由较低的能级跃迁到较高的能级，同时光的强度（能量）变小。吸光度符合吸收定律：

A=lg（I0/I）=KcL

根据这一关系可以用工作曲线法来测定未知溶液中吸光物质的浓度。

二、实验目的：

1、掌握紫外-可见分光光度计的原理和结构

2、掌握紫外可见分光光度计的操作方法

三、重点和难点：

学习和掌握紫外可见分光光度计的操作方法。

四、实验装置：

Agilent 8453紫外-可见分光光度计使用最新的二极管阵列技术，符合欧洲药典（EP）和美国药典（USP）所有规范要求。Agilent8453具备二极管阵列的优势，氘、钨双灯设计，波长范围190-1100nm，分辨率小于 2 纳米，并且标准杂散光强度低于 0.03%，配有安捷可见光化学工作站软件。

五、实验操作步骤

第一步：启动系统平台，选择实验仪器

首先启动软件运行平台，鼠标左键点击“单机运行”，如果配有教师站，也可以点击“网络运行”。

在实验内容选择界面，如上图所示，用鼠标左键双击要进行的实验仪器。然后进入实验项目选择界面。

选择要进行的实验项目，然后点击左上角的“启动培训单元”按钮，进入仿真实验。每个实验项目都有练习和考试两种模式，其区别在于练习模式的实验界面上有文字说明和步骤提示，评分模块中也有步骤提示，而在考试模式当中则没有。第二步：进入到起始界面

在界面上鼠标左键点击，进入流程图界面。第三步：进入流程图界面，进行实验准备工作

流程图界面是一个对仪器进行了简化和抽象的界面，可能各个学校的仪器不尽相同，但是对于一种仪器来说，其原理和功能模块都是相同的，我们设计这个界面，就是为了学生能够对于仪器的结构和各个功能模块有直观的认识，而不受具体仪器的限制。注意，在实验过程中看到“标志，都可以点击回到流程图界面。流程图界面，如下图所示：

”

在进行实验之前，首先要进行实验前的准备工作，用鼠标左键点击流程图界面右上角的“实验准备”按钮，进入实验准备工作。第四步：实验准备工作

实验之前的准备工作很多，也很重要，但是仿真实验以仪器操作为主，准备工作简化，以文字说明代替。

用鼠标左键点击界面下方的“确定”按钮返回流程图界面。第五步：启动工作站软件

在流程图界上，鼠标左键点击流程图界面右上角的“启动工作站”按钮，进入启动化学工作站软件的仿真流程。

Agilent的化学工作站，在操作系统启动的时候，会启动CAG Bootp Server程序，用以对仪器进行检测和通信，我们可以看到其中显示的检测信息。

这个程序不能关闭，否则工作站软件就无法和仪器进行通信了，所以首先把这个程序最小化。然后用鼠标左键双击桌面上的“Instument 1 online”快捷方式，启动工作站软件，“online”的意思是与仪器相连。

软件启动后，会读取配置信息，不同用户可以有不同的配置。

再次需要输入用户名和密码，这里密码设置为空，用鼠标左键点击“OK”按钮继续。然后软件就会进行一系列初始化工作，最后启动完成。如下图所示：

至此工作站启动完成，用鼠标左键点击界面右上角的“第六步：确定工作波长

”回到流程图界面。

在流程图界面上，用鼠标左键点击右上角的“软件操作”按钮，进入操作化学工作站软件的仿真流程。

Agilent 8453紫外-可见分光光度计确定工作波长的方法主要有两种，分别是“Fixed Wavelengths”和“Spectrum/Peaks”。下面分别介绍：

在Task工具栏的下拉菜单中的“Fixed Wavelengths”模式下，首先点击左下角的“Blank”按钮扫描背景。（注意：左下角有两个按钮，分别是“Blank”和“Sample”，其中“Sample”按钮因为平台的原因，不能看到全部，但是按钮是可用的。）

用鼠标左键点击右上角的“x”关闭背景噪声窗口。然后点击左下角的“Sample”按钮扫描样品，仪器扫瞄以后，会给出样品的紫外吸收光谱，如下图所示：

此时，可以拖动红色的线选择最大吸光度的波长作为工作波长。但是这种方法精度比较差，不推荐使用。

第二种方法是“Spectrum/Peaks”，这种方法是在一定波长范围内，自动搜寻波峰和波谷。在Task工具栏的下拉菜单中选择“Spectrum/Peaks”模式，这时系统会给出一个对话框，在这个对话框中，可以输入要搜寻的波峰和波谷的数量，波长范围等等，然后点击“OK”按钮继续。

然后系统就会自动搜寻出波峰和波谷，在吸收光谱图上标示，并在下面列表中一一列出，以最大的吸收波长为工作波长

确定波长以后，可以在此波长下，建立工作曲线。第七步：建立工作曲线

在确定波长以后，在在Task工具栏的下拉菜单中选择“Quanlification”模式。

点击左下角的“Blank”按钮扫描背景。（注意：此时左下角有三个按钮，分别是“Blank”，“Standard”和“Sample”，其中“Sample”按钮因为平台的原因，不能看到全部，但是按钮是可用的。）

然后最小化背景噪声窗口。

如上图所示，点击左下角的“Standard”按钮，开始扫描1号标准样品，等待大约3秒建立1号标准样品工作曲线。然后再次点击“Standard”按钮，开始扫描2号标准样品，再等待大约3秒建立2号标准样品工作曲线，重复五次分别扫描五个标准样品的工作曲线，吸收光谱会被显示在左侧窗 24

口中，数据点会显示在右侧的窗口中，并在下面列表。

此时工作曲线已经基本完成，但是一般情况下，工作曲线和数据点的线性不是太好，此时可以进行线性优化，点击Task工具栏的“Setup”按钮：

在Calibration curve type选项的下拉菜单中选择LineOffSet，然后点击“OK”按钮继续。经过优化以后，工作曲线就更加完美了。

第八步：测试待测样品 建立工作曲线以后，可以开始测试待测样品，如上图所示，点击左下角的“Sample”按钮（注意： “Sample”按钮因为平台的原因，不能看到全部，但是按钮是可用的。）系统会自动扫描，并自动计给出结果：

实验三

原子吸收仿真实验

原子吸收分光光度计仿真实验

一、实验概述：

原子吸收分光光度分析法又称原子吸收光谱分析法，是根据物质产生的原子蒸气对特定波长的光的吸收作用来进行定量分析的。

与原子发射光谱相反，元素的基态原子可以吸收与其发射波长相同的特征谱线。当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收该元素所能发射的特征波长的谱线，这时，透过原子蒸气的入射光将减弱，其减弱的程度与蒸气中该元素的浓度成正比，吸光度符合吸收定律：

A=lg（I0/I）=KcL 根据这一关系可以用工作曲线法或标准加入法来测定未知溶液中某元素的含量。

在火焰原子吸收光谱分析中，分析方法的灵敏度、准确度、干扰情况和分析过程是否简便快速等，除与所用仪器有关外，在很大程度上取决于实验条件。因此最佳实验条件的选择是个重要的问题。本实验在对钠元素测定时，分别对灯电流、狭缝宽度、燃烧器高度、燃气和助燃气流量比（助燃比）等因素进行选择。

二、实验目的：

1、了解原子吸收光谱仪的原理和结构。

2、在模拟系统上学习原子吸收光谱仪的操作。

三、重点和难点：

原子吸收光谱仪的原理和操作方法。

四、实验装置：

本实验仿真的设备是AA320型原子吸收分光光度计，主要设备参数如下： 波长范围：190.0~900.0 nm 光栅刻线：1200 条/mm 闪跃波长：250 nm 线色散倒数：2.38 nm/mm 狭缝宽度1~6档对应的nm数分别为：0.2，0.4，0.7，1.4，2.4，5.0 原子吸收分光光度计的放大图：

五、实验操作： 第一步：选取实验

启动实验后，点击“培训项目”，选取实验内容：

第二步：打开电源

在主界面上用鼠标点击原子吸收分光光度计，会出现原子吸收分光放大图，用鼠标点击右下角的总电源开关打开电源。

第三步：打开空气压缩机电源开关

打开原子吸收分光光度计的总电源开关后，用鼠标点击窗口右下角的“返回”按钮回到主界面，然后点击空气压缩机，会出现空气压缩机窗口，如图所示：用鼠标点击空气压缩机电源开关打开电源，电源上面的指示灯会亮起来。

打开电源开关后，关闭空气压缩机的窗口回到主界面。第四步：选择阴极灯 回到主界面后，点击原子吸收分光光度计出现原子吸收分光光度计放大图，用鼠标点击左上的阴极灯箱，会出现阴极灯窗口。

做实验时要根据待测元素的不同选择相应的元素灯。用鼠标左键点击左上角的阴极灯的种类，会出现阴极灯选择画面：

用鼠标左键点击要选的阴极灯，然后点击阴极灯电源开关接通电源，灯被点亮。关闭此窗口回到原子吸收分光光度计画面，然后进行下一步。第五步：粗调节阴极的灯电流

点击原子吸收分光光度计上的阴极灯电流指示位置，会出现阴极灯电流调节窗口：

在调节旋钮上点击鼠标左键增大电流，点击右键减小电流。根据实验要求，调节电流再8~11mA之间。然后关闭电流表调节窗口，回到原子吸收分光光度计画面。第六步：波长扫描

用鼠标点击原子吸收分光光度计右下的波长扫描按钮，左边白色的按钮是在一定范围内自动从大到小扫描，灰色按钮是在一定范围内自动从小到大扫描，系统会自动扫描找到最合适的波长。

第七步：调节多功能面板

用鼠标点击原子吸收分光光度计右上的多功能面板，出现多功能面板的放大图。

多功能面板上的调节旋钮用鼠标左键点击逆时针旋转，用鼠标右键点击顺时针旋转。调节“方式”到“调整”档，然后关闭多功能面板窗口回到原子吸收分光光度计画面。第八步：调节阴极灯位置

用鼠标步左键点击原子吸收分光光度计右下的能量表，会出现能量表的放大图，用鼠标点中能量表窗口的蓝色标题栏，然后按住左键移动鼠标，窗口就会跟随鼠标的轨迹移动，按照此方法把能量表窗口移动到屏幕靠边上的位置。然后用鼠标点击原子吸收分光光度计的阴极灯箱，出现阴极灯调节窗口。此时应调节窗口的位置，使得在调节阴极灯位置的时候可以看到能量仪表。

分别在垂直和水平方向上调节阴极灯的位置，使得获得的能量最大，调节的时候一定要反复多试几次，如果在最大点位置附近移动一两下不好调准，可以先移动到最大点位置比较远的地方再向回调，如此反复几次，找准最大能量的位置。如果调整到最大能量后能量表指针偏出了红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。调节好以后，关闭阴极灯窗口。不要关闭能量表窗口。第九步：微调波长

