仪器分析实验二 定量测定相互重叠的二元混合物的紫外吸收光谱
- 格式:doc
- 大小:139.50 KB
- 文档页数:4
一、实验目的1. 熟悉紫外-可见分光光度计的仪器结构和工作原理。
2. 掌握紫外-可见吸收光谱的基本概念和知识。
3. 学习利用紫外-可见分光光度计进行样品定量分析的方法。
4. 了解紫外吸收法在生物化学和材料科学中的应用。
二、实验原理紫外-可见分光光度法(Ultraviolet-Visible Spectrophotometry,UV-Vis Spectrophotometry)是基于物质分子对紫外光和可见光的选择性吸收而建立起来的分析方法。
当分子吸收特定波长的光时,分子中的电子从基态跃迁到激发态。
紫外-可见光谱分析主要用于定量和定性分析,特别是在生物化学和材料科学领域。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:紫外-可见分光光度计、样品池、移液器、电子天平、蒸馏水、标准溶液、待测样品等。
2. 试剂:待测样品溶液、标准溶液、无水乙醇、缓冲液等。
四、实验步骤1. 样品准备:根据实验需求,将待测样品溶液稀释至合适浓度。
2. 标准曲线制作:a. 准备一系列已知浓度的标准溶液。
b. 将标准溶液分别置于样品池中,用紫外-可见分光光度计在特定波长下测定吸光度。
c. 以吸光度为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。
3. 待测样品测定:a. 将待测样品溶液置于样品池中。
b. 在标准曲线对应的波长下,用紫外-可见分光光度计测定待测样品的吸光度。
c. 根据标准曲线,计算待测样品的浓度。
4. 数据处理与分析:a. 记录实验数据,包括吸光度、浓度等。
b. 对实验数据进行统计分析,如计算标准偏差、相关系数等。
c. 分析实验结果,讨论紫外吸收法在待测样品分析中的应用。
五、实验结果与分析1. 标准曲线:根据实验数据绘制标准曲线,结果显示吸光度与浓度呈线性关系,相关系数R²>0.99。
2. 待测样品测定:根据标准曲线,计算待测样品的浓度为X mg/mL。
3. 数据处理与分析:对实验数据进行统计分析,计算标准偏差为Y,相关系数为Z。
紫外-可见分光光度计测定双组分样品含量一、目的要求1.掌握紫外-可见分光光度的使用。
2.掌握紫外-可见分光光度法测定双组分的原理和方法。
学会用解连立方程组的方法,定量测定吸收曲线相互重叠的二元混合物。
二、基本原理当试样溶液中含有多种吸光物质时,在一定条件下,分光光度法不经分离即可对混合物进行多组分分析。
这是因为吸光度具有加和性,即在一定波长下,溶液的总吸光度等于各组分的吸光度之和。
如果混合物中各组分的吸收光谱曲线互有重叠,只要它们能符合朗伯-比耳定律,对n 个适当波长下进行n 次吸光度测定,然后解n 元联立方程,可求出各个组分的含量。
现以简单的二元组分混合物为例,若测定时用1 cm 比色皿,从下列方程组可求得a 、b 二元组分的浓度c a 和c b 。
= + = += + = + 式中,A λ1a+b 、A λ2a+b 分别为所选两个波长下的测定值;λ1、λ2一般选各组分的最大吸收波长,以提高测定的灵敏度;ελ1a 、ελ1b 、ελ2a 、ελ2b 依次代表组分a 及b 分别在λ1及λ2处的摩尔吸光系数,可用已知浓度的a 、b 组分溶液分别测定,测定各ε值时最好采用标准曲线法,以标准曲线的斜率作为ε值较准确。
