安徽建筑大学 现代水分析技术论文 专业：xx级市政工程 学生姓名：xxx 学号：xxx 课题：气相色谱法基本原理及其应用指导教师:xxx xx年xx月xx日
气相色谱法基本原理及其应用 xx （安徽建筑工业学院环境与能源工程学院，合肥，230601） 摘要：气相色谱法是分离混合物中各组分的一种有效的手段，其中气相色谱仪是20世纪50年代末在多数科学家的共同努力下诞生的。本文针对气相色谱法的起源与发展历程、工作原理与特点、在环境水污染物分析领域的应用进行了详细的概述，并列举了饮用水中挥发性有机物的气相色谱检测方法，同时提出了该方法新的发展前景。它的发展已在环境监测、水污染控制领中得到了广泛的应用。 关键词：气相色谱法；发展历程；工作原理；水污染物分析 1.气相色谱法的起源与发展历程 （1）气相色谱法的起源 色谱的发现首先认识到这种分离现象和分离方法大有可为的是俄国的植物学家Tswett。Tswett于1903年在波兰华沙大学研究植物叶子的组成时,将叶绿素的石油醚抽提液倒入装有碳酸钙吸附剂的玻璃管上端，然后用石油醚进行淋洗，结果不同色素按吸附顺序在管内形成一条不同颜色的环带,就像光谱一样。1906年,Tswett在德国植物学杂志上发表的一篇论文中首次把这些彩色环带命名为“色谱图”，玻璃管称为“色谱柱”，碳酸钙称为“固定相”，石油醚称为“流动相”。Tswett开创的方法叫做“液-固色谱法”[1-2],这就是色谱法的起源。 1941年，英国科学家Martin和Synge在研究液-液分配色谱时，预言可以使用气体作流动相，即气-夜色谱法。他们在1941年发表的论文中写到“流动相不一定是液体,也可以是蒸气，如以永久性气体带动挥发性混合物,在色谱柱中通过装有浸透不挥发性溶剂的固体时，可以得到很好的分离”[3]。1950年,Martin和James使用硅藻土助滤剂做载体,硅油为固定相，用气体流动相对脂肪酸进行精细分离,这就是气^液分配色谱的起源。后来，他们在1952年的Biochemical Journal上又连续发表了3篇论文[4-6],叙述了用气相色谱分离低碳数脂肪酸、挥发性胺和吡啶类同系物的方法,这标志着气相色谱法正式进入历史舞台。当时在石油化工的分析中，正当传统的分析方法无能为力时,气相色谱法就像及时雨一样,成为化学分析的得力助手。从此,科学家对气相色谱法的研究逐步展开。 （2）气相色谱法的发展 在历史上,气相色谱法的发展总是和气相色谱仪器的发展密不可分。每一种气相色谱新技术的出现,往往都伴随着气相色谱仪器的改进。因此，了解气相色谱法的发展历史可以从气相色谱仪的发展入手。历史上最早的气相色谱仪1947年由捷克色谱学家Jaroslav Janak发明的。该仪器以C为流动相、杜马测氮管为检测器测定分离开的气体体积。在样品和CA 进入测氮管之前,通过KOH溶液吸收掉CA,按时间记录气体体积的增量。这台仪器虽然简陋,但对当时的气相色谱研究起到了巨大的推动作用。Jaroslav Janak发明的气相色谱仪也有一些明显的不足：它只能测室温下为气体的样品, 样品中的CA不能被测定，而且没有实现自动化。20世纪50年代末,它逐渐被更先进的气相色谱仪所取代。W55年,第一台商品化气相色谱仪诞生,标志着气相色谱仪的发展进入了崭新的时代。 现代气相色谱仪主要由5个系统组成,即气路系统、进样系统、分离系统、温度控制系统与检测记录系统。气路系统与温控系统自气相色谱诞生以来很少有突破性的进展。气路系统主要朝自动化方向发展,20世纪90年代出现了采用电子压力传感器和电子流量控制器，通过计算机实现压力和流量自动控制的电子程序压力流量控制系统,这是气路系统的一大进步[7]。温控系统则基本朝着精细、快速、自动化方向发展。相比之下,进样系统、分离系统与检测记录系统是气相色谱仪的核心组成系统，它们的每一次变革和进步都推动着气相色谱的
实验二有机酸含量的测定 重点：①碱式滴定管的调零、体积读数，容量瓶、移液管的正确使用；②邻苯二甲酸氢钾及有机酸样品的正确称取（差减法）；③有效数字的取舍及确定。 难点：滴定终点的判断及掌握。 一、实验目的 1.学习强碱滴定弱酸的基本原理及指示剂的选择 2.掌握NaOH的配制和标定方法以及基准物质的选择 二、实验原理 1.大多数有机酸是弱酸，如果某有机酸易溶于水，解离常数Ka>>10-7，用标准碱溶液可直接测其含量，反应产物为强碱弱酸盐。滴定突跃范围在弱碱性内，可选用酚酞指示剂，滴定溶液由无色变为微红色即为终点。根据NaOH标准溶液的浓度c和消耗的体积V计算该有机酸的含量： 2. NaOH标准溶液是采用间接配制法配制的，因此必须用基准物质标定其准确浓度。邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4），它易制得纯品，在空气中不吸水，容易保存，摩尔质量较大，是一种较好的基准物质，标定反应如下： 反应产物为二元弱碱，在水溶液中显微碱性，可选用酚酞作指示剂。 邻苯二甲酸氢钾通常在105-110℃下干燥2h后备用，干燥温度过高，则脱水成为邻苯二甲酸酐。 三、仪器和试剂 邻苯二甲酸氢钾（KHP）分析纯；酚酞2g·L-1乙醇溶液；NaOH分析纯；有机酸试样。 电子天平；细口试剂瓶；容量瓶（100mL）；移液管（25mL）；碱式滴定管；锥形瓶（250mL）。 四、实验内容 1. 0.1mol/L NaOH溶液的配制 在台秤上取约2g固体NaOH(用小烧杯称取),另用大量筒量取500mL去离子水，倒少量水入装有NaOH固体的小烧杯中，搅拌使NaOH溶解后将其倒入试剂瓶中；再将大量筒中剩余的水倒入试剂瓶中，混匀。 2. 0.1mol/L NaOH溶液的标定： 准确称取三份0.5-0.6g邻苯二甲酸氢钾分别于250mL的锥形瓶中，加20-30mL水溶解，加2滴酚酞指示剂，用NaOH溶液滴定至淡粉色即为终点。平行滴定3次，计算NaOH溶液的浓度。 3.有机酸试样的测定： 准确称取有机酸样品3.0-4.0g，置于小烧杯中，加入适量水溶解。然后定量地转入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 用移液管取有机酸溶液25.00mL, 加酚酞指示剂1-2滴，用NaOH标准溶液滴定至溶液呈微红色，30秒不褪色，即为终点。记下NaOH用量，平行测定三份，计算有机酸试样的含量。 五、数据记录及处理