用鼠标点击原子吸收分光光度计的波长微调旋钮，左键增加，右键减小，使获得最大的能量输出。如果调整到最大能量后能量表指针偏出了红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。不要关闭能量仪表，进入下一步。第十步：调节狭缝宽度

点击原子吸收分光光度计右上的多功能面板，调整多功能面板窗口和能量窗口的位置，使得再多功能面板上操作的时候能够看见能量窗口。

用鼠标点击狭缝调节旋钮，左键点击顺时针旋转，右键点击逆时针旋转，调节需要的狭缝宽度，一般情况下狭缝越小，能量越小，太小的能量不利于测定，狭缝越大，能量越大，但是可能会引起光谱通带的增加而产生其他共振线的吸收而影响实验结果，因此狭缝的宽度要根据具体实验来定。选择好狭缝宽度后，如果能量表的指针偏出红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。调节好以后，关闭多功能面板和能量表，然后在原子吸收分光光度计画面上点击右下角的“返回”按钮返回到主界面。

第十一步：打开乙炔钢瓶

在主界面上点击乙炔钢瓶，会出现乙炔钢瓶的放大窗口。

先打开乙炔总阀，用鼠标左键点击乙炔总阀，总阀会自动打开，再次用鼠标左键点击后自动关闭。然后调节乙炔支阀，左键点击增加开度，右键点击减小开度，调节支压力表的压力到足够大。在真实实验中，如果支阀压力太小，可能造成火焰无法点燃，建议压力不小于0.15Mpa。调节完成后，关闭乙炔钢瓶窗口，回到主界面。第十二步：接通气路、点火

在主界面上点击原子吸收分光光度计，出现原子吸收分光光度计放大图。用鼠标左键点击原子吸收分光光度计中间下部的气路开关部分，出现气路开关放大的窗口，从左到右依次点击打开各个开关，然后关闭窗口。

打开气路开关以后，关闭气路开关窗口回到原子吸收分光光度计画面，用鼠标左键点住点按钮几秒钟，火焰即被点燃。

注：真实实验中，点火前要先进行室内排风，本实验忽略了这一环节。第十三步：调零

打开原子吸收分光光度计右上的多功能面板，点击“方式”旋钮使调整到“吸光度”位置后，关闭多功能面板。点击主界面右下的溶液烧杯选取溶液

选中您要选择的溶液，下面会出现选取溶液的浓度等参数，选取“空白样液”，然后点击窗口下部的“确定”按钮，系统会将所选的溶液自动喷入雾化器。

点击原子吸收分光光度计右下的调零按钮进行调零，左右两个键功能相同。第十四步：调节燃烧器位置

任意选取一份在线性范围的标准对比样液

点击“确定”按钮自动喷入雾花器后，仪器会显示一定的吸光度值，此时点击原子分光光度计中下部的燃烧器位置调节旋钮，两个旋钮中上面的是调垂直位置，左键点击燃烧器向下移动，右键点 34

击向上移动，下面的旋钮是调水平位置，左键点击向右移动，右键点击向左移动，调整的同时密切注意吸光度的变化，找到吸光度最大的位置。

第十五步：微调阴极灯电流

同时打开能量表和阴极灯电流表，调整两个窗口的位置，使得在调节电流表的时候可以看到能量表和吸光度值

微调阴极灯电流的原则是：在保证有足够且稳定的光强输出条件下，选择低的工作电流，没有特别的数量限制，根据实验要求而定，一般是先选定大致的测量条件，然后选定一个大致的灯电流的范围，然后喷入标准溶液，在选定的灯电流范围内每隔1~2mA测量一次，计算平均值和标准偏差，并绘制吸光度与灯电流的关系曲线，选取灵敏度高、稳定性好的条件为工作条件。对于本实验，10mA为最佳值，省略了选择的过程。如果调整电流后能量表指针偏出了红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。调节好以后，关闭能量表和阴极灯电流表。

注：在实验中调节阴极灯的电压、电流以及能量增益按钮都可以改变能量输出值的大小；实际上，在新式的阴极灯中，一般没有电压调节钮，它的能量增益钮能自动控制电压。第十六步：调节空气和乙炔的流量

用鼠标点击原子吸收分光光度计左下的空气和乙炔流量调节位置出现空气和乙炔的流量调节窗口，调整窗口位置，使得在调节空气和乙炔流量的时候可以看到吸光度数值，35

左边的转子流量计指示空气的流量，右边的转子流量计指示乙炔的流量，左边的旋钮调节空气的流量，右边的旋钮调节乙炔的流量。首先固定空气流量（具体值由实验确定），改变乙炔流量，使当前液指示吸光度最大。接着固定乙炔流量，改变空气流量，使当前液指示吸光度最大。第十七步：样品测试和数据记录

前面已经把仪器调节好，不要在改变实验条件，打开多功能面板，把“信号”旋钮转到“积分”位置（由于吸光度的值一直在变化，旋转“信号”旋钮到“信号积分”位置，这可使变化速率变慢）。点击左边菜单的“溶液选取”或者烧杯选择溶液，依次测量各标准溶液和未知溶液，且在每次测试前都要用空白样液校零。每测量一种溶液后，点击“记录数据”按钮记录数据。

测量并记录完最后一组数据。第十八步：数据处理

记录完最后一组数据后，点击“绘制曲线”按钮，出现绘制曲线界面：

此时就可以根据实验数据确定待测元素的浓度。（提示：每次实验所得到的未知物质的浓度都是不同的）

第十九步：实验完毕（仿真实验不作要求）

实验结束后，吸入去离子水2~3min，先关乙炔，再关空气。

关闭灯电源开关及总电源开关，将仪器上各旋钮转至零位，最后关闭通风装置电源。

实验四

气相色谱试验手册

一、实验概述

气相色谱法的基本原理是利用混合物中各组分在流动相和固定相中具有不同的溶解和解析能力，或不同的吸附和脱附能力。当两相作相对运动时，样品各组分在两相中受上述各种作用力的反复作用，从而使混合物中的组分得到分离。色谱广泛用于物质的分离，分析、浓缩、回收、纯化和置备。

实验分为教学模式和考核模式两种情况，在教学模式下显示全部的帮助信息，在考核模式下则把帮助信息隐藏掉。

二、实验目的：

1、了解气相色谱仪的原理和结构。

2、在模拟系统上学习气相色谱仪的操作。

三、重点和难点：

气相色谱仪的原理和操作方法。

四、实验装置

6890气相色谱仪，第四代模块化十三路EPC控制，数字化设定所有气路参数，流量和压力精确稳定，压力精度0.01psi，保留时 间和峰面积高度重复。

通过精确EPC气路控制，快速柱箱升温速率，超速FID、NPD和ECD响应，高速数据采集处理系统，可得到与原谱图分离度相同而速度可快2-10倍的结果。柱箱温度稳定性：0.02%

载气流速稳定性：0.31％

ECD检测器检测限：6.31×10-15g/ml FPD检测限：3.40×10-13g/s 基线漂移:满刻度的3%／h

五、实验操作

1．启动Ad500u.exe，在培训项目页选择要进行培训的项目，点击左上方的启动培训单元按钮。本实验是把不同的样品设成不同的培训项目。每个项目又分为“练习模式”和“考试模式”，在考试模式下，无任何提示信息；在练习模式下，有评分帮助和提示信息。如下图：

2． 进入初始界面。在单机版里，初始界面上有整套气相色谱设备的简要示意图，点击设备进入下一步操作。

3． 首先进入一个实验原理分析的简图，此界面为实验的主界面，通过此界面，可进入到试验各个主要步骤里。点击实验前的准备，进行实验前的实验预习操作

4． 实验对操作的流程进行练习，将操作的正确步骤依次排序后点击确认。

正确的顺序是“开机”-“方法编辑”-“进样”-“数据采集”-“数据分析”

除了熟悉正确的工作站操作外，还应了解在实际操作中应注意的准备工作，如样品和试剂的选择，要掌握色谱试剂的选择，在不同的条件下选择不同档次的试剂，如“分析纯”“色谱纯”等等，试剂的选用关系到实验的成败。

5． 进入开机步骤的介绍。让学生了解气相色谱的开机准备过程及相关化学站的使用，可以点击“Top view窗口”和“Instrument Control 仪器控制窗口”进入两个分支介绍，也可点击右上角图标返回主界面。

开机之前一般要检查气路的气密性，尤其是在使用易燃气体做载气的情况下，检查完气密性后先通气后开机，注意钢瓶输出压比柱前压要高0.05MP.开机后要检查检测器及恒温室的稳定性，确保实验在可靠的环境下进行可以提高实验的再现性。

点击“Top view窗口”按钮，进入Top view界面；点击“Instrument Control仪器控制窗口”，进入仪器控制窗口。这里是对平台与其它分析联用时的接口算法，用于数据库的查找和检测，常用与气质联用时。

如下两副图。

Top view

Instrument Control仪器控制窗口

6． 点击上图的“返回”按钮，返回上级界面。点击右上角图标返回实验主界面。在此我们返回实验的主界面。

7． 主界面的各个设备如有与实验参数关联的情况，可以在鼠标移动到它的热区时显示

出来，此时可以点击参数进入设置页面,设置参数以红色突出显示，输入数字后按回车，再点击右上角图标回主界面。

8． 按照上图进行的步骤可以将所有参数进行设置，回到主页面后也可点“切换至方法编辑”进行部分参数设定。

实验参数的设定是气相色谱实验中重要的环节，在实验预习时就应当了解和掌握，每次实验前应了解实验需要设置的参数，并掌握了解不同参数的设置对实验结果的影响，便于在重复实验和分析结果时得到客观的答案。

9． 点击主界面的“方法编辑”进入方法编辑界面。

10． 单击Method菜单。

11． 在Instrument control窗口的标题栏中应显示当前的方法“*.M”。如果没有，从Method菜单中选Load…。单击“*.M”并单击OK。

12． 点击进入Method/Edit Entire Method…窗口。确认三个选项都选定，然后单击OK。

13． 确认Data Acquisition（数据采集）和Data Analysis（数据分析）已被选定。单击OK。

14． 选择Ｍanul作为进样源(本实验采用手动进样，如果有自动进样器的话，选择GC ALS)。确认Use MS已被选定。单击OK。

15． 出现Instrument Edit Inlets(仪器编辑入口)，单击Options（选项）图标，确认压力单位为psi。

16． 设置载气类型、进样口温度和分流比三个参数。用鼠标点击闪动的文字，出现选项，用鼠标点击选择正确答案。

17． 设置载气平均速度参数。用鼠标点击闪动的文字，出现选项，用鼠标点击选择正确答案。

18． 设置载气初始温度和柱箱升温过程。用鼠标点击闪动的文字，出现选项，用鼠标点击选择正确答案。

19．20．21．46 单击OK按钮完成设置。

此窗口因为没有选择Show选项，所以其他参数不可用。单击OK。

选择检测器，实验不同要求不同的检测器，点击ok。

检测器可以分为浓度型和质量型，浓度型检测器的响应取决于组分浓度的瞬间变化，质量型的响应值取决于单位时间内进入检测器的组分质量，热导（浓度型）、电子捕获（浓度型）、氢火焰（质量型）是检测器中运用的最广泛的三个检测器。