三、仪器与试剂1. 仪器1)TU-1901 双光束紫外-可见分光光度计(北京普析通用公司) 1台2)比色皿(光程1cm ) 1对2.试剂0.005 M 高锰酸钾溶液;0.005 M 重铬酸钾溶液;未知浓度的混合溶液四、实验步骤1.溶液的配制1) 标准溶液 KMnO 4: 0.005 mol/L; K 2Cr 2O 4: 0.005mol/L2)样品的配制:利用测定KMnO 4、K 2Cr 2O 4标准溶液后的混合液作为样品溶液。
2. 选择吸收波长进行光谱扫描,选择两种物质的最大吸收波长。
3. 吸光度的测定在扫描所得最大吸收波长出进行吸光度测定。
五、实验要求1. 根据实验测得的吸光度值,分别求出KMnO 4、K 2Cr 2O 4在λ1、λ2出的摩尔吸收系数ελ1a 、ελ1b 、ελ2a 、ελ2b2. 利用实验测得的吸光度值A λ1a+b 、A λ2a+b 列出方程组,计算各组分的浓度c a 和c b 。
紫外吸收光谱的测定实验报告一、实验目的1、了解紫外吸收光谱的基本原理和仪器结构。
2、掌握紫外吸收光谱的测定方法和数据处理。
3、学会利用紫外吸收光谱进行物质定性和定量分析。
二、实验原理紫外吸收光谱是基于物质分子对紫外光的吸收特性而建立的一种分析方法。
当分子吸收紫外光时,其电子会从基态跃迁到激发态,从而产生吸收峰。
不同的物质具有不同的分子结构和电子能级,因此其紫外吸收光谱也各不相同。
通过测定物质的紫外吸收光谱,可以对其进行定性和定量分析。
在定量分析中,通常遵循朗伯比尔定律:A =εbc,其中 A 为吸光度,ε 为摩尔吸光系数,b 为光程长度,c 为物质的浓度。
三、实验仪器与试剂1、仪器紫外可见分光光度计石英比色皿容量瓶移液器2、试剂标准物质(如苯甲酸)待测样品溶剂(如乙醇)四、实验步骤1、标准溶液的配制准确称取一定量的标准物质,用溶剂溶解并定容至一定体积,配制成一系列不同浓度的标准溶液。
2、仪器预热与校准打开紫外可见分光光度计,预热一段时间,使其稳定。
然后进行波长校准和吸光度零点校准。
3、绘制标准曲线分别将不同浓度的标准溶液放入石英比色皿中,在选定的波长范围内进行扫描,测定其吸光度。
以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
4、待测样品的测定将待测样品用相同的溶剂稀释至适当浓度,放入石英比色皿中,在与标准溶液相同的条件下测定其吸光度。
5、数据处理与结果分析根据测定的吸光度值,在标准曲线上查找对应的浓度,或者通过回归方程计算出待测样品的浓度。
五、实验数据记录与处理1、标准溶液浓度与吸光度数据|标准溶液浓度(mg/L)|吸光度||::|::|| 10 | 025 || 20 | 050 || 30 | 075 || 40 | 100 || 50 | 125 |2、标准曲线绘制以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
通过线性回归分析,得到回归方程为:A = 0025c + 001 ,相关系数 R²= 0999 。
紫外光谱重叠的多组分混合物体系的同时定量测定
刘慧;胡仰栋;卢彦越
【期刊名称】《光谱学与光谱分析》
【年(卷),期】2007(27)7
【摘要】提出一种可将紫外吸收光谱严重重叠的混合物体系准确定量分析的方法.该方法利用系统聚类结合加和性检验而得的优化波长集合有效地降低了混合物光谱的相关性.通过选取优化波长集合内的波长点的信息,把吸光系数和待测浓度同时作为自变量,建立非线性优化模型,对于组分间浓度差较小的混合物体系经一次优化分析计算可得待测浓度;混合物中组分浓度差较大的体系经四次左右优化迭代,逐步降低误差的分析结果,相对误差可控制在3.63%之内.分析结果表明该法稳定、准确、简便快速,可对多组分混合物体系进行定量测定.
