实验一火焰原子吸收分光光度法测定水中镁的浓度

'实验一火焰原子吸收分光光度法测定水中镁的浓度【实验目的】1.掌握火焰原子吸收分光光度法测定镁的基本原理和方法；2.了解原子吸收测定中存在的干扰类型及消除方法；3. 了解火焰原子吸收光谱仪的基本结构和使用方法。 【方法原理】在使用锐线光源条件下，基态原子蒸汽对共振线的吸收，符合朗伯-比尔定律，即A=lgI0I=KLN0····························1-1式中：A-----------吸光度；I0------------特征谱线强度；I-------------透光强度；K------------原子蒸汽的吸收系数；L------------原子蒸汽的厚度；N0-----------基态原子数。在一定实验条件下，待测元素的原子总数与其在试样中的浓度呈正比，则A=kc。用标准曲线法或标准加入法，可以求算出元素的含量。对于天然水中镁的测定，如果水中存在悬浮物，则首先必须分离并用硝酸消解。清洁而澄清的水用1%硝酸酸化，如果镁的浓度太大，可用1%硝酸稀释，天然水中镁的测定不存在干扰。【仪器及试剂】1.仪器GBC932型原子吸收分光光度计；空气压缩机；乙炔钢瓶。2.试剂：除特别注明，所有试剂均为分析纯。2.1氧化镁，800℃灼烧至恒重；浓盐酸；1%硝酸；25%氯化锶，二次蒸馏水30 1.1镁标准储备液[ρ(Mg)=1000ug/mL]准确称取0.1660g氧化镁，溶于2.5mL盐酸及少量水中，移入l00mL容量瓶中稀释至刻度，摇匀。1.2镁标准应用液[ρ(Mg)=50ug/mL]取5mL镁标准储备液（2.2），用纯水稀释定容至100mL，摇匀备用。【操作步骤】1.标准溶液系列浓度的配制取五个50mL比色管，分别加入0.00mL；1.00mL；2.00mL；3.00mL；4.00mL镁标准应用液，各加入浓盐酸1.00mL，25%氯化锶2.00mL。稀释至刻度，摇匀备用。2.工作曲线的绘制2.1按仪器操作规程开启光谱仪，开始预热。2.2仪器工作条件吸收波长λ：284.2nm，灯电流：6mA ，狭缝宽度：0.2nm，空气流量：8 L/min ，乙炔流量：1.8 L/min，燃烧器高度：7mm 2.3按仪器操作规程开启供气系统，点火。然后喷去离子水清洗原子化系统，待仪器稳定后开始测定。2.4以二次蒸馏水调零，然后按浓度由低到高的顺序依次测标液的吸光度。2.5以吸光度A为纵坐标，待测溶液浓度c为横坐标，绘制工作曲线，求得回归方程。3.样品测定3.1按同样方法测定待测水样的吸光度。如水样吸光度超过最大浓度标液的1.5倍，则应对该水样作适当的稀释。3.2测完全部试样后喷二次蒸馏水清洗原子化系统5~10 min，然后关闭乙炔气源，待火焰熄灭后再按仪器操作规程关闭光谱仪。4.数据处理试样中镁的含量按式（1-2）计算：ρMg=c×F····························1-2式中:ρMg--------------水中Mg的质量浓度，mg/L；c-------------------由工作曲线和回归方程的到的Mg的浓度，μg/mL；F--------------------水样的稀释倍数30 【注意事项】1.实验时应打开通风设备，使金属蒸汽及时排出室外。2. 点火时，先开空气后开乙炔；熄火时先关乙炔后关空气；室内若有乙炔气味，应立即关闭乙炔气源，打开通风，排除问题后，再继续实验。 3.更换空心阴极灯使要将灯电流开关关掉，以防触电和造成灯电源短路。 4.测定过程中要注意仪器的零点漂移，经常用去离子水重新调零；5.废液罐应水封，防止回火。6.钢瓶附近严禁烟火。【思考题】1.原子吸收分析时为什么要使用锐线光源？2.火焰原子吸收法具有哪些特点？3.如何消除原子吸收分析中的化学干扰？30 实验二石墨炉原子吸收分光光度法测定水中Cd的含量【实验目的】1.掌握石墨炉原子吸收分光光度法测定水中Cd含量的方法原理；2.熟悉石墨炉原子吸收分光光度法的操作程序和实验技能；3.了解石墨炉原子吸收分光光度法测定水中微量金属元素的分析过程与特点。【基本原理】水中的Cd含量一般较低，用火焰法很难得到满意的效果，常用石墨炉原子吸收分光光度法测定。石墨炉原子化法具有试样用量少，共存元素的干扰少和灵敏度高的特点。水样品在热解石墨管中通过程序升温将样品干燥、灰化及原子化，成为气态基态原子，对空心阴极灯发射的特征谱线（228.8nm）产生吸收。在一定实验条件下，其吸光度与溶液中铅的浓度成正比，即A=Kc，据此进行定量分析。【仪器及试剂】1.仪器TAS-986原子吸收分光光度计，原子吸收分光光度计（带石墨炉），Cd空心阴极灯，全热解石墨管，1.5mL具盖聚乙烯塑料离心管，微量移液器。2.试剂2.1Cd标准溶液（ρ(Cd)=1000μg/mL，国家标准物质）2.2Cd标准储备液(ρ(Cd)=10μg/mL)：准确移取1000μg/mLCd标准溶液1.00mL于100mL容量瓶中加水定容，摇匀。2.3Cd标准应用液(ρ(Cd)=100ng/mL)：准确移取10μg/mLCd标准溶液1.00mL于100mL容量瓶中加水定容，摇匀。【操作步骤】1.仪器工作条件波长228.8nm，灯电流3mA，狭缝宽0.4nm，氘灯背景校正，氩气流量0.6L/min，进样体积10μL，读数方式为峰高。石墨炉工作条件：干燥1:90℃，20秒；干燥2:120℃，2030 秒；干燥3：250℃，15秒；灰化：350℃，25秒；原子化（停气）：1800℃，3秒；清洗：1900℃，2秒。1.