1、实验一 气相色谱的保留值法定性及归一化法定量一、实验目的了解气相色谱仪的结构、性能及使用方法，掌握气相色谱保留值定性分析和归一化法定量分析的方法。熟悉 GC-112A 型气相色谱仪的使用，掌握用微量注射器进样的技术。二、实验原理本实验用氢气作载气，邻苯二甲酸二壬脂作固定液，用热导池检测器，检查未知试样中的指定组分。并对苯、甲苯、二甲苯混合式样中各种组分进行定量测定。在一定色谱条件（固定相和操作条件）下，各物质均有其确定不变的保留值，因此，可利用保留值 的大小进行定性分析。对于较简单的多组分混合物，若其色谱峰均能分开，则可将各个峰的保留值，与各相应的标准样品在同一条件所测的保留值一一进行对照，确
2、定各色谱峰所代表的物质。这一方法是最常用、最可靠的定性分析方法,应用简便.但有些物质在相同的色谱条件下往往具有近似甚至完全相同的保留值,因此,其应用常限制于当未知物已被确定可能为某几个化合物或属于某种类型时作最后的确证。倘若得不到标准物质，就无法与位置物的保留值进行对照，这时，可利用文献保留值及经验规律进行定性分析。对于组分复杂的混合物，则要与化学反应及其它仪器分析法结合起来进行定性分析。在气相色谱法中，定量测定是建立在检测信号（色谱峰的面积）的大小与进入检测器组分的量（可以是重量、体积、物质量等）成正比的基础上。实际应用时，由于各组分在检测器上的响应值（灵敏度）不同，即等含量的各组分得到的峰
3、面积不同，故引入了校正因子，可选用一标准组分 s（一般以苯为标准物质）的校正因子 fs为相对标准，为此，引入相对校正因子 fi（即一般所说的校正因子） ，则被测物 i 的相对校正因子表达为fi= fi/fs=miAs/msAi= viAs/vsAi i/ s式中，m=v ， v 为溶液的体积， 为物质的密度。本实验中要测定的苯、甲苯、二甲苯系同系物，可近似认为其密度 相等。故有fi=viAs/vsAi得到各组分的 fI 后，即可由测量的峰面积，用归一化法计算出混合物中各组分的百分含量。其计算公式为Ci%=Ai fi /( A 苯 +A 甲苯 f 甲苯 +A 二甲苯 f 二甲苯 )使用归一化法进
4、行定量，优点是简便，定量结果与进样量无关，操作条件变化对结果影响较小。但样品的全部组分必须流出，并可测出其信号，对某些不需要测定的组分，也必须测出其信号及校正因子，这是本方法的缺点。三、仪器与试剂1. 仪器GC-112A 型气相色谱仪（使用热导池检测器，内径 3 毫米、长 2 米的螺旋状色谱柱，上试 102 白色担体 60-80 目，涂渍临苯二甲酸壬酯为固定液，液担比为 15：100，H 2 为载气。 ）微量注射器 1 毫升 1 支 100 毫升 1 支滴管及磨口塞试管若干氢气钢瓶或高纯氢气发生器2. 试剂苯、甲苯、对二甲苯四、实验步骤1. 色谱仪的调节调节方法见仪器分析实验教材(复旦大学编)