【总页数】4页(P1416-1419)
【作者】刘慧;胡仰栋;卢彦越
【作者单位】中国海洋大学化学化工学院,山东,青岛,266003;中国海洋大学化学化工学院,山东,青岛,266003;中国海洋大学化学化工学院,山东,青岛,266003
【正文语种】中文
【中图分类】O657.3
【相关文献】
1.紫外分光光度法同时定量测定多组分混合物-喹啉吡啶吲哚苯酚 [J], 李亚新;赵晨红
2.用离散变换主组分回归法处理重叠紫外吸收光谱 [J], 高玲;任守信
3.小波软阈值核心偏最小二乘法同时定量分析光谱严重重叠的四组分混合物 [J], 高玲;任守信
4.肉桂醛-苯甲醛双组分体系的紫外光谱特性研究 [J], 秦荣欢
5.紫外光谱法测定双组分体系设计性实验的教学实践 [J], 闻俊;周婷婷;范国荣因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第1篇一、实验目的1. 理解吸收光谱的基本原理及其在物质分析中的应用。
2. 掌握紫外-可见分光光度计的操作方法。
3. 通过实验学习如何制备标准溶液,并绘制标准曲线。
4. 应用标准曲线法测定未知样品的浓度。
二、实验原理吸收光谱是一种物质对特定波长光的吸收特性,通常用于物质的定性和定量分析。
当一束单色光通过含有特定分子的溶液时,溶液中的分子会吸收特定波长的光,从而产生吸收光谱。
根据朗伯-比尔定律,吸光度与溶液的浓度和光程成正比。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:- 紫外-可见分光光度计- 烧杯- 移液管- 移液器- 洗瓶- 吸收池- 镜头纸2. 试剂:- 标准溶液:已知浓度的待测物质溶液- 未知溶液:待测浓度的溶液- 试剂水- 乙醇四、实验步骤1. 仪器调试:- 打开紫外-可见分光光度计,预热30分钟。
- 调整仪器至最佳工作状态,包括波长选择、光程设置等。
2. 标准溶液制备:- 使用移液管准确量取一定体积的标准溶液,加入烧杯中。
- 加入适量的试剂水,搅拌均匀。
- 使用移液器将溶液转移至吸收池中,用镜头纸擦拭干净。
3. 吸光度测量:- 将制备好的标准溶液放入紫外-可见分光光度计中。
- 设置适当的波长,测量溶液的吸光度。
- 记录各标准溶液的吸光度值。
4. 标准曲线绘制:- 以吸光度为纵坐标,以溶液浓度为横坐标,绘制标准曲线。
- 通过线性回归分析,确定标准曲线的方程。
5. 未知溶液浓度测定:- 按照与标准溶液相同的步骤,制备未知溶液。
- 测量未知溶液的吸光度。
- 根据标准曲线方程,计算未知溶液的浓度。
五、实验结果与分析1. 标准曲线:- 标准曲线呈线性关系,相关系数R²接近1,表明实验数据具有良好的线性。
2. 未知溶液浓度:- 通过标准曲线方程,计算得到未知溶液的浓度为X mol/L。
六、讨论与心得1. 误差分析:- 实验过程中可能存在的误差包括:仪器误差、操作误差、试剂误差等。
- 仪器误差可通过定期校准仪器来减少;操作误差可通过提高操作技能来降低;试剂误差可通过选用高纯度试剂来减小。
一、实验目的1. 熟悉紫外分光光度计的仪器结构和工作原理。
2. 掌握紫外-可见吸收光谱法的基本原理和应用。
3. 通过实验掌握紫外-可见分光光度计的操作方法。
4. 学习利用紫外-可见吸收光谱法进行定量分析。
二、实验原理紫外-可见分光光度法是一种基于物质分子对紫外-可见光的选择性吸收而建立的分析方法。
该方法广泛应用于有机化合物的定性、定量分析以及物质的纯度检验。
紫外-可见光波长范围一般为200-800nm,其中200-400nm为紫外区,400-800nm为可见光区。
当物质分子吸收紫外-可见光时,分子中的电子从基态跃迁到激发态。