工作曲线的绘制1.1Cd标准系列的配制：准确吸取0.00，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50mL100ng/mL标准溶液于50mL比色管中，定容，配制成Cd浓度为0.00，1.00，2.00，3.00，4.00，5.00ng/mL的标准系列溶液。1.2按仪器工作条件依次测定吸光度，从2~5管的吸光度减1管的吸光度为纵坐标，以Cd的质量浓度(μg/L)为横坐标绘制工作曲线。2.样品测定按测定工作曲线的仪器测定条件测定样品3.数据处理试样中微量Cd的含量按式（2-1）计算：ρCd=c×F····························2-1式中：ρCd-----------水中Cd的质量浓度，μg/L；c-----------------由工作曲线和回归方程的到的Cd的浓度，ng/mL；F----------------水样的稀释倍数。【注意事项】1.待稳压电源灯亮后，再开主机开关，实验结束时，先关主机再关稳压电源。2.先开载气阀、循环水，再开石墨炉电源控制系统开关。【思考题】1.原子化温度对灵敏度有何影响？2.如果试样成分比较复杂，应该怎样测定？30 实验三原子荧光法测定虾肉中的总砷【实验目的】1.掌握原子荧光法测定总砷的原理和方法；2.熟悉测定食品总砷的预处理方法。【基本原理】样品经湿法消解或干灰化法处理后，加入硫脲使五价砷预还原为三价砷，在酸性条件下，以硼氢化钾为还原剂，使砷生成砷化氢，又载气（氩气）载入石英原子化器受热分解为原子态砷，在高强度砷空心阴极灯发射光的照射下，基态砷原子被激发至高能态，发射出特征波长的荧光，其荧光强度在固定条件下，一定浓度范围内与砷含量成正比，与标准系列比较定量。【仪器及试剂】1.仪器AFS-230型双道原子荧光光度计，砷空心阴极灯，高速粉碎机，微波消解仪，电子天平（感量为0.1mg和1mg）2.试剂：除特殊注明外，所用试剂均为优级纯，实验用水为去离子水。2.1氢氧化钾溶液（5g/L）：称取5.0g氢氧化钾，溶于水并稀释至1000mL。2.2硼氢化钾溶液（20g/L）：称取硼氢化钾20.0g。溶于1000mL5g/L氢氧化钾溶液中，混匀。2.3硫脲+抗坏血酸溶液：称取10.0g硫脲，加约80mL水，加热溶解，待冷却后加入10.0g抗坏血酸，溶解稀释至100mL。现用现配。2.4氢氧化钠溶液（100g/L）:称取10.0g氢氧化钠，溶于水并稀释至100mL。2.5盐酸溶液（1+1）：量取盐酸100mL，缓缓倒入100mL水中，混匀。2.6硫酸溶液（1+9）：量取硫酸100mL，缓缓倒入900mL水中，混匀。2.7硝酸溶液（2+98）：量取硝酸20mL，缓缓倒入980mL水中，混匀。2.8砷标准储备液（100mg/L，按As计）：准确称取于100℃干燥2h的三氧化二砷0.0132g，加100g/L氢氧化钠溶液1mL和少量水溶解，转入100mL容量瓶中，加入适量盐酸调整其酸度近中性，加水稀释至刻度。4℃避光保存，可保存一年。30 1.1砷标准使用液（1.00mg/L，按As计）：准确吸取1.00mL砷标准储备液（100mg/L）于100mL容量瓶中，用硝酸溶液（2+98）稀释至刻度。现用现配。【操作步骤】1.样品预处理取新鲜虾肉洗净晾干，匀浆，于4℃冰箱冷藏备用。2.试样消解称取0.2g~0.5g（精确到0.001g）样品于消解罐中，加入5mL硝酸，放置30min，盖好安全阀，将消解罐放入微波消解系统中消解，消解条件见表4-1，消解完全后赶酸，将消化液转移至25mL容量瓶或比色管中，用少量水洗涤内罐3次，合并洗涤液，各加硫酸溶液（1+9）12.5mL，硫脲+抗坏血酸溶液2mL并定容至刻度，混匀。同时作空白试验。表4-1虾肉微波消解条件步骤功率升温时间/min控制温度/℃保持时间/min11200W100%5120621200W100%5160631200W100%5190203.仪器测定条件负高压：260V；砷空心阴极灯电流：50mA~80mA；载气：氩气；载气流速：500mL/min；屏蔽气流速：800mL/min4.绘制标准曲线取25mL容量瓶或比色管6支，依次准确加入1.00μg/mL砷标准使用液0.00mL、0.10mL、0.25mL、0.50mL、1.5mL、3.0mL（分别相当于砷浓度0.0ng/mL、4.0ng/mL、10ng/mL、20ng/mL、60ng/mL、120ng/mL），各加硫酸溶液（1+9）12.5mL，硫脲+抗坏血酸溶液2mL，补加水至刻度，混匀后放置30min后测定。仪器预热稳定后，将试剂空白、标准系列溶液一次引入仪器进行原子荧光强度的测定。以原子荧光强度为纵坐标，砷浓度为横坐标绘制标准曲线，得到回归方程。5.样品测定在相同条件下，将样品溶液引入仪器进行测定。30 1.数据处理试样中的总砷含量按式（3-1）计算：ρAs=c-c0×V×1000m×1000×1000····························3-1式中：ρAs-----------试样中砷的含量，mg/kg；c---------------试样被测液中砷的测定浓度，ng/mL；c0----------------试样空白消化液中砷的测定浓度，ng/mL；V----------------试样消化液总体积，mL；m----------------试样质量，g；1000-----------换算系数。【注意事项】1.原子荧光仪使用前后一定要将管道冲洗干净。2.微波消解时一定要消解完全，否则会使测定量偏低。3.配制硼氢化钾溶液时须在碱性条件下，否则硼氢化钾要分解。【思考题】1.