二、清洗中常用的有机酸 用于酸洗的有机酸很多，常用的有氨基磺酸、羟基乙酸、柠檬酸、乙二胺四乙酸等，用有机酸酸洗与元机酸相比，成本比较高，需要在较高温度下操作，清洗耗费时间较长，这是它的缺点。但有机酸往往腐蚀性较小，有的有机酸有螯合能力，可以用在设备不停车清洗上，所以有其特点和使用价值。 1．氨基磺酸 氨基磺酸分子式为NH2S03H，一元强酸。市售商品为固体，是由尿素和发烟硫酸反应得到的产品，25℃时密度为cm3，熔点为205℃，在209℃开始分解。常温下只要保持干燥不与水接触，它不吸潮是比较稳定的，因而便于运输。 氨基磺酸的水溶液酸性与盐酸、硫酸相似，因此又称固体硫酸。它具有不挥发，无臭味，对人毒性极小的特点。但长时间与皮肤接触，或进入眼睛也是有害的，应注意避免。但当相对湿度大于70％时，氨基磺酸开始潮解，在高温下会水解生成硫酸铵和硫酸氢铵： NH2SO3H+H2O===NH4HSO4 2NH4HSO4===(NH4)2SO4+H2504 清洗温度一般要控制在60℃以下，以减少其水解。当温度超过130℃时，浓的氨基磺酸水溶液在密闭容器中快速分解，并产生大量蒸气会引起爆炸，在使用中要引起注意。 氨基磺酸的碱土金属盐有很好的溶解性，氨基磺酸与钙镁垢反应剧烈。通常2E_qk上使用7%～10%浓度的氨基磺酸水溶液作清洗剂，在60℃以下温度除垢，一般在1h内可将90%的钙镁垢转变成可溶性氨基磺酸盐而去除。反应式为： CaCO3十2NH2S03H==Ca(NH2S03)2+H2O+C02↑ MgCO3+2NH2S03H==Mg(NH2SO3)2+H2O+CO2↑ Mg(OH)2+2NH2S03H==Mg(NH2SO3)2+2H2O 氨基磺酸水溶液对铁锈作用较慢，可添加一些氯化物如NaCl等，使之缓慢产生盐酸，从而朋效地溶解铁锈。 由于氨基磺酸盐的多数金属盐在水中溶解度较高，不会在清洗液中产生沉淀。而氨硼酸对金属腐蚀性小，所以常被用来清洗钢铁、铜、不锈钢、铝以及陶瓷等材料制造的设备表面上的铁锈和水垢。氨基磺酸还是唯一可用做镀锌金属表面清洗的酸。例如，用氨基磺酸去除船舶用锅炉中的水垢，具体做法为先配成由89%氨基磺酸、6%柠檬酸及5%二乙基硼组成的固体；再配制成10%浓度的水溶液，在80℃温度下处理。 在10%氨基磺酸清洗液中加入队25％缓蚀剂Lan-826，在60℃温度下清洗金属设备广缓蚀率达%。
?第三届化学分析实验技能比赛? 有 机 酸 摩 尔 质 量
的 测 定 参赛成员：吕珍洁胡梦云赵忠臣 参赛班级：化学系2010级C班 有机酸摩尔质量的测定 一、实验目的 ⒈熟悉物质的称量、溶液的配制和滴定分析的基本操作。 ⒉学会标准溶液配制的直接法和间接标定法。 ⒊学习并掌握有机酸摩尔质量的测定原理和方法。 二、实验原理 大多数有机酸是固体酸，如草酸（pKa1=1.23, pKa2=4.19）,酒石酸（pKa1=2.85，pKa2=4.34），柠檬酸（pKa1=3.15，pKa2=4.77，
pKa 3=6.39）等，它们在水中都有一定溶解性。若浓度达0.1mol ·L -1左右，且cK a ≥10-8,则可用NaOH 标准溶液滴定。因滴定突跃在弱碱性范围内，常选用酚酞作指示剂，滴定至终点溶液呈微红色，根据NaOH 标准溶液的浓度和滴定时所消耗的体积及称取的纯有机酸的质量，可计算该有机酸的摩尔质量。当有机酸为多元酸时，应根据每一级酸能否被准确滴定的判别式（8 10 c K a a i i -≥）及相邻两级酸之间能否 分级滴定的判别式（5 10+1 +1 c K a a i i c K a a i i ≥）来判别多元酸与NaOH 之间反应 的计量关系，据此计算出有机酸的摩尔质量。 查文献资料知，柠檬酸（C 6H 8O 7·H 2O ）是三元弱酸（Ka 1=7.4×10-4，Ka 2=1.7×10-5,Ka 3=4.0×10-7）,其三个不同级酸都能被准确滴定，但不能被分别滴定。柠檬酸溶液与NaOH 溶液的化学反应方程式为： 34687236572 C H O H O NaOH Na C H O H O ?+=+ 可推算出柠檬酸摩尔质量的计算式：68726 8 723 1 104 1 ()3 C H O H O C H O H O N aO H m M r C V ????= ? 本实验中，因为NaOH 不是基准物质，所以不能用直接法配制NaOH 标准溶液，因此采用间接标定法配制NaOH 标准溶液。在此先粗配约0.1mol ·L -1的NaOH 溶液300ml,再选用邻苯二甲酸氢钾[缩写为KHP ，Mr(KHC 8H 4O 4)=204.22g ·mol -1]作为基准试剂来标定NaOH 溶液的浓度，邻苯二甲酸氢钾纯度高、稳定、不吸水，而且具有较大的摩尔质量。标定时可用酚酞作指示剂。NaOH 溶液浓度的计算式为：
甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸、草酸、苯乙酸、阿魏酸 甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、酒石酸、草酸、 仪器与设备 waters2695 Alliance SeparationsModule高效液相色谱仪;waters2996 PhatadiodeArray二极管阵列检测器;Heraeus离心机;HORIBApH计。 色谱分析 (1)混标配置。分别准确称取适量上述10种有机酸并用超纯水溶解或稀释,以孔径0. 45μm 的微孔滤膜过滤,转移至50mL容量瓶中,定容,配制浓度为100mg/L的储备液,保存于4℃冰箱中。 (2)标准曲线绘制。有机酸标准液的配置:根据紫外吸收灵敏度,将草酸、酒石酸、苹果酸、甲酸、丙二酸、乳酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸、丙酸按照0. 2∶2. 5∶5∶5∶5∶2. 5∶5∶5∶5∶5的比例配制混标,逐级稀释,配制成A、B、C、D、E五个浓度级别的标准溶液,以绘制标准曲线。其中A级别标准溶液浓度为0. 2; 2. 5, 5, 5, 5, 2. 5, 5, 5, 5, 5(μg/mL);B、C、D分别为上一个级别浓度的5倍稀释,E级为D级的2倍稀释。并将这10中有机酸编号为:OA01-OA10。 (3)色谱条件。反相C18柱CAPCellPAK C18MG 4. 6mm×250mm, 5um, pH范围: 2~10,流动相: 0. 1%H3PO4的去离子水和乙腈(V/V)98∶2;检测器波长: 210nm;流速: 1mL/min;进样量: 20u;l柱温: 35℃; (4)流动相配置。取1mLH3PO4用超纯水稀释至1000mL,经孔径为0. 45μm的微孔滤膜过滤,超声脱气后备用。乙腈(色谱纯)超声脱气备用。
竭诚为您提供优质文档/双击可除有机酸摩尔质量的测定实验报告 篇一：有机酸摩尔质量的测定 ?第三届化学分析实验技能比赛? 有 机酸摩尔质量 的测定 参赛成员：吕珍洁胡梦云赵忠臣参赛班级：化学系20XX 级c班 有机酸摩尔质量的测定 一、实验目的 ⒈熟悉物质的称量、溶液的配制和滴定分析的基本操作。 ⒉学会标准溶液配制的直接法和间接标定法。⒊学习并掌握有机酸摩尔质量的测定原理和方法。 二、实验原理 大多数有机酸是固体酸，如草酸 （pKa1=1.23,pKa2=4.19）,酒石酸（pKa1=2.85，pKa2=4.34），柠檬酸（pKa1=3.15，pKa2=4.77，
pKa3=6.39）等，它们在水中都有一定溶解性。若浓度达0.1mol·L-1左右，且cKa≥10-8,则可用naoh标准溶液滴定。因滴定突跃在弱碱性范围内，常选用酚酞作指示剂，滴定至终点溶液呈微红色，根据naoh标准溶液的浓度和滴定时所消耗的体积及称取的纯有机酸的质量，可计算该有机酸的摩尔质量。当有机酸为多元酸时，应根据每一级酸能否被准确滴定的判别式（caiKai分级滴定的判别式（ai c Kaia Ki+1 a ?10i+1 5 ?10 ?8 ）及相邻两级酸之间能否 ）来判别多元酸与naoh之间反应 的计量关系，据此计算出有机酸的摩尔质量。 查文献资料知，柠檬酸（c6h8o7·h2o）是三元弱酸（Ka1=7.4×10-4，Ka2=1.7×10-5,Ka3=4.0×10-7）,其三个不同级酸都能被准确滴定，但不能被分别滴定。柠檬酸溶液与naoh溶液的化学反应方程式为：
cho?ho?3naoh?nacho?4ho 687236572 可推算出柠檬酸摩尔质量的计算式：mrcho 6 8 7?h2o ? 3 mc6h8o7?h2o?10?(cV)naoh? 3 本实验中，因为naoh不是基准物质，所以不能用直接法配制naoh标准溶液，因此采用间接标定法配制naoh标准溶液。在此先粗配约0.1mol·L-1的naoh溶液300ml,再选用邻苯二甲酸氢钾[缩写为Khp， mr(Khc8h4o4)=204.22g·mol-1]作为基准试剂来标定naoh 溶液的浓度，邻苯二甲酸氢钾纯度高、稳定、不吸水，而且具有较大的摩尔质量。标定时可用酚酞作指示剂。naoh溶液浓度的计算式为： cnaoh? mKhc8h4o4?10mrKhc 8h4o4 3
氨基磺酸: 氨基磺酸分子式为NH2S03H，一元强酸。市售商品为固体，是由尿素和发烟硫酸反应得到的产品，25℃时密度为2.126g/cm3，熔点为205℃，在209℃开始分解。常温下只要保持干燥不与水接触，它不吸潮是比较稳定的，因而便于运输。 氨基磺酸的水溶液酸性与盐酸、硫酸相似，因此又称固体硫酸。它具有不挥发，无臭味，对人毒性极小的特点。但长时间与皮肤接触，或进入眼睛也是有害的，应注意避免。但当相对湿度大于70％时，氨基磺酸开始潮解，在高温下会水解生成硫酸铵和硫酸氢铵： NH2SO3H+H2O===NH4HSO4 2NH4HSO4===(NH4)2SO4+H2504 清洗温度一般要控制在60℃以下，以减少其水解。当温度超过130℃时，浓的氨基磺酸水溶液在密闭容器中快速分解，并产生大量蒸气会引起爆炸，在使用中要引起注意。 氨基磺酸的碱土金属盐有很好的溶解性，氨基磺酸与钙镁垢反应剧烈。通常2E_qk上使用 7%～10%浓度的氨基磺酸水溶液作清洗剂，在60℃以下温度除垢，一般在1h内可将90%的钙镁垢转变成可溶性氨基磺酸盐而去除。反应式为： CaCO3十2NH2S03H==Ca(NH2S03)2+H2O+C02↑ MgCO3+2NH2S03H==Mg(NH2SO3)2+H2O+CO2↑