22． 只选择Percent Report。单击OK。

23． 设定屏幕为输出装置。单击OK。

24． 提醒您保存方法。完成它并单击OK。返回到主界面。

25． 点击“开始进样”按钮，进入进样步骤界面。

26．27．28．48 点击红色字“观看进样录像”，演示进样过程。

点击界面上的“进入自动进样”，进入到到自动进样界面。

打开进样器的盖子，放入样品。如下图

第二篇：《仪器分析》仿真实验

仪器分析实验仿真实验

紫外分光光度计仿真实验

一、实验概述：

在分之中，除了电子相对于原子核的运动之外，还有原子核之间振动和转动引起的相对位移。这三种运功能量都是量子化的，对应有一定的能级。分子的能量是这三种能量的总和。当用一定频率（波长）的电磁波（光）照射分子，其能量恰好等于分子的两个能级差时，则分子就会吸收光的能量而由较低的能级跃迁到较高的能级，同时光的强度（能量）变小。吸光度符合吸收定律：

A=lg（I0/I）=KcL 根据这一关系可以用工作曲线法来测定未知溶液中吸光物质的浓度。

二、实验装置：

仪器调节面板：

本实验仿真的设备是UV-754C紫外可见光风光光度计，它具有卤钨灯（30W）、氘灯（2.5A）两种光源，分别适用于360～850nm和200～360nm波段，采用平面光栅作色散元件，GD33光电管作接受器。

三、实验操作： 第一步：选取实验

点击主菜单上的“实验选取”，会出现如下的对话框：

用鼠标左键点中你要做的实验，此文件名会出现在对话框的“文件名”一栏的文本框中，在此实验文件上面双击左键或者点击“打开”按钮打开实验文件。

第二步：打开电源、预热

用鼠标点击紫外分光光度计上的暗箱盖，暗箱盖会自动打开，如下图所示：

１

然后用鼠标点击仪器右下角的红色电源开关接通电源，这是仪器调节面板会自动显示，并进入开机自检状态,此状态大约持续10秒左右,在这段时间里计算机出现停滞现象是正常的.随后计算机进入预热期, 时间大约为1分钟（真实仪器为20分钟）。预热结束时会听见蜂鸣声,并且会看见预热按钮上方的灯熄灭此时仪器就进入工作状态了。

关状态：

开状态：

第三步：配置试液

用鼠标点击主菜单中的“配置试液”按钮，出现配置试液窗口：

２

用鼠标点击下面5个容量瓶，选择每个容量瓶要加入的蒽醌标准溶液量，系统会自动稀释到刻度线：

5个容量瓶的溶液都配置好以后，点击窗口右下角的箭头进入下一步。

第四步：确定吸收波长

点击试液配置窗口右下角的箭头后，系统会显示如下窗口，自动测量完成了吸收光谱图: ３

点击文字中的“吸光度——波长曲线”到吸收光谱图窗口，再点击“绘制吸收光谱”按钮就可以看到蒽醌的紫外吸收光谱图：

记录下最大的吸收波长，关闭此窗口，然后进行下一步

第五步：调节吸收波长

用鼠标点击紫外分光光度计上的波长调节位置，出现波长调节窗口，用鼠标左键或者右键点击波长调节旋钮来增大或者减小波长到刚才记录的最大波长。

４

第六步：仪器调节面板

点击调出仪器调节面板

点击按钮打开氘灯，依次点击、、按钮关闭钨灯，点击到T，然后按下 按钮，等待数字显示平稳后，点击到A。

调节完成后的面板如下图：

５

第七步：将样品装入吸收池架

点击主界面上的吸收池架调出吸收池画面：

吸收池架有四个位置，在测量时分别对应仪器调节面板的上的“参考”、“1#”、“2#”、“3#”四个指示位置。把鼠标停留在上面6个容量瓶上，下面会显示相应的说明。点击每个位置选择要加入的溶液：

加入溶液后，窗口右下角会出现箭头提示放入暗箱，点击系统会将吸收池架自动放入。

第八步：测量

点击调出仪器调节面板以便读取吸光度数据，然后前后拉动拉杆将不同的溶液放进光路中，从仪器调节面板上读取吸光度数据，系统会自动记录。

６

按照以上方法把六组数据测试完毕。

第八步：实验数据处理

六组数据测试完毕后，点记主菜单上的“实验数据”按钮，调出数据处理窗口，在工作曲线页点击“绘制工作去先”按钮，系统会自动绘制工作曲线，并根据工作曲线给出待测溶液的浓度。

如果计算机安装了打印机，可以点击右上角“打印报表”按钮打印实验报告。

第十步：实验完毕

取出暗箱中的吸收池，关闭暗箱，关闭电源。然后清洗吸收池、整理现场。

７

原子吸收分光光度计仿真实验

一、实验概述：

原子吸收分光光度分析法又称原子吸收光谱分析法，是根据物质产生的原子蒸气对特定波长的光的吸收作用来进行定量分析的。

与原子发射光谱相反，元素的基态原子可以吸收与其发射波长相同的特征谱线。当光源发射的某一特征波长的光通过原子蒸气时，原子中的外层电子将选择性地吸收该元素所能发射的特征波长的谱线，这时，透过原子蒸气的入射光将减弱，其减弱的程度与蒸气中该元素的浓度成正比，吸光度符合吸收定律：

A=lg（I0/I）=KcL

根据这一关系可以用工作曲线法或标准加入法来测定未知溶液中某元素的含量。

在火焰原子吸收光谱分析中，分析方法的灵敏度、准确度、干扰情况和分析过程是否简便快速等，除与所用仪器有关外，在很大程度上取决于实验条件。因此最佳实验条件的选择是个重要的问题。本实验在对钠元素测定时，分别对灯电流、狭缝宽度、燃烧器高度、燃气和助燃气流量比（助燃比）等因素进行选择。

二、实验装置：

本实验仿真的设备是AA320型原子吸收分光光度计，主要设备参数如下： 波长范围：190.0~900.0 nm 光栅刻线：1200 条/mm 闪跃波长：250 nm 线色散倒数：2.38 nm/mm 狭缝宽度1~6档对应的nm数分别为：0.2，0.4，0.7，1.4，2.4，5.0 ８

原子吸收分光光度计的放大图：

三、实验操作： 第一步：选取实验

点击主菜单上的“试验选取”，会出现如下的对话框：

用鼠标左键点中你要做的实验，此文件名会出现在对话框的“文件名”一栏的文本框 中，在此实验文件上面双击左键或者点击“打开”按钮打开实验文件。

选取实验后回到实验主界面，窗口上面的标题栏会显示实验名称+实验文件名称。第二步：打开电源

在主界面上用鼠标点击原子吸收分光光度计，会出现原子吸收分光放大图，用鼠标点击右下角的总电源开关打开电源。

９

第三步：打开空气压缩机电源开关

打开原子吸收分光光度计的总电源开关后，用鼠标点击窗口右下角的“返回”按钮回到主界面，然后点击空气压缩机，会出现空气压缩机窗口，如图所示：用鼠标点击空气压缩机电源开关打开电源，电源上面的指示灯会亮起来。

打开电源开关后，关闭空气压缩机的窗口回到主界面。

第四步：选择阴极灯 回到主界面后，点击原子吸收分光光度计出现原子吸收分光光度计放大图，用鼠标点击左上的阴极灯箱，会出现阴极灯窗口。

１０

做实验时要根据待测元素的不同选择相应的元素灯。用鼠标左键点击左上角的阴极灯的种类，会出现阴极灯选择画面：

用鼠标左键点击要选的阴极灯，然后点击阴极灯电源开关接通电源，灯被点亮。关闭此窗口回到原子吸收分光光度计画面，然后进行下一步。

１１

第五步：粗调节阴极的灯电流

点击原子吸收分光光度计上的阴极灯电流指示位置，会出现阴极灯电流调节窗口：

在调节旋钮上点击鼠标左键增大电流，点击右键减小电流。根据实验要求，调节电流再8~11mA之间。然后关闭电流表调节窗口，回到原子吸收分光光度计画面。

第六步：波长扫描

用鼠标点击原子吸收分光光度计右下的波长扫描按钮，左边白色的按钮是在一定范围内自动从大到小扫描，灰色按钮是在一定范围内自动从小到大扫描，系统会自动扫描找到最合适的波长。

第七步：调节多功能面板

用鼠标点击原子吸收分光光度计右上的多功能面板，出现多功能面板的放大图。

１２

多功能面板上的调节旋钮用鼠标左键点击逆时针旋转，用鼠标右键点击顺时针旋转。调节“方式”到“调整”档，然后关闭多功能面板窗口回到原子吸收分光光度计画面。

第八步：调节阴极灯位置

用鼠标步左键点击原子吸收分光光度计右下的能量表，会出现能量表的放大图，用鼠标点中能量表窗口的蓝色标题栏，然后按住左键移动鼠标，窗口就会跟随鼠标的轨迹移动，按照此方法把能量表窗口移动到屏幕靠边上的位置。然后用鼠标点击原子吸收分光光度计的阴极灯箱，出现阴极灯调节窗口。此时应调节窗口的位置，使得在调节阴极灯位置的时候可以看到能量仪表。

１３

分别在垂直和水平方向上调节阴极灯的位置，使得获得的能量最大，调节的时候一定要反复多试几次，如果在最大点位置附近移动一两下不好调准，可以先移动到最大点位置比较远的地方再向回调，如此反复几次，找准最大能量的位置。如果调整到最大能量后能量表指针偏出了红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。调节好以后，关闭阴极灯窗口。不要关闭能量表窗口。

第九步：微调波长

用鼠标点击原子吸收分光光度计的波长微调旋钮，左键增加，右键减小，使获得最大的能量输出。如果调整到最大能量后能量表指针偏出了红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。不要关闭能量仪表，进入下一步。

第十步：调节狭缝宽度

点击原子吸收分光光度计右上的多功能面板，调整多功能面板窗口和能量窗口的位置，使得再多功能面板上操作的时候能够看见能量窗口。

１４

用鼠标点击狭缝调节旋钮，左键点击逆时针旋转，右键点击顺时针旋转，调节需要的狭缝宽度，一般情况下狭缝越小，能量越小，太小的能量不利于测定，狭缝越大，能量越大，但是可能会引起光谱通带的增加而产生其他共振线的吸收而影响实验结果，因此狭缝的宽度要根据具体实验来定。选择好狭缝宽度后，如果能量表的指针偏出红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。调节好以后，关闭多功能面板和能量表，然后在原子吸收分光光度计画面上点击右下角的“返回”按钮返回到主界面。