试验中硫脲+抗坏血酸溶液的作用是什么？2.屏蔽气流速过慢对实验有何影响？30 实验四气相色谱法中流动相速度对柱效的影响【实验目的】1.熟悉理论塔板数计理论塔板高度的概念及计算方法；2.绘制H-μ曲线，深入理解流动相速度对柱效的影响。【基本原理】流动相速度可用线速（μ）表示，也可用体积速度表示。线速用下式表示：μ=L/t0····························(4-1)式中：L---------------柱长；t0---------------非滞留组分的保留时间，又称死时间。柱后体积速度可用皂膜流量计测量，单位为mL·min-1。在选择好固定液，并制备好色谱柱后，必然要测定柱的效率。表示柱效高低的参数是：理论塔板数（n）和理论塔板高度（H）。人们总希望有众多的理论塔板数和很小的理论塔板高度。计算n和H的一种方法如下：n=5.54×trW1/22····························4-2H=L/n····························(4-3)式中：tr------------组分的保留时间；W1/2---------为半峰宽；L--------------柱长。对气液色谱柱来说，有许多实验参数影响H值。但对给定的色谱柱来说，当其他实验参数都确定不变以后，流动相线速（μ）对H的影响可由实验测得。将μ以外的参数视作常数，则H与μ的关系可用简化的范氏方程来表示：H=A+B/μ+Cμ····························(4-4)式中：A-------------涡流扩散；B-------------纵向分子扩散；30 C-------------两相传质阻力；μ------------流动相线速。上式中三项分别代表涡流扩散、纵向分子扩散及两相传质阻力对H的贡献。可见，μ过小，使组分分子在流动相中的扩散加剧；μ过大，使组分在两相中的传质阻力增加。两者均导致柱效下降。显然，在μ的选择上发生了矛盾。但总可以找到一个合适的流速，在此流速下，兼顾了分子扩散和传质阻力的贡献，柱效最高，H值最小。此流速称为最佳流速（μopt），相应的值称最小理论塔板数（Hmin）。【仪器及试剂】1.仪器102G型气相色谱仪（上海分析仪器厂）；色谱柱：邻苯二甲酸二壬酯，5%，2m×3mm；热导检测器；微量注射器；秒表。2.试剂：正己烷（A.R.）。【操作步骤】1.仪器测定条件柱温及热导检测器温度：80℃；气化温度：80℃左右；热导池电流：120mA2.流速探索测定2.1开启氢气钢瓶和载气（N2）稳压阀，使载气通入色谱仪。按操作说明书使仪器在测定条件下正常运行。2.2调节载气流速至某一值，待极限稳定后，注入0.5μL正己烷，同时按下秒表。当色谱峰达到顶端时，停走秒表，记下保留时间。再注入0.1mL空气（非滞留组分），记下保留时间，并用皂膜流量计测定速度。2.3再分别改变5种不同的流速（大、中、小应均有）。每改变一种流速后，按步骤2.2进行测定。2.4结束后，按操作说明书关好仪器。3.结果处理3.1作出H-μ图，并求出最佳线速寄最小理论塔板数。3.2将另一组同学的数据也绘制在你的同一方格纸上，并加以比较和讨论。30 【注意事项】1.必须先通入载气，再开电源。否则，会有热导池钨丝被烧毁的危险！试验结束后，应先关掉电源，再关载气。2.旋动色谱仪旋钮及阀要缓慢。3.使用微量注射器时，必须严格遵守教师的操作要求。4.调节流速到最小值进行实验时，可能流量计已无读数显示，此时必须验证柱后有载气流出。每调整一次流速，必须间隔一段时间，待基线稳定后再进样。5.色谱峰过大或过小，应利用“衰减”旋钮调整。6.半峰宽的测量应准确进行。【思考题】1.过高或过低流动相速度为什么使柱效下降？2.若载气改为N2后，预测H-μ曲线的变化，并解释原因。3.在得H-μ曲线后，你能利用它求出简化范氏方程中的常数A、B和C吗？提示：(1)由简化的范氏方程得到的图像，可看作三个独立函数（即H1=A，H2=B/μ，H3=Cμ）的图像叠加而成。(2)利用极点值的性质。4.柱前压力表读数为0.1MPa，则柱入口载气压力就是0.1MPa吗？为什么？30 实验五气相色谱法测定水中苯系物【实验目的】1.掌握气相色谱法测定苯系物的原理及实验方法；2.熟悉内标标准曲线法的定量方法；3.了解气相色谱仪的基本结构和使用方法。【基本原理】苯、甲苯等苯系物在弱极性或中等极性（OV-101或有机皂土和邻苯二甲酸二壬酯混合固定液等）固定相上的分配系数不同，随着流动相的推移，各组分在两相中经过反复多次的分配发生差速迁移，最后达到分离。它们以沸点不同由低到高先后流出色谱柱。由于在气相色谱中的保留时间不同，因此用保留时间对样品中的苯系物进行定性分析，用峰面积进行定量分析。试样中苯系物由二硫化碳（CS2）萃取后，经气相色谱分离，火焰离子化检测器检测。以氯苯作内标物，采用内标标准曲线法进行定量。【仪器及试剂】1.仪器与器皿气相色谱仪；色谱柱：玻璃（或不锈钢）柱，内径3～4mm，长2m；固定相：3％有机皂土和2.5％邻苯二甲酸二壬酯，101酸洗白色担体（或102型白色担体），67～80目；或宽口径石英毛细管柱，长30m、内径0.52mm，内壁涂5％OV-101ChromosorbW-HB固定液；检测器：火焰离子化检测器；数据记录装置：记录仪/积分仪/色谱工作站；10μL微量注射器；10mL容量瓶。2.试剂2.1苯、甲苯、氯苯（均为色谱纯试剂）。2.2二硫化碳：若在苯系物出峰位置有干扰峰，按下法提纯：①配制甲醛-硫酸溶液：在100mL浓硫酸中慢慢加入1mL40％甲醛溶液，不断摇匀。