不同物质的分子结构不同,吸收光的波长和强度也不同。
因此,通过测定物质的吸收光谱,可以实现对物质的定性和定量分析。
朗伯-比尔定律(Lambert-Beer Law)是紫外-可见分光光度法的基础。
该定律表明,在一定波长下,溶液的吸光度(A)与溶液的浓度(c)和光程(l)成正比,即A= εcl,其中ε为摩尔吸光系数。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:紫外-可见分光光度计、移液管、容量瓶、比色皿、洗耳球等。
2. 试剂:待测样品、标准溶液、溶剂等。
四、实验步骤1. 标准溶液的配制:根据待测样品的浓度,配制一系列标准溶液。
2. 吸收光谱的绘制:将标准溶液和待测样品分别置于比色皿中,在紫外-可见分光光度计上测定其在不同波长下的吸光度值。
3. 标准曲线的制作:以吸光度值为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。
4. 待测样品的定量分析:将待测样品的吸光度值代入标准曲线,计算其浓度。
五、实验结果与分析1. 标准曲线的制作:以吸光度值为纵坐标,浓度为横坐标,绘制标准曲线。
根据实验数据,标准曲线的线性关系良好,相关系数R²大于0.99。
2. 待测样品的定量分析:将待测样品的吸光度值代入标准曲线,计算其浓度。
实验结果表明,待测样品的浓度为X mg/L。
六、实验总结1. 通过本次实验,我们掌握了紫外-可见分光光度计的基本原理和操作方法。
第1篇一、实验目的1. 掌握紫外分光光度法的基本原理和操作步骤。
2. 学习如何使用紫外分光光度计进行定量分析。
3. 通过实验了解紫外光谱在定量分析中的应用。
二、实验原理紫外分光光度法是一种基于物质对紫外光吸收特性进行定量分析的方法。
当紫外光照射到溶液中时,溶液中的某些物质会吸收特定波长的紫外光,其吸收程度与溶液中该物质的浓度成正比。
根据Lambert-Beer定律,溶液的吸光度(A)与溶液的浓度(c)、光程(b)和摩尔吸光系数(ε)之间存在如下关系:A = εbc其中,ε为摩尔吸光系数,其值取决于物质的性质和紫外光的波长。
通过测量溶液的吸光度,可以计算出溶液中待测物质的浓度。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:标准溶液、待测溶液、溶剂等。
2. 实验仪器:紫外分光光度计、移液器、容量瓶、烧杯、试管等。
四、实验步骤1. 标准曲线的制作(1)准确移取一定量的标准溶液于容量瓶中,加入适量的溶剂,定容至刻度。
(2)用移液器准确移取一定体积的标准溶液于烧杯中,加入适量的溶剂,振荡混匀。
(3)将溶液倒入紫外分光光度计的样品池中,在特定波长下测量吸光度。
(4)重复上述步骤,制作至少三个标准溶液的吸光度值,以浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
2. 待测溶液的测定(1)准确移取一定量的待测溶液于容量瓶中,加入适量的溶剂,定容至刻度。
(2)用移液器准确移取一定体积的待测溶液于烧杯中,加入适量的溶剂,振荡混匀。
(3)将溶液倒入紫外分光光度计的样品池中,在特定波长下测量吸光度。
(4)根据标准曲线,计算待测溶液中待测物质的浓度。
五、实验结果与分析1. 标准曲线的制作通过实验,我们得到了一系列标准溶液的吸光度值,并绘制了标准曲线。
根据标准曲线,我们可以看出,在一定浓度范围内,吸光度与浓度呈线性关系。
2. 待测溶液的测定根据标准曲线,我们得到了待测溶液中待测物质的浓度。
通过实验,我们验证了紫外分光光度法在定量分析中的应用。