第十一步：打开乙炔钢瓶

在主界面上点击乙炔钢瓶，会出现乙炔钢瓶的放大窗口。

先打开乙炔总阀，用鼠标左键点击乙炔总阀，总阀会自动打开，再次用鼠标左键点击后自动关闭。然后调节乙炔支阀，左键点击增加开度，右键点击减小开度，调节支压力表的压力到足够大。在真实实验中，如果支阀压力太小，可能造成火焰无法点燃，建议压力不小于0.15Mpa。调节完成后，关闭乙炔钢瓶窗口，回到主界面。

第十二步：接通气路、点火

在主界面上点击原子吸收分光光度计，出现原子吸收分光光度计放大图。用鼠标左键点击原子吸收分光光度计中间下部的气路开关部分，出现气路开关放大的窗口，从左到右依次点击打开各个开关，然后关闭窗口。

１５

打开气路开关以后，关闭气路开关窗口回到原子吸收分光光度计画面，用鼠标左键点住点按钮几秒钟，火焰即被点燃。

注：真实实验中，点火前要先进行室内排风，本实验忽略了这一环节。

第十二步：调零

打开原子吸收分光光度计右上的多功能面板，点击“方式”旋钮使调整到“吸光度”位置后，关闭多功能面板。点击主窗体左边的菜单中的“溶液选取”按钮或者右下角的溶液烧杯选取溶液

点击“溶液选取”框内的下拉条，选取“空白样液”，然后点击窗口下部的“选取”按钮，系统会将所选的溶液自动喷入雾化器。

１６

点击原子吸收分光光度计右下的调零按钮进行调零，左右两个键功能相同。

第十三步：调节燃烧器位置

任意选取一份在线性范围的标准对比样液

点击“选取”按钮自动喷入雾花器后，仪器会现实一定的吸光度值，此时点击原子分光光度计中下部的燃烧器位置调节旋钮，两个旋钮中上面的是调垂直位置，左键点击燃烧器向下移动，右键点击向上移动，下面的旋钮是调水平位置，左键点击向右移动，右键点击向左移动，调整的同时密切注意吸光度的变化，找到吸光度最大的位置。

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第十四步：微调阴极灯电流

同时打开能量表和阴极灯电流表，调整两个窗口的位置，使得在调节电流表的时候可以看到能量表和吸光度值

微调阴极灯电流的原则是：在保证有足够且稳定的光强输出条件下，选择低的工作电流，没有特别的数量限制，根据实验要求而定，一般是先选定大致的测量条件，然后选定一个大致的灯电流的范围，然后喷入标准溶液，在选定的灯电流范围内每隔1~2mA测量一次，计算 １８

平均值和标准偏差，并绘制吸光度与灯电流的关系曲线，选取灵敏度高、稳定性好的条件为工作条件。对于本实验，10mA为最佳值，省略了选择的过程。如果调整电流后能量表指针偏出了红色区域，可以用增益旋钮调节使指针回到红色范围。调节好以后，关闭能量表和阴极灯电流表。

注：在实验中调节阴极灯的电压、电流以及能量增益按钮都可以改变能量输出值的大小；实际上，在新式的阴极灯中，一般没有电压调节钮，它的能量增益钮能自动控制电压。

第十三步：调节空气和乙炔的流量

用鼠标点击原子吸收分光光度计左下的空气和乙炔流量调节位置出现空气和乙炔的流量调节窗口，调整窗口位置，使得在调节空气和乙炔流量的时候可以看到吸光度数值，左边的转子流量计指示空气的流量，右边的转子流量计指示乙炔的流量，左边的旋钮调节空气的流量，右边的旋钮调节乙炔的流量。首先固定空气流量（具体值由实验确定），改变乙炔流量，使当前液指示吸光度最大。接着固定乙炔流量，改变空气流量，使当前液指示吸光度最大。

第十四步：样品测试和数据记录

前面已经把仪器调节好，不要在改变实验条件，打开多功能面板，把“信号”旋钮转到“积分”位置（由于吸光度的值一直在变化，旋转“信号”旋钮到“信号积分”位置，这可使变化速率变慢）。点击左边菜单的“溶液选取”或者烧杯选择溶液，依次测量各标准溶液和未知溶液，且在每次测试前都要用空白样液校零。每测量一种溶液后，要记录数据，点击左边菜单的“试验数据”按钮打开数据记录窗口，按照所列的项目依次读取数据并写入数据，然 １９

后点即“取消”按钮关闭记录窗口。

测量并记录完最后一组数据后，点击数据记录窗口上的“试验报告”按钮进入实验数据处理。

第十五步：数据处理

记录完最后一组数据后，点击“试验报告”按钮，出现实验报告界面：

２０

此时就可以根据实验数据确定待测元素的浓度。如果计算机安装了打印机，可以点击右上角“打印报表”按钮打印实验报告。

第十六步：实验完毕

实验结束后，吸入去离子水2~3min，先关乙炔，再关空气。

关闭灯电源开关及总电源开关，将仪器上各旋钮转至零位，最后关闭通风装置电源。

２１

气相色谱仿真实验

一、实验概述：

实现色谱分离的先决条件是必须具备固定相和流动相。固定相可以是一种固体吸附剂，或为涂渍于惰性载体表面上的液态薄膜，此液膜可称作固定液。流动相可以是具有惰性的气体、液体或超临界流体，其应与固定相和被分离的组分无特殊相互作用（若流动相为液体或超临界流体可与被分离的组分存在相互作用）。

色谱分离能够实现的内因是由于固定相与被分离的各组分发生的吸附（或分配）系数的差别，其微观解释就是分子间的相互作用力（取向力、诱导力、色散力、氢键力、络合作用力）的差别。

实现色谱分离的外因是由于流动相的不断流动。由于流动相的流动使被分离的组分与固定相发生反复多次（达几百、几千次）的吸附（或溶解）、解吸（或挥发）过程，这样就使那些在同一固定相上吸附（或分配）系数只有微小差别的组分，在固定相上的移动速度产生了很大的差别，从而达到了各个组分的完全分离。

二、实验装置：

本实验仿真的设备是GC102型气相色谱仪，该产品为实验室用的填充相气相色谱仪，具有热导、氢焰二种检测器，定温控制恒温槽及气流控制装置。主要设备参数如下： 检测器灵敏度：热导池：S≥1000mVml/mg；载气H2样品C6H6

－氢焰：Mt≤1×1010g/sec；载气N2样品C6H6

检测器稳定性：基线漂移：≤0.05mV/h 层析柱恒温室：室温＋40℃－300℃ 恒温精度：±0.3℃

２２

有效区最大温差：2℃ 气化室：最高400℃

气相色谱仪各部分介绍：

三、实验操作： 第一步：选取实验

点击主菜单上的“实验选取”，会出现如下的对话框：

用鼠标左键点中你要做的实验，此文件名会出现在对话框的“文件名”一栏的文本框 中，在此实验文件上面双击左键或者点击“打开”按钮打开实验文件。

选取实验后回到实验主界面，窗口上面的标题栏会显示实验名称+实验文件名称。

第二步：确认操作条件

点击主菜单上的“操作条件”，会出现如下的操作条件列表：

２３

在实验调节过程中，请以此列表内的条件为准进行调节，否则不能正确输出色谱峰。

第三步：开载气

用鼠标点击实验主界面上三个气体钢瓶中的载气钢瓶，出现钢瓶的调节阀画面：

当阀关闭时，用鼠标左键点击打开，当阀打开时，用鼠标左键点击关闭。打开总阀和减压阀，注意开关阀门的顺序。

第四步：检查柱前压力

点击气相色谱仪上的柱前压力表，查看柱前压力是否符合操作条件。

２４

注意：在仿真实验中，柱前压力都默认是正确值，在真实实验中，应该根据实验的具体要求用钢瓶的减压阀调节柱前压力。

第五步：调节载气流量

点击气相色谱仪上的流量调节部分，会出现流量调节器和皂膜流量计。

一般气相色谱仪的流量调节部分都有三个调节器，分别控制载气、氢气、空气（后两者用于FID检测气），但是转子流量计的指示都不是很准确，因此都要加一个皂膜流量计来进行精确的测定。界面上的三个流量调节旋钮，左键点击增加流量，右键点击减小流量，调节到一定开度后，转子流量计中的转子上升到了一定的高度，此时用鼠标左键点击皂膜流量计的橡皮头，产生一个皂膜，被载气推动由下向上运动，记录皂膜通过一定体积的时间就可以求出载气的流量，载气的精确流量在上面自动计算显示出来。在仿真实验中，为了简便，用皂膜流量计测量过一次以后，以后再调节流量调节旋钮时，精确流量就会自动显示，不用反复测量，在真实实验当中，是每次都重新测量的。

调节载气流量到实验操作条件要求的数值，然后进行下一步。

第六步：打开电源

用鼠标点击打开气相色谱仪上的电源开关。

关的状态：

开的状态：

第七步：调节温度

用鼠标点击气相色谱仪的温度调节步部分，出现温度调节详细画面。

２５

调节温度时，用鼠标点击相应数字位上的“+”或者“—”，该数字位就会加1或者减1。按照实验操作条件要求分别调节柱室（柱温）、进样器（气化室温）、离子室（离子室温）的温度，注意：柱室的温度是X1的，而进样器和离子室的温度是X10的。

第八步：调节TCD参数（如果用FID检测器，此步应该调节FID参数）

用鼠标点击气相色谱仪上的TCD调节面版。

首先用鼠标点击电源开关接通电源，指示灯亮。然后根据实验的要求选择桥电流和衰减比。如果电流表指示的电流稍有偏差，可以用“电流微调”旋钮调节。“零调”旋钮可以用来调节记录笔在记录纸上的位置，粗调位置变化大，细调位置变化小。然后点击落笔开始走基线。