②取250mLCS2放入分液漏斗中，加10mL甲醛-硫酸溶液，充分振摇5分钟，静置分层后弃去水相。再依次用10mL和5mL甲醛-硫酸溶液洗涤萃取，静置分层后弃去水相，加热蒸馏30 洗过的CS2，收集46～47℃馏分。经色谱检查无干扰峰时即可使用。1.1标准贮备液配制：于3支10mL容量瓶，分别加入1.15mL苯（比重为0.8777）、1.15mL甲苯（比重为0.8650）、2.50mL氯苯（比重为1.107），用CS2定容至刻度，摇匀。贮备液质量浓度分别为：苯100.9mg/mL、甲苯99.5mg/mL、氯苯276.8mg/mL。【操作步骤】1.样品处理用移液管取水样25mL（含苯、甲苯20～25μg）于125mL分液漏斗中，加5.0mLCS2，振摇1分钟（注意多次放气），静置分层，分出下层CS2层于具塞试管中。取萃取液1.0mL于10.0mL容量瓶中，加入氯苯20μL，用CS2定容至10.0mL，备用。2.色谱条件FID检测器；柱温：80℃，检测器温度：180℃，气化室温度：140℃；气体流量：氮气25mL/min，氢气60mL/min，空气550mL/min（氢气和空气最佳流速比约为1:10）。3.标准系列的测定3.1标准系列的配制：取5支10mL的容量瓶，分别加入苯、甲苯标准贮备液10μL、20μL、30μL、40μL、50μL，各管中均加入氯苯20μL，用CS2定容至10.0mL，备用。3.2标准系列的测定：将标准系列由低到高浓度依次进样1.0μL，得各标样的色谱峰面积及各组分的保留时间。计算苯、甲苯与内标物氯苯的峰面积之比，以峰面积之比为纵坐标，浓度为横坐标，分别得到苯、甲苯的两条内标标准曲线。4.样品测定在相同色谱条件下，进样品试液1.0μL，得样品色谱图及各组分的保留时间。5.结果处理5.1将样品中各组分的保留时间与标样中各组分的保留时间进行比较，对样品中各组分进行定性分析。5.2测量样品萃取液色谱图各组分的峰面积，计算苯、甲苯与内标物氯苯的峰面积之比。样品中各组分的质量浓度按式（5-1）计算：ρ=W×10V2×5V1····························(5-1)式中：30 ρ------------为苯系物质量浓度，mg/mL；W-----------内标标准曲线上查得的样品管中各组分的浓度，mg/mL；V1-----------水样体积，mL；V2------------取样品萃取液体积，mL。【注意事项】1.用CS2萃取水样时，因CS2比重大，静置分层后在分液漏斗的下层。从分液漏斗的下部放出下层萃取液时，应打开分液漏斗盖。2.CS2极易挥发，取样后应立即盖好试管塞和容量瓶塞。3.内标标准曲线法定量，各标准管和试样管中加入内标物氯苯的量必须相同。每次测定取的试样量也必须相同【思考题】1.内标标准曲线法定量的依据是什么？2.为什么各标准管和试样管中加入内标物氯苯的量必须相同？每次测定取的试样量也必须相同？3.试述内标法和外标法定量的优缺点，内标标准曲线法比内标法又有何优越性？4.试解释苯、甲苯、氯苯流出的先后顺序。30 实验六高效液相色谱法测定饮料中的苯甲酸、山梨酸钾【实验目的】1.掌握高效液相色谱法测定饮料中苯甲酸和山梨酸钾的原理和方法；2.熟悉饮料中苯甲酸和山梨酸钾的样品处理方法；3.了解高效液相色谱仪的基本结构与使用方法。【基本原理】样品经超声波水浴振荡除去乙醇和二氧化碳，调PH至中性，过滤后进高效液相色谱仪，经反相色谱分离后，根据保留时间进行定性分析，利用外标法比较在相同条件下测得的组分纯物质与样品中的组分峰面积或峰高进行定量分析。【仪器及试剂】1.仪器高效液相色谱仪(岛津SPD-20A，配备紫外检测器)，超声水浴震荡器（KQ3200E，昆山市超声仪器有限公司），万分之一天平（FA1004C，上海越平科学公司）旋涡混合器，离心机，恒温水浴箱，50mL容量瓶，移液管，50mL烧杯，比色管，微量进样器，0.45μm微孔滤膜。2.试剂2.1稀氨水（1:1）：氨水与水1:1混合；碳酸氢钠溶液：20g/L；甲醇（色谱纯）。2.2醋酸铵溶液[ρCH3COONH4=0.02mol/L]：称取1.54g乙酸铵（分析纯，科隆化工），加水至1000mL，溶解，经0.45um滤膜过滤。2.3碳酸氢钠溶液[ρNaHCO3=20g/L]：称取2g碳酸氢钠（优级纯），加水至100mL，振摇溶解。2.4苯甲酸标准储备溶液[ρC6H5COOH=1mg/mL]：准确称取0.1000g苯甲酸，加碳酸氢钠溶液(20g/L)5mL，加热溶解，移入100mL容量瓶中，加水定容至100mL，作为苯甲酸标准储备溶液。2.5山梨酸标准储备溶液[ρC6H8O2=1mg/mL]：准确称取0.1000g山梨酸，加碳酸氢钠溶液(20g/L)5mL，加热溶解，移入100mL容量瓶中，加水定容至100mL，作30 为山梨酸标准储备溶液。1.1苯甲酸、山梨酸标准混合标准使用溶液[ρC6H5COOH=0.5mg/mL;ρC6H8O2=0.5mg/mL]：取苯甲酸、山梨酸标准储备溶液各50.0mL，放人100mL容量瓶中，加水至刻度。经0.45um滤膜过滤。1.2亚铁氰化钾溶液：称取106g亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6·3H2O]加水至1000mL。1.3醋酸锌溶液：称取220g醋酸锌[Zn(CH3COO)2·2H2O]，溶于少量水中，加入30mL冰醋酸，加水稀释至1000mL。【操作步骤】1.