Mg(OH)2+2NH2S03H==Mg(NH2SO3)2+2H2O 氨基磺酸水溶液对铁锈作用较慢，可添加一些氯化物如NaCl等，使之缓慢产生盐酸，从而朋效地溶解铁锈。 由于氨基磺酸盐的多数金属盐在水中溶解度较高，不会在清洗液中产生沉淀。而氨硼酸对金属腐蚀性小，所以常被用来清洗钢铁、铜、不锈钢、铝以及陶瓷等材料制造的设备表面上的铁锈和水垢。氨基磺酸还是唯一可用做镀锌金属表面清洗的酸。例如，用氨基磺酸去除船舶用锅炉中的水垢，具体做法为先配成由89%氨基磺酸、6%柠檬酸及5%二乙基硼组成的固体；再配制成10%浓度的水溶液，在80℃温度下处理。 在10%氨基磺酸清洗液中加入兑25％缓蚀剂Lan-826，在60℃温度下清洗金属设备广缓蚀率达99.4%。 以90%氨基磺酸，5%～6%柠檬酸，0.25%Lan-826缓蚀剂及消泡剂、指示剂配成的避酸性粉剂，使用时制备成5%～10%浓度的溶液，在60℃温度下对制药厂的多效蒸馏水机进行循环酸洗，去污效果好，对设备腐蚀率低。 实践证明，5%浓度上述清洗液在60℃时对各种材料的腐蚀率都很低。表8-6列出3%酸的水溶液的腐蚀数据相对比较值。表8-6 3%酸的水溶液的腐蚀数据相对比较值 (温度为22℃土2℃时)
气相色谱仪的简介及如何应用 气相色谱仪 气相色谱法适用于分析具有一定蒸气压且热稳定性好的组分，对气体试样和受热易挥发的有机物可直接进行分析，而对500℃以下不易挥发或受热易分解的物质部分可采用衍生化法或裂解法。 一、仪器的组成 气相色谱仪由载气源、进样部分、色谱柱、柱温箱、检测器和数据处理系统组成。进样部分、色谱柱和检测器的温度均在控制状态。 二、对仪器的基本要求 1．对仪器的一般要求 (1)载气源气体氦、氮和氢可用作气相色谱法的流动相，可根据供试品的性质和检测器种类选择载气，除另有规定外，常用载气为氮气。 (2)进样部分进样方式一般可采用溶液直接进样或顶空进样。采用溶液直接进样时，进样口温度应高于柱温30～50℃。顶空进样适用于固体和液体供试品中挥发性组分的分离和测定。 (3)色谱柱根据需要选择。新填充柱和毛细管柱在使用前需老化以除去残留溶剂及低分子量的聚合物，色谱柱如长期未用，使用前应老化处理，使基线稳定。 (4)柱温箱柱温箱温度的波动会影响色谱分析结果的重现性，因此柱温箱控温精度应在±1℃，且温度波动小于每小时0.1℃。 (5)检测器适合气相色谱法的检测器有火焰离子化检测器(FID)、热导检测器(TCD)、氮磷检测器(NPD)、火焰光度检测器(FPD)、电子捕获检测器(ECD)、质谱检测器(MS)等。火焰离子化检测器对碳氢化合物响应良好，适合检测大多数的药物；氮磷检测器对含氮、磷元素的化合物灵敏度高；火焰光度检测器对含磷、硫元素的化合物灵敏度高；电子捕获检测器适于含卤素的化合物；质谱检测器还能给出供试品某个成分相应的结构信息，可用于结构确证。除另有规定外，火焰离子化检测器一般用氢气作为燃气，空气作为助燃气。在使用火焰离子化检测器时，检测器温度一般应高于柱温，并不得低于150℃，以免水汽凝结，通常为250～350℃。 (6)数据处理系统目前多用计算机工作站。 药典规定，各品种项下规定的色谱条件，除载气、检测器、固定液品种及特殊指定的色谱柱材料不得改变外，其余如色谱柱内径、长度、载体牌号、粒度、固定液涂布浓度、载气流速、柱温、进样量、检测器的灵敏度等，均可适当改变，以适应具体品种并符合系统适用性试验
实验四 柠檬酸含量的测定 实验目的 1．掌握配制和标定NaOH 标准溶液的方法。 2．进一步熟练滴定管的操作方法。 3．掌握柠檬酸含量测定的原理和方法。 主要试剂和仪器 仪器：4F 滴定管；锥形瓶；容量瓶；移液管（25mL ）；烧杯；洗瓶。 试剂：邻苯二甲酸氢钾（基准物质，100-1250C 干燥1小时，然后放入干燥器内冷却后备用）；NaOH 固体；柠檬酸试样；%酚酞乙醇溶液。 实验原理 大多数有机酸是固体弱酸，如果有机酸能溶于水，且解离常数Ka ≥10-7，可称取一定量的试样，溶于水后用NaOH 标准溶液滴定，滴定突跃在弱碱性范围内，常选用酚酞为指示剂，滴定至溶液由无色变为微红色即为终点。根据NaOH 标准溶液的浓度c 和滴定时所消耗的体积V 及称取有机酸的质量，计算有机酸的含量。 n n 1 (H A) (H A)100% 1000 c V M n m ω??=??样 有机酸试样通常有柠檬酸，草酸, 酒石酸, 乙酰水杨酸, 苯甲酸等。滴定产物是强碱弱酸盐,滴定突跃在碱性范围内,可选用酚酞为指示剂。用NaOH 标准溶液滴定至溶液呈粉红色(30s 不褪色)为终点。 实验步骤 1． mol ·L -1 NaOH 溶液的配制及标定
mol·L-1 NaOH溶液的配制同实验一。 准确称取 g邻苯二甲酸氢钾，置于250 mL 锥形瓶中，加入20-30 mL水，微热使其完全溶解。待溶液冷却后，加入2-3 滴%酚酞指示剂，用待标定的NaOH 溶液滴定至溶液呈微红色，半分钟内不褪色，即为终点（如果较长时间微红色慢慢褪去，是由于溶液吸收了空气中的二氧化碳所致），记录所消耗NaOH溶液的体积。平行测定3次。 2.柠檬酸试样含量的测定 用分析天平采用差减法准确称取柠檬酸试样约，置于小烧杯中，加入适量水溶解，定量转入250mL容量瓶中，用水稀至刻度，摇匀。 用25mL移液管移取上述试液于250mL锥形瓶中，加入酚酞指示剂1～2滴，用NaOH标准溶液滴至溶液呈微红色，保持30秒不褪色，即为终点。记下所消耗NaOH溶液体积，计算柠檬酸质量分数。如此平行测定3次，相关数据填入表2中。 实验数据记录及处理 写出有关公式，将实验数据和计算结果填入表1和2。根据记录的实验数据分别计算出NaOH溶液的准确浓度和柠檬酸的质量分数，并计算三次测定结果的相对标准偏差。对标定结果要求相对标准偏差小于%，对测定结果要求相对标准偏差小于%。 表1 邻苯二甲酸氢钾标定氢氧化钠