5、之 10-2-1 节。使氢气流速为 20-30 毫升/分，柱温为 90oC，汽化室温度为 150oC 左右，热导池温度为 120oC 左右，热导电流为 120 毫安。2. 色谱图的测绘用微量注射器取苯 0.5 微升、甲苯 0.5 微升、对二甲苯 1.0 微升分别进样，作色谱图。用微量注射器取苯、甲苯、对二甲苯的等量混合液 1.0 微升进样，重复三次，作色谱图。用微量注射器取苯、甲苯、对二甲苯未知混合液 1.0 微升进样，重复三次，作色谱图。五、数据及处理1.记录色谱操作条件，包括：检测器类型、桥电流、衰减、固定液、色谱柱长及内径，恒温室温度、气化室温度、载气、流速、柱前压、进样量、记录纸速等。
6、2.测量各标准样品的保留时间，由未知试样中各组分的保留时间确定各色谱峰所代表的组分。3.求出各组分的定量校正因子。4.用归一化法求出苯、甲苯、对二甲苯混合液未知式样中各组分的体积百分含量。六、思考题1. 如果实验中各组分不是等体积混合，其响应值如何计算？2. 如果实验要求测定未知式样各组分的重量百分数，应如何来设计实验？其各组分的响应值是否与本实验求得的值相同？为什么？实验二 高效液相法测定健胃消食片中陈皮苷一、实验目的了解液相色谱仪的结构、性能及使用方法，掌握液相色谱分离分析的方法。熟悉液相色谱仪的使用，掌握用微量注射器进样的技术。二、实验原理健胃消食片是以陈皮、山楂、山药、太子参、麦芽（炒
7、） 此五味药为处方而制成的，具有健胃消食的作用，用于脾胃 虚弱所致的食积症。检测波长的选择 ，并对陈皮苷的甲醇液在 200400nm 波长范围内进行扫描，陈皮苷在 283nm 处有最大吸收，故选定测定波长为 283nm。 三、仪器与试剂1. 仪器日本岛津高效液相色谱仪，LC-10AD 泵，SPD-10A 型检测器，电子分析天平（北京多利斯天平有限公司） 。2. 试药 D101 型大孔树脂（南开大学树脂厂） ，硅胶 G 板，甲醇 （AR ） ，乙醇（AR） ，乙酸乙酯（AR） ，环己烷（AR） ，甲酸 （AR） ，甲苯（AR ） ，甲醇（HPLC） ，稀盐酸， 1%香草醛硫酸溶 液，2%三氯化铁
8、乙醇液，纯蒸馏水，陈皮苷（中国药品生物 制品鉴定所，供含量测定用） ，陈皮干。 四、实验步骤1. 含量测定 1.1 色谱条件色谱柱 Kromasil100-5C18，4.6mm 250mm，5m;流动相:甲醇 水（40 60）; 流速:1ml/min; 检 测波长:283nm 柱温 ;350; 理论塔板数按陈皮苷峰计算应 不低于 3000。 1.2 溶液的配制 1.2.1 检测波长的选择 取陈皮苷对照品溶液，用紫外分 光光度仪进行光谱检测。结果表明，陈皮苷在 283nm 处有 最大吸收，见图 1。 1.2.2 对照品溶液的制备 取陈皮苷对照品 15.0mg，精 密称定，置100ml 量瓶中，加
9、甲醇稀释至刻度，摇匀;精密量 取 2ml，置 10ml 量瓶中，加50%甲醇稀释至刻度，摇匀，即 得（每 1ml 中含陈皮苷 30g） 。 1.2.3 供试品溶液的制备 取本品 20 片，研细，取约 4g， 精密称定，精密加入甲醇 25ml，称定重量，置水浴上加热回 流 1h，放冷，再称定重量，用甲醇补足减失的重量，摇匀，滤 过，精密量取续滤液 5ml，置 10ml 量瓶中，加水稀释至刻 度，摇匀，滤过，取续滤液，即得。 1.2.4 阴性对照品溶液的制备取不含陈皮的阴性制剂， 在同供试品溶液的制备项下操作制得阴性供试品溶液。 1.2.5 对照品、供试品、阴性供试品色谱图 见图 2图 4。 1.