仪器测定条件色谱条件：色谱柱：C18，4.6mm×250mm；流动相：甲醇：醋酸铵溶液（0.02mol/L）（5:95）；流速：1mL/min；检测波长：230nm。2.样品处理2.1碳酸饮料、果酒、葡萄酒等：称取10g样品（准确至0.001g），放入小烧杯中，超声波水浴震荡除去二氧化碳和乙醇，用稀氨水调节pH至近中性，倒入50mL容量瓶中，加蒸馏水定容至刻度，混匀，用微孔滤膜（0.45μm）过滤，滤液备用。2.2乳饮料、植物蛋白饮料等：称取10g样品（准确至0.001g）于50mL容量瓶中，加入2mL亚铁氰化钾溶液，混匀，再加入2mL醋酸锌溶液，混匀，沉淀蛋白质，加蒸馏水定容至刻度。4000r/min离心10分钟，取上清液，用微孔滤膜（0.45μm）过滤，滤液备用。3.绘制标准曲线取6支10mL比色管（或容量瓶）分别编上号码，分别准确加入标准混合使用液0.00mL、0.20mL、0.40mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL(分别相当于苯甲酸和山梨酸浓度各为0.00mg/mL、0.10mg/mL、0.2mg/mL、0.5mg/mL、1.0mg/mL、2.0mg/mL)，加水至刻度，混匀。取标准系列溶液各10μL（或相同体积）注入高效液相色谱仪进行分离，以其标准溶液峰的保留时间为依据进行定性。以标准溶液的质量浓度为横坐标，相应的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，得到回归方程。30 1.样品测定按标准系列测定方法测定样品，并记录数据。2.结果处理试样中苯甲酸、山梨酸的含量按式（6-1）计算：ρ=c×V0m×1000····························6-1式中：ρ-------------样品中被测物的含量，mg/g；c--------------在标准曲线上查得的相应的苯甲酸、山梨酸的含量，μg/mL；V0-------------样品定容体积，mL；m-------------样品的质量，g。【注意事项】1.被测溶液pH对样品分离测定和色谱柱使用寿命均有影响，pH>8或pH<2时影响被测组分的保留时间，对仪器有腐蚀作用，因此测定时需调节被测溶液pH至近中性，方可进样。2.如果被测溶液含有气泡，对测定和仪器的使用均有影响，因此需要将被测溶液加热搅拌除去二氧化碳。3.苯甲酸的灵敏波长为230nm，山梨酸的灵敏波长为254nm，在此波长测定时苯甲酸灵敏度较低，因此采用230nm为测定波长。出峰顺序为苯甲酸、山梨酸。【思考题】1.为什么被测溶液需要除去二氧化碳？2.采用230nm为测定波长，对样品中山梨酸的测定有何影响？30 实验七高效液相色谱测定饮料中的食用色素【实验目的】1.掌握高效液相色谱法测定饮料中食用色素的原理；2.熟悉饮料中食用色素的样品处理方法；3.了解固相萃取操作技术。【基本原理】利用固相萃取技术（吸附-解吸过程）提取饮料中的食用色素，阳离子交换固相萃取柱净化，利用色谱柱梯度洗脱程序分离食用色素，采用高效液相色谱法测定，保留时间定性，峰面积定量。【仪器及试剂】1.仪器高效液相色谱仪：LC-10ATvp型，附带SPD-10Avp紫外检测器，日本岛津公司；超声波清洗器；0.22μm微孔有机滤膜；25mL比色管；100mL容量瓶；2mL、5mL、10mL刻度吸管；10mL比色管；50mL具塞塑料离心管；电子天平，固相萃取装置。2.试剂：除特殊注明外，所用试剂均为优级纯，实验用水为去离子水。2.1柠檬酸溶液（200g/L）:称取20g柠檬酸（C6H8O7·H2O），用蒸馏水溶解并定容至100mL，混匀。2.2乙醇-氨水-水混合溶液：分别量取无水乙醇70mL、氨水20mL、蒸馏水10mL，混匀。2.3稀氨水(20mL/L)：量取氨水2mL，加蒸馏水定容至100mL，混匀。2.4甲醇：色谱纯。2.5聚酰胺粉：经75μm筛。2.6食用色素混合标准储备溶液（各物质浓度均为1.00mg/mL）：准确称取食用色素柠檬黄、苋菜红、胭脂红、日落黄、亮蓝标准物质（国家标准物质研究中心）各0.100g，溶解并定容至100mL，配制成浓度均为1.00mg/mL30 的食用色素混合标准储备液。【操作步骤】1.样品处理称取10.0g待测样品于50mL具塞塑料离心管中，超声脱气10min，加入柠檬酸或稀氨水调节PH=6，加入少量聚酰胺粉，抽滤，用乙醇-氨水-水混合溶液解吸3~5次，收集滤液，用蒸馏水定容至5mL。经孔径为0.45μm的针筒式滤膜过滤，待测。2.标准系列的配制准确移取8μL、20μL、50μL、100μL、200μL、400μL、800μL食用色素标准储备液于10mL离心管中，加入流动相定容至刻度，得到质量浓度分别为0.8μg/mL、2.0μg/mL、5.0μg/mL、10.0μg/mL、20.0μg/mL、40.0μg/mL、80.0μg/mL的标准工作液。3.测定3.1色谱条件色谱柱：YWG-C18柱，250mm×4.6mm，10μm；流动相：甲醇-0.02mol/L乙酸铵溶液，流速为1.0mL/min；检测波长：254nm；进样量：20μL；梯度洗脱程序：甲醇的体积分数以4%/min的速率由20%增至40%，再以8%/min的速率由40%增至96%，保持3min。3.2标准曲线的绘制依次取标准系列工作溶液20μL注入高效液相色谱仪进行分离，以其标准溶液峰的保留时间为依据进行定性。以标准溶液的浓度为横坐标，相应的峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，并得到回归方程。