一．柠檬酸 1.我国柠檬酸行业从产量上位居世界第一，其优势在于： （1）我国的柠檬酸发酵采用的菌种（黑曲霉）具有双重功能(液化+糖化)，当淀粉原料被液化后，即可进行发酵，不需要将淀粉水解成葡萄糖，简化了生产工艺，降低了生产成本。 （2）尽管采用边糖化边发酵的工艺，但发酵周期只有64小时，生产周期比国外要短。 （3）柠檬酸的产酸速度大大地高于国外水平。平均产酸速率是国外的2倍。 2. 柠檬酸的用途（见作业本） 3.如何提高柠檬酸的产量（CAM的积累与调节） （1）黑曲霉柠檬酸积累的代谢调节 1）糖酵解及丙酮酸的代谢调节 ①磷酸果糖激酶（PFK）调节：柠檬酸和ATP抑制该酶活性，为AMP、Pi、NH4+所激活、菌体内较高浓度NH4+能有效解除柠檬酸和ATP对PFK抑制。 ②丙酮酸羧化酶：催化丙酮酸经CO2固定反应生成草酰乙酸，此酶几乎不受代谢产物的调节。 2）TCA循环的调节 ①柠檬酸合成酶：此酶不参加调节作用，草酰乙酸的浓度可提高其对乙酰CoA的亲和力。 ②顺乌头酸水合酶、异柠檬酸脱氢酶：该酶的丧失或失活是阻断TCA循环，大量生成柠檬酸的必要条件。柠檬酸产生菌体内该酶的活性本身就要求很弱，控制培养基中的Fe2+的浓度和pH2.0，酶失活，但不能够低于0.1mg/L。（柠檬酸积累正是在这个条件下） ③α-酮戊二酸脱氢酶：受高葡萄糖和铵离子的阻遏。因此当以葡萄糖为碳源时，在柠檬酸合成期，菌体内不存在 -酮戊二酸脱氢酶或活力很低。 (2)Mn+ 的调节 当缺乏Mn+时，HMP和TCA循环水平低，生长期菌丝的蛋白、核酸和脂肪含量明显减少，而氨基酸和NH +水平升高（解除柠檬酸和ATP对PFK酶的抑制），丙酮酸和草酰乙酸水平升高，柠檬酸 4 大量积累。 (3)氧对柠檬酸积累的调节 黑曲霉中有一条标准呼吸链和一条侧系呼吸链。标准呼吸链氧化时产生ATP，反馈抑制PFK 酶，使柠檬酸积累抑制。但侧系呼吸链不产生ATP。缺氧时，侧系呼吸链失活，导致柠檬酸产量急剧下降。因此，在柠檬酸发酵过程中，特别是产酸期，一定要充足氧的供应。 4.柠檬酸的合成途径 ⑴黑曲霉柠檬酸生物合成途径 葡萄糖经EMP、HMP途径降解生成丙酮酸，丙酮酸一方面氧化脱羧生成乙酰CoA，另一方面经固定化生成草酰乙酸，草酰乙酸与乙酰CoA缩合生成柠檬酸。 CO 2
第六周实验（第二次） 班级：姓名：学号：实验时间： 一、NaOH的标定 一、实验目的 （1）进一步练习滴定操作。 （2）学习酸碱标准溶液浓度的标定方法。 二、简要原理 NaOH标准溶液是采用间接法配制的，因此必须用基准物质标定其准确浓度。NaOH标准溶液的标定用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4简写为KHP）为基准物质，酚酞作指示剂。 三、仪器与试剂 0.1mol/L NaOH标准溶液邻苯二甲酸氢钾酚酞指示剂 四、实验步骤 在分析天平上用差减法准确称取邻苯二甲酸氢钾0.4-0.6g三份，分别置于三个已编号的250mL锥形瓶中，加入50mL去离子水，摇动使之溶解。加入2滴酚酞指示剂，用NaOH标准溶液滴定，溶液由无色至微红色半分钟不褪，即为终点。 五、数据记录及处理
五、思考题 1、如何计算称取基准物质邻苯二甲酸氢钾的质量范围？ 答：根据消耗的标准溶液的体积在20---30mL，来计算基准物质的质量范围。的大多，一方面浪费，另一方面,称的太多，消耗的标准溶液的将会超过滴定管的最大体积, 造成误差；消耗的标准溶液的体积太少,测量误差太大。 2、标定NaOH溶液浓度时称量KHC8H4O4需不需要十分准确？溶解时加水量要不要十分准确？为什么？ 答：标定溶液浓度时称量不需要准确测量KHC8H4O4的质量，因为公式中KHC8H4O4的质量是实际称得的质量，称量在0.5000±0.0500范围内都是允许的。 溶解时加水量也不需要十分准确，因为计算需要的是它的质量，与溶解时的加水量无关，所以加水量不需十分准确。 3、用KHP标定NaOH溶液时为什么用酚酞而不用甲基橙作指示剂？ 答：邻苯二甲酸氢钾相当于弱酸，与氢氧化钠反应后生成的产物是邻本二甲酸二钾，若正好中合，则弱酸强碱盐溶液呈碱性；而甲基橙的变色范围是3.1-4.4，变色发生在酸性溶液中，无法指示碱性溶液，也就是无法指示反应的终点。 4、如果用NaOH标准溶液在保存过程中吸收了空气中的CO2,用该标准溶液滴定盐酸,以甲基橙为,对结果有什么影响? 答：1.吸收二氧化碳,溶液中有碳酸钠，果以甲基橙为指示剂,刚开始的颜色是红色,终点是橙色,ph在3.1-4.4之间,盐酸稍过量.这种情况下碳酸钠也会被反应成氯化钠,应该没有影响.如果以酚酞为指示剂,刚开始无色,终点红色,ph在8-10之间,碱过量.这种情况下,碳酸钠会被反应成碳酸氢钠,相当于有一部分氢氧化钠没有参与反应,消耗的氢氧化钠体积变大,结果偏大.首先,从理论上来讲,吸收了空气中的CO2会生成碳酸钠,用该标准溶液滴定盐酸,以甲基橙为指示剂,对结果没有什么影响.因为氢氧化钠之前吸收了二氧化碳,与盐酸反应后又完全释放出来,所以摩尔比是一样的.但是,如果用酚酞作指示剂,结果还是有影响的,结果应该偏高.因为吸性的二氧化碳相当于是吸收了碳酸,在滴定盐酸时,滴到酚酞变色时,二氧化碳不能完全释放出来,碳酸钠只生成了碳酸氢钠,而不会生成氯化钠,所以会造成结果的偏差.而从实际上来讲,如果装氢氧化钠瓶子的密封性很好,氢氧化钠最多也只吸收了瓶内空隙那微量的二氧化碳,对分析结果的影响可以忽略不计了,但如果吸收了外面的二氧化碳,那可想而知,和外面空气接触时,氢氧化钠标液中的水份也不知道挥发了多少,这样一来,结果的准确度就不好说了.