10、3 样品的含量测定 取本品 4 批，制成样品，分别取 10l注入液相色谱仪进行测定含量。实验三 紫外吸收光谱鉴定物质的纯度一、实验目的1. 学习利用紫外吸收光谱鉴定物质纯度的原理和方法；2. 熟练紫外-可见分光光度计的操作。二、实验原理许多有机物在紫外区有特征吸收光谱，从而可用来进行有机物的鉴定及结构分析（主要用于鉴定有机物的官能团） 。此外，还可对同分异构体进行鉴别，对具有 键电子及共扼双键的化合物特别灵敏，在紫外光区有极强烈的吸收谱。该法在有机物分析中主要可进行如下分析：纯度检查。未知样的鉴定。互变异构体的判别。分子结构的推测。定量测定。例如，与饱和烃化合物明显不同的是，具有 p 键电子的
11、共轭双键化合物、芳香烃化合物等，在紫外光谱区都有很强烈吸收，具有摩尔吸光系数 可达104105 数量级。利用这一特性，可以很方便地检验纯饱和烃化合物中是否含有共轭双键化合物、芳香烃等杂质。从图 10-5 乙醇的紫外吸收光谱图可以看出，由于乙醇中含有微量苯，故在波长 230270nm 处出现 B 吸收带（曲线 2） ，而纯乙醇在该波长范围内不出现苯的 B 吸收带（曲线 1） 。因此，可利用物质的紫外吸收光谱的不同，检验物质的纯度。图 10-6 是蒽醌和邻苯二甲酸酐的紫外吸收光谱，由于在蒽醌分子结构中的双键共轭体系大于邻苯二甲酸酐，因此，蒽醌的吸收带红移比邻苯二甲酸酐大，且吸收带形状及其最大吸收波
12、长各不相同，由此得到鉴定。三、仪器仪器：TU-1901 紫外可见分光光度计，1cm 石英皿试剂：萘-乙醇溶液，10g/mL、1g/mL，苯酚，环己烷四、主要试剂（1）苯、蒽醌、邻苯二甲酸酐、甲醇、乙醇、正庚烷，均为分析纯。（2）苯的正庚烷溶液和乙醇溶液。在两个 100mL 容量瓶各注入 10L苯，然后分别用正庚烷和乙醇稀释至刻度，摇匀。（3）蒽醌的甲醇溶液（0.1gL -1） 。（4）邻苯二甲酸酐的甲醇溶液（0.1gL -1） 。五、实验步骤（1）按照仪器使用说明调节仪器至正常状态，设定好相关参数，备用。（2）用待测试液洗涤石英比色皿 3 次，装入待测试液至比色皿容积的2/34/5，将比色皿放
13、入比色皿架，盖好盖板。（3）仪器调零。（4）扫基线（对参比溶液调零） 。（5）记录待测物紫外吸收光谱。六、实验数据及处理（1）记录实验条件，保存实验资料。（2）通过紫外吸收光谱的对比，说明检验物质纯度的可行性。（3）与萨特勒（Sadtler ）紫外标准图谱对照，检查测得的苯、蒽醌、邻苯二甲酸酐的峰值吸收波长 max是否与标准图谱一致。七、思考题1. 如何利用紫外吸收光谱进行物质纯度检查？2. 在紫外光谱区饱和烷烃为什么没有吸收峰？3. 为什么紫外吸收光谱可用于物质纯度检查？实验四 水样的 pH 值测定一、实验目的1.学习 pHS-2C 型酸度计的使用方法。2.了解电位法测定水的 pH 值的原理
14、和方法。二、实验原理在日常生活和工农业生产中，所用水的质量都有一定标准。在进行水质检验中，水的 pH 值是重要检验项目之一，如生活饮用水 pH 要求为 6.58.5。低压锅炉水要求 pH 为 1012。电子工业、实验试剂配制则需要中性的高纯水。现在测量水的 pH 值比较精确的方法是电位法，该法是将玻璃电极 (指示电极)、饱和甘汞电极( 参比电极)与待测试液组成原电池，用酸度计（一种精密电位差计）测量其电势。原电池用下式表示：Ag|AgCl(s)|HCl(0.1molL-1)|玻璃膜| 试液溶液(xmolL -1)KCl(饱合)|Hg 2Cl2(s)|Hg玻璃电极 被测溶液 甘汞电极玻璃电极为负