3.3样品测定取待测样品溶液20μL注入高效液相色谱仪进行分析，依据色谱峰的保留时间定性，峰面积定量。从标准曲线上查出（或根据回归方程求出）样品液中被测物质的含量。4.结果处理试样中食用色素的含量按式（7-1）计算：ρ=A×c×V×1000As×m×1000×F····························(7-1)式中：ρ------------样品中食用色素的浓度（mg/L）；A------------样液中食用色素的吸收峰面积；c------------标准溶液中食用色素的浓度（μg/mL）；V------------样液最终定容体积（mL）；As-----------标准溶液中食用色素的吸收峰面积；m------------样品的质量（g）；F-------------样品稀释倍数。【注意事项】30 1.固相萃取柱在使用前要活化，洗脱过程洗脱液的流速不能过快。2.流动相使用前必须经过脱气。如果流动相中含有气体，在较高的柱压下会产生气泡，使流动相流动受阻，对分离样品产生不利影响。3.在样品预处理过程中，通入氮气使溶剂挥发时，应注意控制氮气气流的大小，以免样品溅射，造成待测物质的损失。【思考题】1.对样品进行固相萃取时，洗脱过程流速不宜过快，为什么？2.样品溶液进样前为何需要过滤？30 实验八GC-MS法测定水果的农药残留【实验目的】1.掌握GC-MS测定农药残留的原理；2.了解GC-MS联用技术的分析条件的选择与优化；3.了解GC-MS联用技术定性和定量分析。【基本原理】试样中的农药用有机溶剂提取后，经液-液分配除去干扰物质后，利用不同物质在固定相和流动相中的分配系数不同，使不同化合物从色谱柱流出的时间不同，达到分离化合物的目的，最后利用带电粒子在磁场或电场中的运动规律，按其质荷比（m/z）实现分离分析，测定离子质量及强度分布。当被测组分不能满足分离条件时，更换不同极性色谱柱加以分离，内标法定量。【仪器及试剂】1.仪器和设备气相色谱-质谱联用仪：带有电子轰击离子源（EI）；快速漩流浓缩仪：配有冷却循环水机；组织捣碎机；高速均质器：8000r/min~24000r/min；离心机：3000r/min。2.试剂：除特殊说明外，所用试剂均为分析纯，水为二级水。2.1丙酮（C3H6O）：重蒸馏。2.2石油醚：30℃~60℃，重蒸馏。2.3正己烷（n-C6H14）重蒸馏。2.4苯（C6H6）。2.5二氯甲烷（CH2Cl2）：重蒸馏。2.6甲醇（CH4O）2.7氯化钠（NaCl）2.8无水硫酸钠（Na2SO4）：在550℃灼烧4h，置入干燥器中冷却，备用。2.9农药标准品：浓度均≥91%。2.10内标标准物质：内吸磷，纯度≥98%；乙基谷硫磷，纯度≥98%。30 1.1农药标准溶液：分别准确称取农药标准品，用丙酮、苯、二氯甲烷、甲醇或正己烷（溶剂选择见GB/T5009.218-2008附录表B.1）分别配制成浓度为1mg/mL的标准储备液。再根据需要用丙酮配制成不同浓度的混合标准工作溶液。标准储备液保存于4℃冰箱中，可保存一年；混合标准工作溶液保存于4℃冰箱中，可使用一个月。1.2内标标准溶液：分别准确称取内吸磷和乙基谷硫磷标准品，用丙酮配制成1mg/mL的混合内标储备液，根据需要再稀释成合适浓度的内标工作液。【操作步骤】1.制样取约200g水果试样，经组织捣碎机破碎成浆状。2.提取称取10.0g均浆试样，于100mL离心管中，加入25mL丙酮，定量加入内标工作溶液，高速均质2min，于3000r/min下离心5min，将上清液经垫有滤纸的漏斗移至250mL分液漏斗中。于离心管中再加入25mL丙酮，高速均质2min，在3000r/min下离心5min，上清液经过滤合并至分液漏斗中。3.净化上述分液漏斗中加入20mL石油醚、20mL二氯甲烷，用力振摇1min，将下层水相转移至另一只分液漏斗中，上层有机相移至具塞三角瓶中。向装有水相的分液漏斗中加入2g氯化钠，用力振摇至氯化钠基本溶解，加入2×20mL二氯甲烷，用力振摇1min，将下层有机相合并于三角瓶中。向三角瓶中加入约15g无水硫酸钠，静置约30min将脱水后提取液经垫有滤纸的漏斗转移至快速漩流浓缩仪的浓缩瓶中，用2×20mL二氯甲烷洗涤硫酸钠，一并转移至浓缩瓶中。设定快速注定流浓缩仪水浴温度为30℃、扇叶旋转速度为4000r/min，冷凝套内循环水温度控制在5℃～10℃之间，在此条件下浓缩至1mL，供气相色谱-质谱分析。4.气相色谱－质谱测定4.1气相色谱测定条件4.1.1色谱柱石英毛细管柱DB-5MS，柱长25m，内径0.25mm，涂膜厚度0.25µm。30 石英毛细管柱DB-35MS，柱长25m，内径0.25mm，涂膜厚度0.25µm。石英毛细管柱DB-1701，柱长25m，内径0.25mm，涂膜厚度0.25µm。柱与进样口汽化室之间接lm长的预柱。1.1.1载气：氦气，纯度≥99.999%。1.1.2载气流速：1mL/min。1.1.3柱温：初始温度为50℃，以20℃/min程序升温至120℃，再以3℃/min程序升温至280℃，保持15min。1.1.4进样量：2µL。1.1.5进样方式：不分流进样，1min后打开分流阀。1.1.6进样口温度：260℃。1.2质谱测定条件1.2.1接口温度：250℃。1.2.2电离方式：EI。1.2.3电子能量：70eV。1.2.4离子源温度：200℃。1.2.5检测电压（光电倍增器：）350V（检测时可根据灵敏度作调整）。1.2.6扫描范围：全扫描检测质量范围为50u～550u，扫描速度0.45s。