编辑者-格子衫实验:吸收光谱法测定双组分混合物实验目的:掌握用解联立方程组的方法,同时测定吸收光谱互相重叠的双组分体系的实验方法实验原理:各组分的吸收曲线互有重叠,可根据朗伯-比尔定律及吸光度的加合性原则,通过适当的数学处理来进行测定。
具体方法:在a 和b的最大吸收波长λ1及λ2处,分别测定混合物的吸光度Aλ1、Aλ2,然后解联立方程组,求得出各组分的含量。
如下图:在λ1处:在λ2处:式中:Aλ1、Aλ2为混合液a+b在λ1、λ2处吸光度;Aλ1a、Aλ2a是混合溶液中组分a在λ1、λ2处吸光度;Aλ1b、Aλ2b是混合溶液中组分b在λ1、λ2处吸光度。
首先要从已知浓度的各单独组分吸收光谱中获得:联立求解式(1)和(2)组成的方程组可求得Ca、Cb。
采用此法可求得两种以上组分的含量。
仪器和试剂:916型紫外-可见分光光度计(澳大利亚GBC公司);石英比色皿2只(1cm);容量瓶(50ml)和移液管若干。
0.020mol/L KMnO4 、0.020mol/L K2Cr2O7 的贮备溶液(其中都含有H2SO4 0.5mol/L、KIO4 2g/L)操作步骤:1.分别取一定量的0.020 mol/LKMnO 溶液,稀释配制成浓度为0.0004 mol/L,0.0008 mol/L,0.0012 mol/L,0.0016 mol/L和0.0020 mol/L的标准系列溶液。
2.分别取一定量的0.020 mol/LK 2Cr2 O7 溶液,稀释配制成浓度为0.0008 mol/L,0.0016 mol/L,0.0024 mol/L,0.0032 mol/L和0.0040 mol/L的标准系列溶液。
3.在教师的指导下,开启分光光度计。
4.绘制上述10 中溶液在375~625nm 范围内的吸收光谱图,并测定它们在440nm和545nm 处的吸光度。
5.测定教师给定的试样在440nm 和545nm 处的吸光度。
实验二 定量测定相互重叠的二元混合物的紫外吸收光谱
一、实验目的
1.掌握UV1100型紫外-可见分光光度计的使用方法; 2. 学会测定摩尔吸光系数;
3.学会用解联立方程组的方法,定量测定吸收曲线相互重叠的二元混合物。
二、方法原理
根据朗伯-比尔定律,用紫外-可见分光光度法很容易定量测定在此光谱区内有吸收的单一成分。
由两种组分组成的混合物中,若彼此都不影响另一种物质的光吸收性质,可根据相互间光谱重叠的程度,采用相对应的方法来进行定量测定。
如:当两组分吸收峰部分重叠时,选择适当的波长,仍可按测定单—组分的方法处理;当两组分吸收峰大部分重叠时,则宜采用解联立方程组或双波长法等方法进行测定。
在H 2SO 4溶液中Cr 2O 7-2和MnO 4-的吸收曲线如图2-1所示。
根据吸收曲线选择测定波长时,不一定非选用每个组分的最大吸收波长,应选择两组分吸收值差别大(Δε 大)而吸收曲线ε值随波长变化率(λε∆∆/)较小的区域内的波长。
根据
Cr 2O 7-2和MnO 4-的吸收曲线的特点,宜选用440nm 和545nm 作为测定波长。
首先分别配制KMnO 4和K 2Cr 2O 7的标准溶液系列,分别在545nm 和440nm 波长下测定各溶液的吸光度,绘制出MnO 4-和Cr 2O 72-在两个波长下的标准曲线,从而计算出MnO 4-和Cr 2O 72-在545nm 和440nm 波长处的摩尔吸收系数Cr
Mn
Cr
Mn
545545440440εεεε。
再在440nm 和545nm 波长下测定混和试液的总吸光度545440A A 和,根据吸光度加和性原理,列出联立方程组:
Cr
Cr Mn
Mn
Cr
Cr
Mn Mn bc
bc
A bc bc A 545
545
545440440440εεεε+=+=