气相色谱法的应用 气相色谱法在石油工业中的应用 ⑴石油气的分析石油气（C1~C4）的成分分析，目前都采用气相色谱法。以25%丁酮酸乙酯为固定液，6201担体，柱长12.15m，内径4mm,柱温12℃,氢为载气，流速25ml/nin，热导池电桥电流120~150mA, C1~C4各组分得较好的分离见图10。图10 石油在丁酮酸乙酯柱上的分离1-空气；2-乙烷；3-乙烯；4-二氧化碳；5-丙烷；6-丙烯；7-异丁烷8-乙炔；9-正丁烷；10-正丁烯；11-异丁烯12- 反丁烯-2,3;13- 顺丁烯-2,4;14-丁二烯北京化工研究院近期研究出用多孔氧化铝微球色谱固定相，对C1~C4烃分离很好，柱长2m,内径2mm，内填充0.3%阿皮松L，改性?-Al2O3，微球120~130目；柱温85℃,氮为载气，流速15ml/min，氢火焰离子化检测器。分离谱见图11. 此外吉林化学工业公司研究院还研制了石墨化炭黑和改性石墨化炭黑色谱固定相分离C1~C4烃。⑵石油馏的的分析气相色谱法分析石油馏分的效能与分析速度是精密分馏等化学方法所不能比拟的。如一根60m长、内径0.17mm的弹性石英毛细管柱，内涂OV-101,在程序升温条件下（柱温40~90℃）进样0.6?1,分流比150:1，分析了65~165℃大港直馏气油。用一根30m长、内径0.25mm 毛细管柱，涂PEG1500,柱温80℃,汽化100℃,氮为载气，分流比100:1,汽油中微量芳香烃得到很好的分离（见图12）。图11 低级烃类的气相色谱分离图1-CH4；2-C2H6；3-C2 H4；4-C3 H8；5-C2 H2；6-C8 H6；7-iC4 H10;8-nC4 H10；9-丙二烯；10-丁烯-1；11-iC5 H12 12--i C4 H6;13- 反丁烯-2;14- 顺丁烯-2;15-丁二烯16-丙炔图12汽微量芳烃的油中色谱分离1-苯；2-甲苯；3-乙苯；4-对二甲苯；5-一间二甲苯； 6-邻二甲苯 气相色谱法在环境科学中的应用 我国在环境科学研究、监督检测中，广泛使用气相色谱法测定大气和水中痕量胡害物质。 ⑴大气中微量-氧化碳的分析 汽车尾气中含有一氧化碳，工业锅炉和家用煤炉燃烧不完全放出一氧化碳，都污染环境。大气中痕量一氧化碳常用转化法没定。国产SP-2307色谱仪具有转化装置，使CO转化为CH4。CO+3H2Ni催化/380℃→CH4+H2O 色谱柱固定相可用5A筛分子，GDX-104,Porpak Q等，以分子筛为例，13X或5A分子筛60~80目（先经500~550℃活化2小时）以氢气载气, 57ml/nin;氢焰检测器；空气400ml/min;尾吹氮气80ml/min。柱长2m，内径2mm,柱温36℃,检测室130℃，转化炉380v;进样量1mm。可测大气中ppm级一氧化碳。
有机酸摩尔质量的测定实验报告 有机酸摩尔质量测定 一、实验目的 1、进一步熟悉分析天平减量称量法。 2、进一步熟悉滴定方法。 3、了解滴定误差的减免方法 4、进一步掌握酸碱指示剂的使用 二、实验原理 大部分有机酸是弱酸,且为固体,这类物质纯度测定大都采用酸碱滴定法。当浓度约为0.1mol?L-1时,若CKa≥10-8,即可用NaOH标准溶液滴定。因滴定突跃在弱碱性范围内,常选用酚酞作指示剂。滴定至终点溶液呈微红色,根据NaOH标准溶液的浓度和滴定时所消耗的体积,可计算该有机酸的摩尔质量。相关反应过程以及计算公式如下: 1、有机酸与氢氧化钠反应方程式: nNaOH+HnA Na n A+nH2O 有机酸除了具有抗生素作用外，还具有其它几种作用，包括降低消化物pH和增加胰腺分泌。有几个国家已撤消了在动物饲料中使用非治疗性抗生素的主张，饲喂低剂量促生长剂的行为在世界范围内也在迅速消失。那些想在无药市场进行销售活动的生产者正在寻求饲料抗生素的非药物性替代物。为了弄清什么是合适的替代物，有必要了解抗生素的作用方式。多数数据表明，抗生素的促生长作用可以完全归于
它们的抗菌活性和由此带来的生理反应。因此，寻找替代物着重注意具有抗菌活性的天然分子物质。最有效的候选替代物是有机酸，可以是单项酸，也可以是多项酸的混合物。这些有机酸长期用于断奶仔猪日粮中，对仔猪的健康和生长都有积极作用。本报告将比较抗生素和有机酸的作用，并描述一种新的有机酸，即2-羟基-4-（甲硫基）丁酸（HMB) 的活性。 HMB是一种蛋氨酸补充源，一般用于猪、禽及反刍动物饲料中。HMB 实际是一种天然的L－蛋氨酸前体，饲喂时，从化学上是一种一元羧酸，即有机酸，直至到动物组织后被酶转化为L－蛋氨酸。与其它具抗菌活性的有机酸一样，HMP 在低pH环境下是亲脂的，且可以以扩散的方式被吸收到脊椎动物和细菌或真菌细胞中。一旦进入细胞，pH的变化就会引起这些弱酸的溶解。有机酸的多重作用就是由于这种细胞内的溶解和由此引起的细胞反应。抗菌活性是在肠道肠上皮细胞中，自由质子或许还有阴离子对细菌或真菌细胞的损害作用的结果，溶解被认为是肠促胰液素分泌的结果，该激素可刺激胰腺的分泌。因此，有机酸具有抗菌活性以外的效果。本综述将着重描述有机酸对猪的作用以及HMB作为一种抗菌型饲料添加剂的特定作用。