1.2.7选择离子检测：根据被测物的保留时间，在对应的时间窗内设定特征离子，农药所选择的筛选和定性离子参见GB/T5009.218-2008附录表D.11.2.8扫描速度：0.1S。1.2.9溶剂延时：5min。1.3气相色谱-质谱测定根据上述测定条件，首先注入含内标的被测农药混合标准品溶液，其浓度约为2µg/mL，确定内标和被测农药的保留时间（RT值），并设置或校准被测农药检测离子的时间窗。为保证有足够的检测灵敏度，改善在一次分析时对不能较好分离物质的检测，设定两个保留时间窗扫描程序，在每一个时间窗内少放几个选择离子，将在色谱柱上不能分离的被测物分别编入两个不同的扫描程序内，每个样品进两次，进行两次分析。当被测组分不能满足分离条件时，更换不同极性色谱柱加以分离。不同农药在三种不同色谱柱上的保留时间和比保留时间参见GB/T5009.218-2008附录表G.1，总离子流图参见GB/T5009.218-2008附录图H.1～图H.3030 1.空白试验除添加试样外，其余均按上述步骤进行。2.结果计算每一种农药残留量选择其基峰离子的质量色谱图，6min~34min内被测农药以内吸磷为内标，34min~64min内被测农药以乙基谷硫磷为内标，按式（8-1）分别计算：X=H×Hi"×c"×miHi×H"×ci"×m····························(8-1)式中：X------------样品中每一种被测农药残留量，mg/kg；H------------样品中被测农药选择离子的峰高或峰面积；Hi"-----------标准溶液中内标物选择离子的峰高或峰面积；c"--------------标准溶液中农药的浓度，µg/mL；mi-----------样品中添加内标物的质量，µg；Hi------------标准溶液中农药选择离子的峰高或峰面积；H"------------样品中内标物选择离子的峰高或峰面积；ci"-------------标准溶液中内标物质的浓度，µg/mL；m-------------样品的质量，g。【注意事项】1.待测物质的沸点不能太高，太高不能进样。2.必须溶解在低沸点的有机溶剂中，不允许水溶液直接进样。3.使用毛细管柱，要确保载气纯度达到99.999%。4.溶解样品的溶剂应该是色谱纯等级。5.进样前，需用针式过滤器过滤。【思考题】1.在进行GC-MS分析时分析条件设置不合适会产生什么后果？扫描范围过大或过小结果如何？2.如果把电子能量由70eV变成20eV，质谱图可能发生什么变化？3.进样量过大或过小可能对色谱和质谱产生什么影响？30 实验九ICP-OES法测定微量元素饮品中钙、铁、锌的含量【实验目的】1.掌握ICP-OES测定微量金属的基本原理和数据处理的方法；2.掌握多元素同时测定的试验方法及操作；3.熟悉ICP-OES仪的结构及使用方法。【基本原理】样品消解后，由载气（氩气）带入雾化系统进行雾化后，以气溶胶形式进入等离子体，在高温和惰性气氛中被充分蒸发、原子化，基态电子在高温下激发，越迁至高能态（激发态），处于激发态的原子不稳定，电子自发回到基态，并发出特征辐射，特征辐射进入仪器光学系统，经过过滤和分光后，到达检测器从而被检测。以元素的特征谱线波长定性；待测元素谱线信号强度与元素浓度成正比进行定量分析。【仪器及试剂】1.仪器电感耦合等离子体发射光谱仪；天平（感量为0.1mg和1mg）；可调式控温电热板；马弗炉。2.试剂：除特殊标记外，所用试剂均为优级纯，水为去离子水。2.1硝酸(HNO3)：优级纯或更高纯度。2.2高氯酸(HClO4)：优级纯或更高纯度。2.3氩气(Ar)：氩气(≥99.995%)或液氩。2.4硝酸溶液(5+95)：取50mL硝酸，缓慢加入950mL水中，混匀。2.5硝酸-高氯酸(10+1)：取10mL高氯酸,缓慢加入100mL硝酸中，混匀。2.6元素贮备液(1000mg/L或10000mg/L)：钙、铁、锌，采用经国家认证并授予标准物质证书的单元素或多元素标准贮备液。2.7标准溶液配制：精确吸取适量单元素标准贮备液或多元素混合标准贮备液，用硝酸溶液(5+95)逐级稀释配成混合标准溶液系列，各元素质量浓度见GB5009.268-2016附录表A.2。30 【操作步骤】1.试样消解准确移取10.0mL~15.0mL试样于坩埚中，置于500℃~550℃的马弗炉中灰化5h~8h，冷却。若灰化不彻底有黑色炭粒，则冷却后滴加少许硝酸湿润，在电热板上干燥后，移入马弗炉中继续灰化成白色灰烬，冷却取出，加入10mL硝酸溶液溶解，并用水定容至25mL或50mL，混匀备用；同时做空白试验。2.仪器测定条件观测方式：垂直观测；功率:1150W；等离子气流量:15L/min；辅助气流量：0.5L/min；雾化气气体流量：0.65L/min；分析泵速：50r/min。波长：钙（315.8nm）、铁（239.5nm）、锌（206.2nm）3.标准曲线的制作将标准系列工作溶液注入电感耦合等离子体发射光谱仪中，测定待测元素分析谱线的强度信号响应值，以待测元素的浓度为横坐标，其分析谱线强度响应值为纵坐标，绘制标准曲线。4.试样溶液的测定将空白溶液和试样溶液分别注入电感耦合等离子体发射光谱仪中，测定待测元素分析谱线强度的信号响应值，根据标准曲线得到消解液中待测元素的浓度。5.结果计算试样中待测元素的含量按式（9-1）计算：X=ρ-ρ0×V×fm····························(9-1)式中:X------------试样中待测元素含量，mg/L；ρ------------试样溶液中被测元素质量浓度，mg/L；ρ0-----------试样空白液中被测元素质量浓度，mg/L；V------------试样消化液定容体积，mL；f------------试样稀释倍数；m------------试样称取质量或移取体积，mL。