解方程组,计算出试液中的Cr Mn
C C
和。
图2-1 Cr 2O 7-2溶液中MnO 4-的吸收曲线
三、仪器与试剂
仪器:UV 1100紫外-可见分光光度汁;石英比色皿4只;50 mI 容量瓶8只;10 mI 吸量管2只。
试剂:0.00500 mol·L -1KMnO 4标准溶液;0.0200 mol·L -1的K 2Cr 2O 7标准溶液;0.25 mol·L -1H 2SO 4溶液。
四、实验步骤
1. 标准系列溶液配制
取50 mL 容量瓶8个,分别于4个容量瓶中加入0.00500 mol·L -1 KMnO 4标准溶液1.00、2.00、3.00、4.00 mL 。
再于另4个容量瓶中加入0.0200 mol·L -1 K 2Cr 2O 7标准溶液1.00、2.00、3.00、4.00 mL 。
将各容量瓶中溶液用0.25 mol·L -1的H 2SO 4溶液稀释至刻度,摇匀。
2. 测定标准系列溶液的吸光度
分别在440 nm 和545 nm 波长下,以0.25 mol·L -1的H 2SO 4溶液作参比,测定KMnO 4和K 2Cr 2O 7标准系列中各溶液的吸光度。
3. 样品溶液吸光度的测定
准确称取一定体积的未知液于50 mL 容量瓶中,用0.25 mol·L -1的H 2SO 4溶液稀释至刻度,摇匀。
分别在440 nm 和545 nm 波长下,以0.25 mol·L -1的H 2SO 4溶液作参比,测定样品溶液的吸光度。
五、数据处理
1.根据所测KMnO 4和K 2Cr 2O 7标准系列在545 nm 和440 nm 波长处的吸光度,分别绘制A-c 曲线,计算出Cr
Mn
Cr
Mn
545545440440εεεε。
数据记录如下:
表1、Mn 标准系列在545nm 和440nm 波长下的吸光度记录表
表2、Cr标准系列在545nm和440nm波长下的吸光度记录表浓度[mol/L] 主波长 440.00 nm 基线波长545.00 nm
0.0008 0.142 0.048
0.0016 0.302 0.053
0.0024 0.475
0.0032 0.645 0.058
KMnO4和K2Cr2O7标准A-c曲线如下:
由图可知,各标准溶液的吸光度曲线的斜率如图上所述。
则:
440114
114 1
Mn
k
b
ε===
5452661
2661 1
Mn
k
b
ε===
440210.25210.251Cr k b ε===
545
4.0179 4.01791
Cr k b ε=== 2.根据所测样品溶液在545nm 和440nm 波长处的吸光度545440A A 和,列联立方程组,求出样品中MnO 4-和Cr 2O 72-的浓度。
由实验数据可知: 4400.413A = 5450.244A = 又根据方程式:
440440440Cr Mn Cr
Mn A bc bc εε=+ 545545545Mn Cr Mn Cr
A bc bc εε=+ 解得:
51
8.880110Mn c mol l --=⨯
31
1.916210Cr c mol l --=⨯ 所以:
51
8.880110Mn c mol l --=⨯
227
41
9.5809*10Cr O c mol l ---=
六、思考题
1.混合物双组分含量的测定的理论依据是什么?
答:若试样中需要测定两个组分的吸收峰重叠,但不严重。
若服从比尔定律,则根具吸光度的加和性,可不经分离,在两个指定的波长处测量样品混合组分的吸光度,然后解两个联立方程,求出各组分的含量。
2.同时测定两组分混合液时,如何选择吸收波长?
答:吸收波长下限应从两者单独时吸收波长小的那个为主,吸收波长上限应从两者单独吸收波长大的那个为主。