调节好各项参数，基线走平稳后，可以进行下一步——“进样”。

注意：对于使用FID检测器的实验，此步应该调节FID参数，如下图：

２６

然后还要开氢气、压缩空气（助燃气），点火等步骤。

第九步：进样

所有的实验参数调节好之后，点击主界面上的注射进样器，出现如下对话框：

输入实验操作条件规定的进样量，然后点击“开始进样”按钮。系统会自动注射进样，记录仪开始画出色谱图。

当色谱峰输出完成后，会出现如下对话框：

点击“确定”按钮关闭对话框。

第十步：数据处理

２７

点击主界面上的“实验数据”按钮，出现实验报告界面：

根据得出的保留时间、峰高、半峰宽等实验数据，可以计算分离度等相关参数。如果计算机安装了打印机，可以点击右上角“打印报表”按钮打印实验报告。

第十一步：实验完毕

在真实实样当中，实验完毕半小时后，按开机步骤反方向关机：

1、关闭记录仪电源，台起记录笔

2、将桥电流关至最小，关闭热导电源和氢火焰离子放大器电源

3、依次将柱室、进样器、离子室的温度调节至常温

4、关闭总电源

5、打开柱室，等柱温接近室温时，关闭载气。

6、最后清洗进样器。

２８

高效液相色谱仿真实验

一、实验概述：

以液体做流动相的色谱称为液相色谱。人们把已经比较成熟的气相色谱理论应用于液相色谱，使液相色谱得到了迅速的发展。随着其他科学技术的发展，出现了新型的高压输液泵、高效的固定相和柱填充技术、高灵敏度的检测器，加上计算机的应用，使得液相色谱实现了高效率和高速度。这种分离效率高、分析速度快的液相色谱称为高效液相色谱（High performance liquid chromatography, HPLC）。

二、实验装置：

Agilent(安捷伦)1100系列液相色谱系统简介：

Agilent1100系列HPLC组件和系统，将Agilent长期的化学分析经验与领先的计算机技术结合，把网络技术引入了实验室。从1996年以来，在全球已经安装了超过130,000台1100组件和55,000多套化学工作站数据处理系统，成为目前单一型号市场占有率最高的液相色谱系统。

本仿真软件是模拟用Agilent化学工作站的数据处理系统进行样品分析和数据采集（色谱图）的过程。

注：本软件只是模拟分析的过程和内容，并不涉及其原理，所以实验中的参数调节对结果并没有影响，而真实实验结果是随参数的变化而变化的，这一点需要特别注意！

实验主界面：

２９

化学工作站界面：

三、实验操作： 第一步：选取实验

点击主菜单上的“实验选取”，会出现如下的对话框：

用鼠标左键点中你要做的实验，此文件名会出现在对话框的“文件名”一栏的文本框 中，在此实验文件上面双击左键或者点击“打开”按钮打开实验文件。

３０

第二步：确认操作条件

点击主菜单上的“操作条件”，会出现如下的操作条件列表：

第三步：加入试剂

点击仪器上的自动进样器部分（当鼠标移到仪器的各部分时会出现相应的说明），出现如下画面：

在实验调节过程中，请以此列表内的条件为准进行调节，否则不能正确输出色谱峰。

点击下面的试剂小瓶，会自动放置到自动进样器的托盘中。

完成后，点击主界面上的电脑启动化学工作站。

第四步：编辑方法

击主界面上的电脑启动化学工作站开始编辑方法。

所谓方法就是一个参数集，它包括分析一个样品所需要的所有的参数：数据采集参数、数据分析参数和命令行或者宏指令。

点击菜单“方法→编辑方法”开始编辑方法（注意：此时不可以改变方法的参数，可改变的参数将在下面特别说明）：

３１

然后会出现下面的窗口让你选择编辑方法的内容：

用鼠标点击复选框选择要编辑的方法的内容，然后点击“确定”按钮开始方法编辑，点击“取消”按钮终止方法编辑。

开始方法编辑后，系统会根据你选择的内容分别依次显示每一部分的具体内容，点击“确定”按钮进入下一部分，点击“取消”按钮终止方法编辑。

完成方法编辑后，系统会回到主操作界面，此时色谱柱已经开始升温，在图形界面中会有显示，如下图中红色圆圈标示区域所示：

３２

特别说明：

对于本实验要改变的参数，可以点击化学工作站软件界面中央的图示的进样器、溶剂系统、色谱柱、检测器等部分，会弹出各部分参数窗口，此时可以按照实验要求的参数进行调节（实验参数可以点击主界面上左边菜单中的“实验数据”按钮察看）。进样器：

溶剂系统：

３３

色谱柱：

检测器：

编辑方法完成后，在启动系统之前，请返回液相色谱仪，打开二元泵系统，调节Purge阀，观察使回路无汽泡。

第五步：调节Purge阀

点击仪器上的二元泵系统部分（当鼠标移到仪器的各部分时会出现相应的说明），出现如下画面：

３４

图中蓝色方框部分就是Purge阀，此时是关闭的，用鼠标点击蓝色方框部分，会出现Purge阀的放大画面，然后点击Purge阀会自动逆时针方向旋转打开Purge阀。

打开Purge阀后，右边的试剂瓶的导管当中会有气泡流出，待没有气泡再流出之后，再次点击Purge阀会自动逆时针方向旋转关闭Purge阀。然后进行下一步“启动系统”。

第六步：启动系统

完成方法编辑后，点击菜单“设备→系统开”或者图中红色圆圈指示的按钮“开启系统”:

３５

启动系统后，在图形界面中会有显示，如下图中红色圆圈标示区域所示：

同时在色谱峰显示区域开始走基线，开始的时候系统不稳定，基线变化很厉害，等到基线走平稳表示系统稳定后，可以开始进样运行方法。

第七步：进样、运行方法

等到状态指示栏显示“Ready”后，表明系统已经准备完毕。点击菜单“运行控制→运行方法”开始进样和分析，或者点击图中红色圆圈所指示的“Start”按钮或者按“F5”键：

３６

开始进样后，在图形界面中会有显示，如下图中红色圆圈标示区域所示：

３７

待色谱图出完后，样品分析完毕。

第八步：完成实验报告

样品分析完成后，点击化学工作站界面上的红色方框部分，或者点击主界面左边菜单中的“实验数据”调出实验报告：

３８

根据得出的保留时间、峰高、半峰宽等实验数据，可以计算分离度等相关参数。如果计算机安装了打印机，可以点击右上角“打印报表”按钮打印实验报告。

３９

第三篇：《仪器分析实验》复习题

《仪器分析实验》复习题

1、单光束和双光束紫外吸收光谱仪的结构有什么特点？

2、红外光谱法中，对试样有哪些要求？

3、pH玻璃电极的原理，如何测定pH值

答：玻璃电极法测定水样的PH值是以饱和甘汞电极为参比电极，以玻璃电极为指示电极，与被测水样组成工作电池，再用PH计测量工作电动势，由PH计直接读取PH值。

4、为什么荧光光度计使用的比色皿是四面透光的？ 答：如果在一条直线上 那是测吸光度的

荧光分光光度计入射光源和检测器的方向是垂直的 这样在垂直方向上 就不可能有入射光

而激发的荧光在四个方向上都有 在垂直方向上检测 干扰最小 所以四面透光

不是四面透光，只有俩面透光，透光面是为了不同波长的激发光穿透比色皿与比色皿内的待测物质发生物理作用而测定物质的浓度等，不透光的俩面是为了方便实验操作人员用手抓取放置比色皿

5、在极性、非极性色谱柱上的出峰顺序是如何确定的？

答：对于同分异构体来说，极性柱上是极性弱的组份先出峰，极性强的组份后出峰。其它情况下不一定。对于同系物来说，非极性柱上是沸点低的先出峰，沸点高的后出峰。其它情况不一定。

6、在原子吸收光谱法中，峰值吸收代替积分吸收的条件是什么？

7、简述火焰原子化器（包括雾化器）的工作原理。

8、从速率理论可以看出有哪些因素可以影响色谱的柱效？在什么情况下应采用相对分子质量较大的载气，什么情况下应采用相对分子质量较小的载气？如何确定最佳流速？

9、原子吸收分析中，若产生下述情况而引致误差，应采用什么措施来减免之？

（１）光源强度变化引起基线漂移，（２）火焰发射的辐射进入检测器（发射背景），（３）待测元素吸收线和试样中共存元素的吸收线重叠．

10、在电导滴定过程中，为什么溶液的电导会发生连续变化，解释盐酸、醋酸的电导滴定曲线。设计电导法测定盐酸、醋酸混合液的实验方案。

第四篇：《仪器分析实验》指导书

编写

刘开敏

化学工程与技术系

2008年3月

《仪器分析实验》指导书

目

录

邻菲罗啉分光光度法测定铁„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 电位法测定水溶液的pH值„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 醋酸的电位滴定和酸常数测定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 水中氟化物的测定－离子选择电极法„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 气相色谱定量分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 紫外分光光度法测定苯甲酸含量„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 荧光法测定维生素B2„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 水质 钾和钠的测定 火焰原子吸收分光光度法„„„„„„„„„„„„„15 原子吸收分光光度法测定自来水中镁的含量„„„„„„„„„„„„„„19 苯、萘、联苯的高效液相色谱分析及柱效能的测定„„„„„„„„„„„21

邻菲罗啉分光光度法测定铁

一、实验内容：

1.吸收曲线的制作。

2.标准曲线的制作。

3.未知水样的铁含量的测定。

二、准备工作 1、722S型分光光度计20台（二人一台）。

2、通知仪器室准备20套仪器：

(1)50ml容量瓶7只。

(2）1ml刻度吸管1支。

(3）吸球1只。

(4）洗瓶1只。

(5）400ml烧杯（废液杯）1只。3.准备好公用仪器：

(l）1ml刻度吸管（发样品用）1支。

(2）100ml小烧杯（发标准Fe3+）20只。

(3）自动加液器二套（6只），盛放HAc－NaAc缓冲溶液，1％盐酸羟胺及0.1％邻菲罗啉。

4.试剂：

（1）100μg／mlFe3+标准溶液：准确称取1.9gNH4Fe(SO4)2·12H2O于100ml烧杯中，加入1：1HCl20ml及少量水，溶解后，转移到1L容量瓶中，用水稀释到刻度、摇匀。

（2）0.10％邻菲罗啉水溶液：将0.100g邻菲罗啉溶于加有2～3滴浓HCl的蒸馏水100ml中，贮于棕色瓶内。

（3）HAc－NaAc缓冲溶液：取12.9mlC.P.级HAc及34gC.P.级NaAc·3H2O溶于水中，稀释至1000ml。

（4）1％盐酸羟胺水溶液：取1g盐酸羟胺溶于水中，稀释至100ml。

5.未知样品

不另配制，直接将标准Fe3+液发于同学交上来的容量瓶中，发放体积应介于0.2～1.0ml间，可为0.3，0.5，0.7，0.9ml。未知样品体积以1ml计。

三、提问内容：

1.在本实验中，那些试剂加入量要比较准确，哪些试剂则可不必？为什么？

2.要使分光光度测定结果的误差尽可能小一些，吸光度的最佳读数范围为多少？如何控制？

比色皿壁被有机试剂染上颜色，用水不易洗去，可试用HCl－C2H5OH（1：2）洗涤液浸泡，然后水洗，应避免使用毛刷或铬酸洗涤液。

（3）比色皿的盛液量：比色皿内所装溶液量不宜太少，致使光线无法照射到溶液上，也不宜太多，以使溶液洒出流入光度计内，一般以装至比色皿高度的2/3～4/5为宜。

7.实验中如用配制过久的盐酸羟胺溶液，对分析结果将有何影响？

如盐酸羟胺配制过久，则因其还原能力减弱，而无法将试样中的Fe3+完全还原成Fe3+，并与邻菲罗啉定量形成橙红色络合物，这样将使测定结果偏低。

8.吸收曲线的制作：

吸取1.0ml 100μg／ml标准Fe3+溶液，注入50ml容量瓶中，加入5ml 1％盐酸羟胺溶液，5mlHAc—NaAc缓冲液及3ml 0.10％邻菲罗啉溶液，以水稀释至刻度、摇匀。