实验水果、蔬菜中总酸的测定 （学号：030212011031，030212011026 李欣钰和郎琳） 【实验目的】 1、利用标准液滴定水果蔬菜，测定不同水果蔬菜中总酸度 2、练习利用滴定管滴定溶液 3、练习移液管的使用 4、练习pH计的使用 【实验原理】 1、水果和蔬菜中含有各种不同的有机酸，主要为苹果酸，柠檬酸，酒石酸，草酸等。果树的种类不同，含有机酸的种类和数量也不同。果汁或菜汁的酸性取决于游离态的酸或酸式盐的存在数量。这些算都是有机弱酸，所以在测定时，有氢氧化钠标准溶液滴定就能测出酸度。这样测得的数据是总酸度，包含了未离解酸和已离解酸的浓度。用下式计算： 总酸度（%）=（V 样/W 样 ）x（V NaOH xc NaOH x折算系数/V取样）x100 式子中V样为样品稀释总体积；V取样为滴定时取样体积；W样为样品的质量。折算系数为不同有机酸的毫摩尔质量 2、食品中的总算度往往根据算韩算的不同，而取其中某种主要有机酸计量。食品中常见的有机酸及其毫摩尔质量折算系数如下 苹果酸——0.067（苹果，梨，西红柿） 酒石酸——0.075(葡萄) 柠檬酸——0.090(柑橘类) 【仪器试剂】 烧杯（100ml）(3-5只)，洗耳球，移液管（25ml）,容量瓶（250ml）（3只），滤纸，铁架台，滴定管夹，碱式滴定管，玻璃棒，胶头滴管，电子天平，研钵，酚酞指示剂，NaOH标准溶液（约为0.2mol/l），西红柿，葡萄，橘子（自备），塑料袋若干（自备），小刀（自备） 【实验内容】 1．准确称取混合均匀磨碎的样品10g 2.转移到250ml容量瓶中，加纯水至刻度线，摇匀 3.吸取50ml溶液于锥形瓶中，加入两滴酚酞试剂 4.用NaOH标准溶液滴定溶液至淡红色，并且在30s内不退色，即到达终点。 5.记下所用的NaOH体积。重复测定三次取平均值。 6.利用同样的方法测定剩余的两种水果或蔬菜。并记录实验数据 7.用pH计测出样品稀释液的pH 8.处理实验数据，比较所测的西红柿，葡萄，橘子的总酸度的不同 实验数据处理表
第27卷第3期 2010年3月 应用化学 CHINESE JOURNAL OF APPLIED CHEMISTRY V01.27No.3 Mar.2010 分光光度法测定水溶液中的有机酸含量 牛金刚刈梁晓静钆6刘霞4.蒋生祥” (“中国科学院兰州化学物理研究所甘肃省天然药物重点实验室兰州730000;6中国科学院研究生院北京 摘要利用水溶液中的有机酸在高氯酸羟胺(HAP和Ⅳ,∥一二环己基碳酰亚胺(DCC存在的条件下生成的羟肟酸,以及羟肟酸在酸性高氯酸铁溶液中显色的性质,建立了一种分光光度测定水中有机酸含量的方法。对显色剂的酸度、浓度、加入体积、HAP和DCC的浓度、加入体积以及显色反应的温度、反应时间对吸光度的影响进行了考察。结果表明,该显色反应在反应条件:0.0687mol/L HAP 1.0mL、0.6mol/-L DCC 0.5mL、震荡均匀后室温下放置反应。15min、0.02mol/L酸性高氯酸铁溶液(高氯酸浓度o.3mol/L显色条件下具有最大的吸光度;并对正丁酸、正戊酸、苯甲酸进行了线性关系考察。结果表明,该检测方法具有仪器简单、操作方便、线性范围较宽、准确度高等优点,可用于那些不易从水溶液中萃取的有机酸的测定,也可用于液相色谱洗脱液中有机酸的测定。 关键词有机酸,.7、r,Ⅳ,一二环己基碳酰亚胺,高氯酸羟胺,羟肟酸,羟肟酸铁络合物,分光光度法 中图分类号:0655文献标识码:A 文章编号:1000-0518(201003-0342-05 DOI:10.3724/SP.J.1095.2010.90183
羟肟酸铁分光光度法测定水溶液中的酯类化合物已有较多报道¨“o,该方法是利用酯和羟胺反应生成羟肟酸,然后与三价铁反应得羟肟酸铁显色。在该方法的基础上,先将羧酸转化为相应的酯或酰氯,然后再按上述方法显色可测定无水溶液中的有机酸含量,由于该反应必须在无水条件下进行,并且反应步骤较多,操作繁琐,影响测定的准确度。Cetin等∞’利用水溶液中羧酸可以在羟胺和DCC‘的存在下一步反应生成羟肟酸,并和过量高氯酸铁反应生成紫红色的羟肟酸铁络合物的现象,采用分光光度法测定了药片中赖诺普利的含量,Kostic等∞3利用相同的原理测定了人造果汁中柠檬酸的含量。本文利用该方法原理,采用分光光度法测定水溶液中的有机酸含量,详细考察了不同的反应条件对吸光度的影响,给出了比色反应的最佳条件,并对不同种类的羧酸进行了线性考察。结果表明,该方法具有仪器简单、操作方便、线性范围较宽准确度高等优点,可以作为水溶液中有机酸检测方法。 1实验部分 1.1试剂和仪器 Ⅳ,Ⅳ’.