15、极，饱和甘汞电极为正极。在一定条件下，电池的电动势 E与 pH 为直线函数关系(推导过程从略)。 池池pHFRT30.2KE由上式看出，求出 E 电池和 K，即可知道试液的 pH 值。E 电池 可通过测量求得，而 K是由内外参比电极及难于计算的不对称电位和液接电位所决定的常数，很难求得。在实际测量时，选用和待测试液 pH 值相似的、已知 pH 值的标准缓冲溶液在 pH 计上进行校正(这个过程叫定位) 。通过以上步骤，可在酸度计上直接读出试液的 pH 值。一支电极应使用两种不同 pH 值的标准 pH 缓冲溶液进行校正，两种缓冲溶液定位的 pH 值误差应在 0.05 之内。三、仪器及试剂1. 仪器
16、pHS-2C 酸度计一台， E-201-C9 型复合 pH 电极一支， （或 231 型玻璃电极和 232 型饱和甘汞电极各一支） ， 50mL 烧杯 7 只。2. 试剂pH=4.00 标准缓冲溶液 (20)：称取 1155下烘干 23 小时的一级纯邻苯二甲酸氢钾(KHC 8H4O4)10.12g 溶于不含 CO2 的蒸馏水中，在容量瓶中稀释至 1000mL，贮于塑料瓶中。pH6.88 标准缓冲溶液(20)：称取一级纯磷酸二氢钾 (KH2PO4)3.39g 和磷酸氢二钠(Na 2HPO4)3.53g，将它们溶于不含 CO2 的蒸馏水中，在容量瓶中稀释至 1000mL，贮于塑料瓶中。pH =9.
17、23 标准缓冲溶液 (20)：称取一级纯硼砂(Na 2B4O710H2O)3.80g，将它溶于不含 CO2 的蒸馏水中，在容量瓶中稀释至 1000mL，贮于塑料瓶中。以上标准溶液也可用市售袋装缓冲溶液试剂直接配制。它们能稳定两个月，其 pH 值随温度不同稍有差异，见表 1-2。四、实验步骤按照实验教材 p123 pHS-2 酸度计操作步骤或 pHS-2 酸度计使用说明书进行操作。1.接通电源，清洗并安装电极，调节零点。2.根据实验室温度，由表 1-2 所示的标准缓冲溶液的 pH，分别用不同 pH 的标准缓冲溶液对仪器进行定位。定位的 pH 值误差应在 0.05pH 之内。3.测量水样：分别测定
18、 4 个不同水样的 pH，先用水样将电极和烧杯冲洗 3次以上，然后测量，由仪器刻度表上读出 pH 值，每个水样应重复测定三次。（注意，应根据水样的 pH，选择相应的标准 pH 缓冲溶液对仪器定位）4.测量完毕后，放开测量开关，关上电源开关，拔掉电源，清洗电极，玻璃电极应使用蒸馏水浸泡，饱和甘汞电极应带上相应的橡皮套，防止 KCl 流失。下次备用。五、数据处理记录数据，填入下表中表 1-1 实验数据记录表水样 水样 1 水样 2 水样 3 水样 4测定次数 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3pH平均 pH六、思考题1.电位法测定水样的 pH 值的原理是什么?2.玻璃电极在使用前应如何
19、处理?为什么?3.酸度计为什么要用已知 pH 值的标准缓冲溶液校正？校正时应注意哪些问题?4.何谓指示电极、参比电极?5.甘汞电极使用前应作哪几项检查?表 1-2 不同标准缓冲溶液在不同温度下的 pH 值温度/ 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50邻苯二甲酸氢钾/0.05 molL-14.00 4.00 4.00 4.00 4.00 4.01 4.02 4.02 4.04 4.05 4.06磷酸二氢钾 /0.025 molL-1磷酸氢二钠 /0.025 molL-1 6.98 6.95 6.92 6.90 6.88 6.86 6.85 6.84 6.84 6.84 6.84硼砂 /0.01 molL-1 9.46 9.40 9.33 9.28 9.23 9.18 9.14 9.10 9.07 9.04 9.01