在722S型分光光度计上，用1cm比色皿，采用试剂空白，在440～560nm间，每隔10nm测定一次吸光度，然后绘制A—λ吸收曲线，以选择最适当的测定波长。

9.标准曲线的制作：

在5只容量瓶中，分别加入100μg／ml标准Fe3+液0.20ml，0.40ml，0.60ml，0.80ml及1.0ml（可利用上述那个，不必再配）。再各加入5ml 1％盐酸羟胺溶液，5ml HAc-NaAc缓冲溶液和3ml 0.10％邻菲罗啉溶液（次序不能颠倒），以水稀释至刻度摇匀，在所选择的波长下，用1cm比色皿，采用试剂空白，测定各溶液的吸光度，作出A－C工作曲线。

10.未知试样中铁含量的测定：

用洗净的50ml容量瓶一只向教师领取1ml未知试样（贴上标签，写上学号），按与标准溶液完全相同的步骤配成有色溶液，并摇匀，然后在与制作标准曲线完全相同的测试条件下测出其吸光度。由该吸光度值即可从工作曲线上查得相应的铁含量。

五、计算公式

未知试样含铁量（p.p.m．）＝

六、评分标准

≤5‰

≤10‰

≤15‰

＞15‰

5分

4分

3分

2分

（1）选用仪器“pH”档，将清洗干净的电极浸入欲测标准pH缓冲溶液中，按下测量按钮，转动定位调节旋钮，使仪器显示的pH值稳定在该标准缓冲溶液pH值；（2）松开测量按钮，取出电极，用蒸馏水冲洗几次，小心用滤纸吸去电极上水液；（3）将电极置于欲测试液中，按下测量按钮，读取稳定值pH，记录。松开测量按钮，取出电极，按（2）清洗，继续下个样品溶液测量。测量完毕，清洗电极，并将玻璃电极浸泡在蒸馏水中。

2．双标准pH缓冲溶液法测量溶液pH值

为了获得高精度的pH值，通常用两个标准pH缓冲溶液进行定位校正仪器，并且要求未知溶液的pH值尽可能落在这两个标准pH溶液的pH值中间。

（1）按单位标准pH缓冲溶液方法步骤（1）﹑（2），选择两个标准缓冲溶液，用其中一个对仪器定位；

（2）将电极置于另一个标准缓冲溶液中，调节斜率旋钮（如果没设斜率旋钮，可使用温度补偿旋钮调节），使仪器显示的pH读数至该标准缓冲溶液的pH值；

(3)松开测量按钮，取出电极，用蒸馏水冲洗几次，小心用滤纸吸去电极上水液；再放入第一次测量的标准缓冲溶液中，按下测量按钮，其读数与该试液的pH值相差至多不超过0.05pH单位，表明仪器和玻璃电极的响应特性均良好。往往要反复测量﹑反复调节几次，才能使测量系统达到最佳状态；

(4)当测量系统调定后，将洗干净的电极置于欲测试样溶液中，按下测量按钮，读取稳定pH值，记录。松开测量按钮，取出电极，冲洗净后，将玻璃电极浸泡在蒸馏水中。

五﹑问题讨论

1． 在测量溶液的pH值时，为什么pH计要用标准pH缓冲溶液进行定位？ 2． 使用玻璃电极测量溶液pH值时，应匹配何种类型的电位计？

3．为什么用单标准pH缓冲溶液法测量溶液pH值时，应尽量选用pH与它相近的标准缓冲溶液来校正酸度计？

用吸液管取1.00、3.00、5.00、10.00、20.00 mL氟化物标准溶液，分别置于5只50 mL容量瓶中，加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。分别移入100 mL聚乙烯杯中，放入一只塑料搅拌子，按浓度由低到高的顺序，依次插入电极，连续搅拌溶液，读取搅拌状态下的稳态电位值(E)。在每次测量之前，都要用水将电极冲洗净，并用滤纸吸去水分。在半对数坐标纸上绘制E-lgcF-标准曲线，浓度标于对数分格上，最低浓度标于横坐标的起点线上。

4．水样测定

用无分度吸液管吸取适量水样，置于50 mL容量瓶中，用乙酸钠或盐酸溶液调节至近中性，加入10mL总离子强度调节缓冲溶液，用水稀释至标线，摇匀。将其移入100 mL聚乙烯杯中，放入一只塑料搅拌子，插入电极，连续搅拌溶液，待电位稳定后，在继续搅拌下读取电位值(Ex)。在每次测量之前，都要用水充分洗涤电极，并用滤纸吸去水分。根据测得的毫伏数，由标准曲线上查得试液氟化物的浓度，再根据水样的稀释倍数计算其氟化物含量。

5．空白试验

用去离子水代替水样，按测定样品的条件和步骤测量电位值，检验去离子水和试剂的纯度，如果测得值不能忽略，应从水样测定结果中减去该值。

当水样组成复杂时，宜采用一次标准加入法，以减小基体的影响。其操作是：先按步骤4测定出试液的电位值(E1)，然后向试液中加入与试液中氟含量相近的氟化物标准溶液(体积为试液的1/10～1/100)，在不断搅拌下读取稳态电位值(E2)，按下式计算水样中氟化物的含量：

式中：Cx—水样中氟化物(F-)浓度(mg/L)；

Vx—水样体积(mL)；

cs—F-标准溶液的浓度(mg/L)；

Vs—加入F-标准溶液的体积(mg/L)；

△E—等于E1

气相色谱定量分析

一、实验目的

用苯作标准物，测定己烷、环己烷、甲苯的定量校正因子，根据色谱图，用归一法测定混合物中各组分的含量；用外标法测定混合物中甲苯的含量。学习定量校正因子的测定和气相色谱常用的定量方法。

二、仪器与试剂

气相色谱仪、热导池检测器、10微升注射器3支、色谱柱：不锈钢色谱柱（长2米，内径4毫米）

15%聚乙二醇—1000：6201担体（60—80目）、苯、甲苯、己烷、环己烷（都为分析纯）、混合物样品

三、实验步骤

1.色谱条件：

柱温80ºC；载气，氮气或氢气15—20毫升/分钟（柱后），检测器温度100℃，汽化室温度120—150℃，桥电流130毫安。2.测定相对重量校正因子

在分析天平上，于5毫升中，按重量比大约2 :1的比例，称取己烷和苯配制二元混合物。待色谱仪基线稳定后，进样分析二元混合物，重复3—5次。量取己烷和苯的峰面积，按公式求出己烷对苯的相对重量校正因子。以此为例，测定并求出环己烷对甲苯的相对重量校正因子。

3.定量测定各组分含量

（1）归一化法

如果被测样品中只含有己烷、环己烷和甲苯，并且三者相对重量校正因子均已求出，即可进被测样品进行色谱分析，按归一化法求出各组分的含量。（2）外标法

如果被测试样中含有微量苯，预测定其含量，则可以甲苯为溶剂，配制已知浓度的苯标准溶液，用外标法测定试样中苯的含量，具体方法如下：准确量取10毫升苯于100毫升容量瓶中，用甲苯稀至刻度，摇匀，作为标准储备液（体积百分数，v/V）。准确分别量取1，2，3，4，5，6毫升储备液于5个10毫升容量瓶中，用甲苯稀释定容，摇匀，作为系列标准溶液。

将六个标准溶液分别进样，每次1微升，测量各自的峰高（或峰面积）。以峰高（或峰面积）对苯浓度绘制工作曲线。取1微升被测样品注入色谱分析，重复3次，取峰高（或峰面积）平均值，由工作曲线查出被测样品中苯的浓度。

四、问题讨论

1.在气相色谱定量分析中，峰面积为什么要用校正因子校正？ 2.试说明归一化法定量的适用范围。

0

苯甲酸吸收曲线(10ug/mL)1.6001.4001.200吸光度1.0000.8000.6000.4000.2000.0002002052102************3103***335340345350波长

3.3 标准曲线的绘制

准确吸取苯甲酸标准溶液若干体积，稀释成一系列不同浓度的标准溶液（0～16ug/mL），于最大吸收波长分别测出其吸光度。然后以浓度为横坐标，以相应的吸光度为纵坐标绘制出标准曲线。3.4 样品测定

由步骤3.2的测量结果，从标准曲线查出样品的浓度。

五、结果计算

根据未知液的稀释倍数，可求出未知溶液的浓度。

三、仪器与试剂

1.仪器

930 型荧光光度计（附液槽一对，漏光片一盒）容量瓶

毫升6个 吸量管

5毫升l支

棕色试剂瓶（500 mL）洗瓶（500 mL）冰箱 2.试剂

（1）100.0 mg·L1 －维生素B2标准贮备液准确称取0.1000 g维生素B2,将其溶解于少量的1%乙酸 中，转移至1 L容量瓶中，用1%乙酸稀释至刻度，摇匀。（2）5.00 mg·L－1

－维生素B2工作标准溶液准确移取5.00 mL 100.0 mg·L1

维生素B2标准贮备液于1L容量瓶中，用1%乙酸稀释至刻度，摇匀。

（3）待测液取市售维生素B2一片，用1%乙酸溶液溶解，在1 L容量瓶中定容。以上溶液均应装于棕色试剂瓶中，置于冰箱冷藏保存溶液应保存在棕色瓶中，置于阴凉处。

四、实验步骤

1．标准系列溶液的配制

在五个干净的50 mL容量瓶中，分别加入1.00 mL，2.00 mL，3.00 mL，4.00 mL和5.00 mL 5.00 mg·L－1维生素B2工作标准溶液，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。

2．标准系列溶液的测定

开启仪器电源，预热约10min。用蒸馏水作空白，从稀到浓测量标准系列溶液的荧光强度。

3．未知试样的测定

取2.50 mL待测液置于50 mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。用测定标准系列溶液时相同的条件，测量其荧光强度。