二环己基碳酰亚胺(DCC购于国药集团化学试剂有限公司;高氯酸铁购于Alfa Aesar公司; 高氯酸羟胺(HAP自制"],以盐酸羟胺和高氯酸钠为原料,甲醇为反应介质60℃反应24h,取上层清液蒸干可得到白色晶体状的HAP。其它试剂均为分析纯试剂,实验用水为二次蒸馏水。721型可见分光光度计(上海菁华科技仪器有限公司;Lambda 35型紫外可见分光光度计(德国柏琴公司。 1.2实验方法 o.02mol/L酸性高氯酸铁溶液(其中高氯酸的浓度为0.3mol/L。羧酸标准溶液:分别称取 0.125g正丁酸、正戊酸和苯甲酸用蒸馏水定容至25mL,得到浓度为 500mg/L的羧酸标准溶液。在 5mL容量瓶中准确移入0.5mL羧酸标准溶液或蒸馏水,依次加入0.0687mol/L HAP的甲醇溶液 1.0mL、0.6mol/L DCC的乙醇溶液 0.5mL震荡摇匀后,于室温下(25℃反应15min,最后加入 0.02mol/L酸性高氯酸铁溶液2mL,用乙醇定容至5.0mL,震荡摇匀后,用l CI'II比色皿以未加羧酸的溶液为参比溶液,于520nnl波长处测定吸光度值。
实验三有机酸摩尔质量的测定 一、实验目的与要求 1.掌握用基准物标定 NaOH 溶液浓度的方法。 2.了解有机酸摩尔质量测定的原理和方法。 二、实验原理 绝大多数有机酸为弱酸，它们和 NaOH 溶液的反应为： nNaOH + H n A = Na n A + nH2O 当有机酸的各级离解常数与浓度的乘积均大于 10-8时，有机酸中的氢均能被准确滴定。用酸碱滴定法，可以测得有机酸的摩尔质量。测定时，n值须已知。由于滴定产物是强碱弱酸盐，滴定突跃在碱性范围内，因此可选用酚酞作指示剂。 NaOH 不符合基准物的条件，必须用近似法配制，然后用基准物标定。本实验采用邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）为基准物，酚酞为指示剂标定 NaOH 溶液的浓度，其反应式为： OH- + HC8H4O4- = C8H4O42- + H2O 三、仪器与试剂 NaOH、邻苯二甲酸氢钾（KHC8H4O4）、有机酸试样乙酰水杨酸（C9H8O4）、酚酞指示剂（0.2％乙醇溶液）、量筒(10mL)、烧杯、试剂瓶、滴定管(50mL)、锥形瓶(250mL)、移液管、容量瓶。 四、实验步骤 1. 0.10mol/L NaOH的配制 用直接称量法在台秤上称取2g NaOH于小烧杯中，溶解后，置于500ml戴橡皮塞的试剂瓶中稀至500ml摇匀。（需要定量吗？） 2. 0.10mol/L NaOH的标定 在称量瓶中用差减法平行称量邻苯二甲酸氢钾7份，每份约 0.4～0.6 g ，（分子式约204）分别倒入250 mL 锥形瓶中，加入 40～50 mL 水使之溶解，加入 1～2 滴酚酞指示荆，
用待标定的 NaOH 溶液滴定至呈现微红色，保持 30 秒内不褪色，即为终点。平行测定 3 次，计算 NaOH 溶液的浓度和相对平均偏差。
有机酸含量的测定 原理：有机酸大多系固体弱酸,如果它易溶于水,且符合弱酸的滴定条件(cK a ≥10-8），则可在水溶液中用标准碱溶液滴定，测得其含量.由于反应产物为弱酸的共轭碱，滴定突跃在弱碱性范围内，故常选用酚酞作指示剂。以草酸为例,滴定反应方程如下： Ｈ２C ２O 4＋2N ａOH=Na ２C 2O 4+2H2O 步骤: 1。 0.1 ｍｏｌ·Ｌ-1Na ＯH 溶液的配制 台秤称取ＮaOH 1.0g →２50mL 烧杯，加少量水搅动→溶解→加水稀释至200mL →试剂瓶，摇匀。 2。 0。1 m ｏl ·L —1ＮａO Ｈ浓度的标定 准确称取0.4～０.6g 邻苯二甲酸氢钾(ＫHC ８H 4O ４)3份→锥形瓶→加20~30ｍL 水→溶解→加1~2滴0。2%酚酞→NaO Ｈ滴定→微红色（半分钟不褪色）→终点。 记录数据： 浓度:844NaOH 844KHC H O KHC H O NaOH c M V = ＭKH Ｃ8H4O4=204.2ｇ·mol -1
相对平均偏差：NaOH 100%r d d c =?，而3 NaOH NaOH 113i d c c ==-∑ ３。 有机酸含量的测定 （1)准确称取草酸０。6~0。8ｇ→100ｍL 烧杯→加适量水溶解→定量转入１00mL 容量瓶,→用水稀释至刻度，摇匀． (2。）准确移取上述溶液２5.0０mL(３份)→锥形瓶→加酚酞1~2滴→NaO Ｈ滴定→微红色（半分钟不褪色)→终点。 含量:224 224 NaOH NaOH H C O H C O 100%25.0021000 100.0 c V M w m =??? M Ｈ2Ｃ２O4=９0。03ｇ·ｍol —1 相对平均偏差:224 H C O 100%r d d w = ?,而2242243 H C O H C O 1 13i d w w ==-∑