计算结果保留三位有效数字。30 【注意事项】1.试样消解要灰化完全，否则会有干扰。2.实验所用试剂均为优级纯或更高纯度的，水为去离子水。3.仪器使用时依次开启气阀、循环水机、空气压缩机。【思考题】1.ICP-OES分析中有哪些干扰？怎么消除？2.ICP-OES可以做哪些工作？有什么特点？3.什么是等离子体？它在ICP-OES分析中起到什么作用？30 实验十ICP-MS测定天麻中的汞、铅、铊【实验目的】1.掌握ICP-MS测定微量金属的基本原理和数据处理的方法；2.熟悉ICP-MS仪的结构及使用方法。【基本原理】试样经消解后，雾化器将溶液样品送入等离子体光源，在高温下汽化,解离出离子化气体,通过镍取样锥收集的离子,在低真空压力下形成分子束,再通过截取板进入四极质谱分析器，经滤质器质量分离后，到达离子探测器，根据探测器的计数与浓度的比例关系,可测出元素的含量或同位素比值。以元素特定质量数(质荷比，m/z)定性，采用外标法，以待测元素质谱信号与内标元素质谱信号的强度比与待测元素的浓度成正比进行定量分析。【仪器及试剂】1.仪器电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)；天平：（感量为0.1mg和1mg）；微波消解仪：配有聚四氟乙烯消解内罐；控温电热板；超声水浴箱；高速粉碎机。2.试剂：除非特殊说明，所用试剂均为优级纯，水为去离子水。2.1硝酸（HNO3）优级纯或更高纯度。2.2氩气(Ar)：氩气(≥99.995%)或液氩。2.3氦气(He)：氦气(≥99.995%)。2.4金元素(Au)溶液(1000mg/L)。2.5硝酸溶液(5+95)：取50mL硝酸，缓慢加入950mL水中，混匀。2.6汞标准稳定剂：取2mL金元素(Au)溶液，用硝酸溶液(5+95)稀释至1000mL，用于汞标准溶液的配制。2.7元素贮备液(1000mg/L或100mg/L)：铅、汞、铊，采用经国家认证并授予标准物质证书的单元素或多元素标准贮备液。2.8内标元素贮备液(1000mg/L)：铼、铋，采用经国家认证并授予标准物质证书的单元素或多元素内标标准贮备液。30 1.1混合标准工作溶液：吸取适量单元素标准贮备液或多元素混合标准贮备液，用硝酸溶液(5+95)逐级稀释配成混合标准工作溶液系列，各元素质量浓度见GB5009.268-2016附录表A.1。注：依据样品消解溶液中元素质量浓度水平，适当调整标准系列中各元素质量浓度范围。1.2汞标准工作溶液：取适量汞贮备液，用汞标准稳定剂逐级稀释配成标准工作溶液系列，浓度范围见GB5009.268-2016附录表A.1。：1.3内标使用液取适量内标单元素贮备液或内标多元素标准贮备液，用硝酸溶液（5+95）配制合适浓度的内标使用液，内标使用液浓度见GB5009.268-2016附录表A.2。【操作步骤】1.样品处理取适量天麻，经高速粉碎机粉碎均匀。2.试样消解称取均匀样品0.2g~0.5g(精确至0.001g)于微波消解内罐中，加入5mL~10mL硝酸，加盖放置1h或过夜，旋紧罐盖，按照微波消解仪标准操作步骤进行消解(消解参考条件见GB5009.268-2016附录表B.1)。冷却后取出，缓慢打开罐盖排气。用少量水冲洗内盖，将消解罐放在控温电热板上或超声水浴箱中，于100℃加热30min或超声脱气2min~5min，用水定容至25mL或50mL，混匀备用，同时做空白试验。3.仪器测定条件参数名称参数参数名称参数射频功率1500W雾化器高盐/同心雾化器等离子体气流量15L/min采样锥/截取锥镍/铂锥载气流量0.80L/min采样深度8mm~10mm辅助气流量0.40L/min采集模式跳峰氦气流量4L/min~5L/min检测方式自动雾化室温度2℃每峰测定点数1~3样品提升速率0.3r/s重复次数2~34.绘制标准曲线30 将混合标准溶液注入电感耦合等离子体质谱仪中，测定待测元素和内标元素的信号响应值，以待测元素的浓度为横坐标，待测元素与所选内标元素响应信号值的比值为纵坐标，绘制标准曲线。1.试样溶液的测定将空白溶液和试样溶液分别注入电感耦合等离子体质谱仪中，测定待测元素和内标元素的信号响应值，根据标准曲线得到消解液中待测元素的浓度。2.结果计算试样中待测元素的含量按式（10-1）计算：X=ρ-ρ0×V×fm×1000····························(10-1)式中：X-----------------------试样中待测元素含量，mg/kg；ρ-----------------------试样溶液中被测元素质量浓度，μg/L；ρ0----------------------试样空白溶液中被测元素质量浓度，μg/L；V---------------------试样消化液定容体积，mL；f---------------------试样稀释倍数m--------------------试样称取质量，g；1000----------------换算系数。计算结果保留三位有效数字。【注意事项】1.微波消解时一定要消解完全，否则会使测定量偏低。2.汞标准溶液的配制一定要使用汞标准稳定剂。3.进样试样浓度不能过高。【思考题】1.ICP-MS分析中有哪些干扰？怎么消除？2.ICP-MS可以做哪些工作？有什么特点？3.什么是等离子体？它在ICP-MS分析中起到什么作用？30'