五、数据及处理

1．用标准系列溶液的荧光强度绘制标准曲线。2．根据待测液的荧光强度，从标准曲线上求得其浓度。3．计算药片中维生素B2的含量，用mg/片表示。

六、思考题

1.在荧光测量时，为什么激发光的入射与荧光的接收不在一直线上，而呈一定角度？ 2.为什么要使用两块滤光片，其选择的根据是什么？

参考资料

[1]H.H.Willard,L.L.Merritt and J.A.Dean,《Instrumental Methods ofAnalysis》，5th ed.,p.145,Nostrand,New York,1974。

[2]厦门大学化学系分祈化学教研室编，陈国珍主编，《萤光分析法》，第248页，科学出版社，1975。

43.5.5 钠标准使用溶液I，含钠100.00mg／L：吸取钠标准贮备溶液(3.5.2)10.00mL于100mL容量瓶中，加2mL硝酸溶液(3.2)，以水稀释至际线，摇匀。此溶液可保存3个月。3.5.6 钠标准使用溶液Ⅱ，含钠10.00mg／L：吸取钠标准使用溶液Ⅰ(3.5.5)10.00mL于100mL容量瓶中，加2mL硝酸溶液(3.2)，以水稀释至标线，摇匀。此溶液可保存一个月。仪器

4.1 原子吸收分光光度计：仪器操作参数可参照厂家说明书进行选择。

4.2 钾和钠空心阴极灯：灵敏吸收线为钾766.5nm，钠589.0nm；次灵敏吸收线为钾404.4nm，钠330.2nm。

4.3 乙炔的供气装置：使用乙炔钢瓶或发生器均可，但乙炔气必须经水和浓硫酸洗涤后，方可使用。

4.4 空气压缩机：均应附有过滤装置，由此得到无油无水净化空气。

4.5 对玻璃器皿的要求：所用玻璃器皿均应经硝酸溶液(3.2)浸泡，用时以去离子水洗净。采样和样品

水样在采集后，应立即以0.45μm滤膜(或中速定量滤纸)过滤，其滤液用硝酸(3.2)调至pH1～2，于聚乙烯瓶中保存。分析步骤

6.1 试料的制备

如果对样品中钾钠浓度大体已知时，可直接取样，或者采用次灵敏线测定先求得其浓度范围。然后再分取一定量(一般为2～10mL)的实验室样品于50mL容量瓶中，加3.0mL硝酸艳溶液(3.3)，用水稀释至标线，摇匀。此溶液应在当天完成测定。6.2 校准溶液的制备 6.2.1 钾校准溶液

取6只50mL容量瓶，分别加入钾标准使用溶液(3.5.4)0，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50mL，加硝酸艳溶液(3.3)3.00mL，加硝酸溶液(3.2)1.00mL，用水稀释至标线，摇匀。其各点的浓度分别为：0，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00mg／L。本校准溶液应在当天使用。6.2.2 钠校准溶液

取6只50mL容量瓶，分别加入纳标准使用溶液Ⅱ(3.5.6)0，1.00，3.00，5.00，7.50，10.00mL，加3.00mL硝酸铯溶液(3.3)，加1mL硝酸溶液(3.2)，用水稀释至标线，摇匀。其各点的浓度分别为0，0.20.0.60，1.00，1.50，2.00mg／L。本校准溶液应在当天使用。6.3 仪器的准备

将待测元素灯装在灯架上，经预热稳定后，按选定的波长，灯电流，狭缝，观测高度，空气及乙炔流量等各项参数进行点火测量。

注意：在打开气路时，必须先开空气，再开乙炔；当关闭气路时，必须先关乙炔，后关空气，以免回火爆炸。

当点火后，在测量前，先以硝酸溶液(3.3)喷雾5min，以清洗雾化系统。

6对于钾和钠浓度较高的样品，在使用本标准时会因稀释倍数过大，降低测定的精密度、同时也给操作带来麻烦。因一般的地表水中钾和钠的浓度都比较高，可使用次灵敏线钾440.4nm、钠330.2nm测定，浓度范围可扩大到钾为200mg／L以内，钠为100mg／L以内。

附加说明：

本标准由国家环境保护局规划标准处提出。本标准由黄河水资源保扩监测中心站负责起草。本标准主要起草人冯荣周。

本标准委托中国环境监测总站负责解释。

83、浓盐酸 优级纯，稀盐酸溶液1 mol·L

4、纯水 去离子水或蒸馏水

1四、实验步骤

1、配制标准溶液系列

（1）标准溶液系列 准确吸取2.00、4.00、6.00、8.00、10.0mL上述钙标准使用液，分别置于5只25mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀备用。该标准溶液系列钙的浓度分别为8.00、16.0、24.0、32.0、40.0μg ·L-1。

（2）镁标准溶液系列 准确吸取1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL上述镁标准使用液，分别置于5只25mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀备用。该标准溶液系列镁地浓度分别为2.0、4.0、6.0、8.0、10.0μg ·L-1。

2、配制自来水样溶液 准确吸取适量（视未知钙、镁的浓度而定）自来水置于25mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

3、根据实验条件，将原子吸收分光光度计按仪器操作步骤（见本章8.3.4节）进行调节，待仪器电路和气路系统达到稳定，记录仪基线平直时，即可进样。测定各标准溶液系列溶液的吸光度。

4、在相同的实验条件下，分别测定自来水样溶液中钙、镁的吸光度。

五、思考题

1、简述原子吸收分光光度分析的基本原理。

2、原子吸收分光光度分析为何要用待测元素的空心阴极灯作光源？能否用氢灯或钨灯代替，为什么？

3、如何选择最佳的实验条件？

4、原子化器有何作用？

5、样品预处理的目的是什么？

0－

1－1

四、操作步骤

1．测定条件的选择

（1）色谱柱长 250 mm，内径 4.6 mm，装填 C-18 烷基键合相，颗粒度 10μm 的固定相

（2）流动相 甲醇:水（83:17），流量 1.0 mL· min1

－（3）紫外光度检测器 测定波长 254 nm（4）进样量 20μL 2．仪器操作

（1）将配置好的流动相于超声波发生器上，脱气 15 min。

（2）将仪器按照仪器的操作步骤调节至进样状态，待仪器液路和电路系统达到平衡，基线平直时，吸取 60µL 标准工作液，进样 20µL，记录色谱图，重复进样两次。

（3）吸取 60µL 样品，进样 20µL，记录色谱图，重复进样两次。

五、数据处理

1．记录实验测定条件

（1）色谱柱与固定相

（2）流动相及其流量

（3）检测器

（4）进样量

2．测量各色谱图中苯、萘、联苯等的保留时间tR及相应色谱峰的半峰宽Y1/2，计算各对应理论塔板n，并将数据列表。已知组分的出峰顺序为苯、萘、联苯。

3．求样品中各组分的含量。

六、思考题

1．由计算得到的各组分理论塔板数说明了什么？

2．高效液相色谱采用 5~10 μm 粒度的固定相有何优点？为什么？

第五篇：仪器分析教案

第三节 高效液相色谱法的主要类型及其分离原理

【教学目标】

1.掌握液-液分配色谱法及化学键合相色谱法的分离原理，分配系数、固定相的类型和特点 2.熟悉高效液相色谱法的主要类型 3.熟悉高效液相色谱法的主要类型

4.了解各类高效液相色谱法的特点及应用 【教学重点】

液-液分配色谱法及化学键合相色谱法；分离原理；分配系数 【教学难点】

分配系数；分配系数与组分流出顺序的关系 【复习题】

1.气相色谱法有哪几种类型？各类气相色谱法的固定相与流动相的类型是什么？ 2.各类气相色谱法的分离原理是什么？ 3.分配系数的定义是什么？意义是什么？

【讲授新课】

与气相色谱一样，液相色谱分离系统也由两相——固定相和流动相组成。液相色谱的固定相可以是固定液、吸附剂、化学键合固定相（或在惰性载体表面涂上一层液膜）、离子交换树脂或多孔性凝胶；流动相是各种溶剂。被分离混合物由流动相液体推动进入色谱柱。根据各组分在固定相及流动相中的吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异进行分离。色谱分离的实质是样品分子（以下称溶质）与溶剂（即流动相或洗脱液）以及固定相分子间的作用，作用力的大小，决定色谱过程的保留行为。

根据其分离原理不同，高效液相色谱法可分为几种类型：

一． 液-液分配色谱法及化学键合相色谱法

（一）液-液分配色谱法

1.固定相：将液体固定液涂渍在担体上作为固定相。

流动相：液体。

且要求，流动相液体与固定相液体互不相溶。

2．分离原理：溶解——溶解分配平衡过程（组分溶解在固定相中—组分溶解在流动相中），类似于液液萃取机理。

溶质在两相间进行分配时，在固定液中溶解度较小的组分较难进入固定液，在色谱柱中向前迁移速度较快；在固定液中溶解度较大的组分容易进入固定液，在色谱柱中向前迁移速度较慢，从而达到分离的目的。

3.分配系数：

当样品中的被测定组分在固定相和流动相中达到动态平衡时，可以用分配系数来描述这个分配平衡过程：

其中，（1）分离的顺序决定于分配系数的大小：

固定相对某组分的溶解力大于溶剂对某组分的溶解力，K↑，后流出色谱柱 固定相对某组分的溶解力小于溶剂对某组分的溶解力，K↓，先流出色谱柱

（2）某色谱条件下，两组分分配系数差值为零，则代表两组分在该色谱条件下不能分离。4.分类：

正相液-液色谱法：固定相极性＞流动相极性，极性较小组分先出峰，极性较大组分后出峰 适于分离极性较强的物质

反相液-液色谱法：固定相极性＜流动相极性

极性较大组分先出峰，极性较小组分后出峰 适于分离非极性至中等极性的物质

（二）化学键合相色谱法：

（1）固定相：将固定液通过化学反应共价键合到担体（硅胶）表面作为固定相。

流动相：液体。

（2）分离原理：同液-液分配色谱法。（3）分配系数：同液-液分配色谱法。（4）分类：同液-液分配色谱法。

（三）液-液分配色谱法与化学键合相色谱法的对比

液-液分配色谱法 化学键合相色谱法 与担体结合方式 涂渍 共价键合

柱效对比 较低 较高

固定液是否流失 是 否

能否进行梯度洗脱 否 能

另外，化学键合固定相表面固定液一般多为单分子层，因此无液坑，液层薄，传质速度快；且有载样量大，化学性能稳定，重现性高，色谱柱寿命长等优点。目前已经逐渐取代了传统的液液分配色谱，成为液相色谱法中使用最广泛的方法。

二．液-固吸附色谱法

1.固定相：液固吸附色谱法的固定相是固体吸附剂。吸附剂是一些多孔的固体颗粒物质，在它的表面通常存在吸附中心点，可以有效地从气体或液体中吸附其中某些成分。流动相：液体

2.分离原理：吸附——吸附竞争平衡过程（组分吸附在固定相上—流动相吸附在固定相上）

流动相中的溶质分子X（流动相）被流动相S带入色谱柱后，在随流动相流动的过程中，发生如下交换反应：

其作用机制是被分离组分（溶质分子X）与流动相（溶剂分子S）争夺吸附剂表面吸附活性中心的结果（竞争吸附）。在这个过程中，交换能力较强的溶质分子会竞争得到更多的吸附中心点，从而在色谱柱中移动较慢，从而达到分离的目的。3.分配系数：

其中，（1）分离的顺序决定于分配系数的大小：

吸附剂对某组分的吸附力越强，K↑，后流出色谱柱 吸附剂对某组分的吸附力越弱，K↓，先流出色谱柱

（2）某色谱条件下，两组分分配系数差值为零，则代表两组分在该色谱条件下不能分离。

4.应用：

液固色谱法适用于分离分子量中等，能溶于有机溶剂的非离子性化合物，此外，液固色谱法对于分离具有不同官能团的结构相似的化合物、异构体有较高的选择性。

三．离子交换色谱法

1.固定相：是一种带电荷的官能团的固定基质，称为离子交换剂。为保证交换剂的电中性，基质上还存在带相反电荷的离子，称为反离子。

目前常用的三大类离子交换剂基质：合成树脂、纤维素、硅胶。流动相：具有一定pH和盐浓度的缓冲溶液

2.分离原理：吸附——吸附竞争平衡过程（反离子吸附在固定相上—组分离子吸附在固定相上）

在离子交换过程中，流动相中存在的被分析离子（M+）与树脂上吸附的反离子（Y-）之间发生竞争吸附，可用下列平衡表示：

阳离子交换： 阴离子交换：

被分离样品中不同离子对交换剂具有不同的亲和力，在发生竞争吸附时，不同的样品离子交换反离子的能力也不同。对交换剂亲和力较强的样品离子，交换反离子的能力较强，从而在色谱柱中迁移速度较慢，从而达到分离的目的。3.分配系数：

以阴离子交换平衡过程为例，分配系数：

其中，（1）分离的顺序决定于分配系数的大小：

溶质中某离子与离子交换剂的相互作用越强，K↑，后流出色谱柱 溶质中某离子与离子交换剂的相互作用越弱，K↓，先流出色谱柱

（2）某色谱条件下，两组分分配系数差值为零，则代表两组分在该色谱条件下不能分离。

4.应用：

离子交换色谱法特别适用于分离离子化合物、有机酸和有机碱等能电力的化合物和能与离子基团相互作用的化合物。它不仅广泛地应用于有机物质，而且广泛地应用于生物物质的分离，如氨基酸、核酸、蛋白质等生物分子，还能用于维生素的混合物、食品防腐剂、血清等的分离。5.分类：

阳离子交换色谱和阴离子交换色谱

【小结】

1． 固定相：

液-液分配色谱法 将液体固定液涂渍在担体上作为固定相

化学键合相色谱法 将固定液通过化学反应共价键合到担体（硅胶）表面作为固定相 液-固吸附色谱法 吸附剂 离子交换色谱法 离子交换剂 2．分离原理

液-液分配色谱法 溶解——溶解分配平衡过程（组分溶解在固定相中—组分溶解在流动相中）化学键合相色谱法 溶解——溶解分配平衡过程（组分溶解在固定相中—组分溶解在流动相中）液-固吸附色谱法 吸附——吸附竞争平衡过程（组分吸附在固定相上—流动相吸附在固定相上）离子交换色谱法 吸附——吸附竞争平衡过程（反离子吸附在固定相上—组分离子吸附在固定相上）3．各种色谱法的分配系数表示方法虽各不相同，但分配系数与组分流出顺序的关系均可表述为，组分K↑，后流出色谱柱；组分K↓，先流出色谱柱。

【作业】

课后习题 2、6、9。

第九节 高效液相色谱法在食品检测中的应用

【教学目标】

1.了解高效液相色谱法在食品检测中的具体应用实例

2.能够通过实例系统地了解之前所学关于高效液相色谱法的具体内容 3.了解食品高效液相色谱法前处理知识 【教学重点】

外标法定量的运用 【教学难点】

不同定量方法的运用 【复习题】

1.液相色谱法的主要定量方法包括哪几种？

【讲授新课】

5.动物源食品呋喃唑酮残留量的测定

呋喃唑酮（痢特灵）是一种抗菌效果非常好的广谱抗生素药物，曾被广泛应用于家禽、家畜、水产品中的疾病预防和治疗。近年的研究表明，呋喃唑酮及其代谢物具有致基因突变和致癌性。美国1993年禁止呋喃唑酮作为兽药，欧盟将其列为违禁药品，我国农业部第235号公告中也规定动物性食品中呋喃唑酮检出限为不得检出。

（一）原理：反相色谱法

（二）色谱条件：

固定相：C18柱

流动相：乙腈—磷酸溶液 检测器：Uv-vis检测器 检测波长：367nm 流速：1.0ml/min 进样量：20ul

（三）测定方法： 1．试样前处理：

固体试料破碎→混合→初分离→浓缩→再分离→过滤→供试样液

2．测定方法（外标法）：

（1）标准对照品溶液的配制与测定：精密称取呋喃唑酮标准对照品适量，配制成一定浓度的溶液Cs。在上述色谱条件下得到色谱流出曲线，呋喃唑酮的保留时间在4.5min附近，得到呋喃唑酮峰的峰面积As。

（2）样品溶液测定：试样溶液在上述色谱条件下分离得到试样的色谱流出曲线，得到试样中呋喃唑酮的峰面积Ax。

（3）外标法计算：利用下式即可计算的出样品中的呋喃唑酮含量

二．高效液相色谱测定保健食品中的黄芪甲苷

黄芪是多年生草本豆科植物，药用历史悠久、广泛。皂苷是黄芪中的主要有效成分之一，而黄芪皂苷以黄芪甲苷为主。黄芪甲苷具有增强机体免疫力、抗氧化、促进细胞生长，抑制内毒素等作用。所以在一些保健食品中，黄芪甲苷作为功能性添加剂成分有添加。例如，蜂胶黄芪软胶囊、虫草鸡精口服液。

（一）原理：反相色谱法

（二）色谱条件：

固定相：C18柱 流动相：乙腈—水

检测器：二极管阵列检测器 检测波长：227nm 流速0.8ml/min 进样量：10ul

（三）测定方法（外标法峰面积标准曲线法）： 1．试样前处理：

虫草鸡精口服液试样→浓缩→定容→过柱（大孔吸附树脂）→浓缩→过滤→供试样液 2．测定方法：

（1）标准对照品溶液的配制与测定：精密称取黄芪甲苷标准对照品适量，配制为浓度从低到高的一系列溶液C1……C5（5.0，10.0，20.0，40.0，50.0μg/mL）。在上述色谱条件下依次得到相应色谱流出曲线，并得到峰面积A1……A5。

（2）标准曲线的绘制：以峰面积A对浓度进行线性回归，得线性回归方程，即为标准曲线。

（3）样品溶液测定：在标准曲线的线性范围内，加载供试样液，得到样品色谱流出曲线，测量其中黄芪甲苷对应峰的峰面积。

将样品黄芪甲苷峰的峰面积带入线性回归方程，利用标准曲线法即可算出样品中的黄芪甲苷含量。

三．高效液相色谱法同时进行测定食品中安赛蜜、糖精、苯甲酸、山梨酸和咖啡因

食品添加剂若使用不当，添加过量，就会对人体产生毒副作用。

（一）原理：反相色谱法

（二）色谱条件：

固定相：C18柱

流动相：甲醇—柠檬酸铵 检测器：Uv-vis检测器 检测波长215nm 流速1.0ml/min 进样量20μL 柱温40℃

（三）测定方法： 1．试样前处理：

（1）乳状液体样品（果奶、冰淇淋等）：

试样→沉淀蛋白质→过滤、脱气→供试样液

（2）澄清液体样品（汽水、可乐等）：

试样→脱气→稀释→过滤→供试样液

（3）固状样品（肉制品、酱脆菜等）：

试样→捣碎→加入溶剂→沉淀蛋白质→过滤、脱气→供试样液

2．测定方法（外标法峰高标准曲线法）：

（1）标准溶液配制：使用流动相配制安赛蜜、糖精钠、苯甲酸、山梨酸、咖啡因标准溶液（1mg/mL），将各标准液按照安赛蜜、糖精钠、苯甲酸、山梨酸、咖啡因比例依次为5.0、4.0、5.0、5.0、5.0μg/mL混合，得到混合标准溶液。将混合标准溶液用水稀释成6个浓度C1……C6

（2）确定成分峰位置：首先用各自的标准溶液稀释，在色谱条件下进行分析，定性确定每个峰对应的成分。

（3）标准曲线：在上述色谱条件下，6个浓度的混合标准溶液分别得到相应色谱流出曲线，并得到峰高h1……h6。以峰高h对含量进行线性回归，得各种标准物质的线性回归方程，即为标准曲线。

（4）样品溶液测定：在标准曲线的线性范围内，加载供试样液，得到每种样品的色谱流出曲线，测量其中添加剂对应峰的峰高。

将样品添加剂相关峰的峰高带入线性回归方程，利用标准曲线法即可算出样品中各种添加剂的含量。

四．反相高效液相色谱法测定巧克力中香兰素

香兰素是重要的食用香料之一，是食用调香剂，具有香荚兰豆香气及浓郁的奶香，是食品添加剂行业中不可缺少的重要原料，广泛运用在各种需要增加奶香气息的调香食品中，香兰素是国家允许添加的食品添加剂，按国标添加不会对身体造成伤害。但大剂量食用可导致头痛、恶心、呕吐、呼吸困难，甚至损伤肝肾等。

（一）原理：反相色谱法

（二）色谱条件：

固定相：C18柱 流动相：甲醇—水 检测器：Uv-vis检测器 检测波长：280nm 流速：1.0ml/min 进样量：10μL 柱温：35℃

（三）测定方法： 1．试样前处理：

巧克力样品→加水加温溶解→定容→离心取上层清液→过滤→供试样液

2．测定方法：

外标法峰面积标准曲线法定量

参见实验二．高效液相色谱测定保健食品中的黄芪甲苷中的标准曲线测定方法

【小结】

1．样品预处理：根据样品状态不同采用不同的预处理方法，再利用相似相溶粗提取要测的成分。2．分析实例中用的是反相色谱，其固定相为十八烷基硅烷键合硅胶，极性小于流动相（乙腈-水；乙腈-磷酸盐；甲醇-水；甲醇-柠檬酸）。且分析的样品都是弱极性、中等极性的样品。3．含量测定：外标法（标准曲线法、峰面积法、峰高法）

【作业】

课后题 10。