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紫外可见实训室指导书
《紫外-可见光谱实训室》实训指导书
制定人:
职业学院
实训一测定丙酮碘化反应速率
一、实训目的与要求
1、加深对复杂反应特征的理解,掌握用孤立法确定反应级数。
2、掌握用分光光度计测定酸催化丙酮碘化反应的速率常数和活化能的实验方法。
二、实训内容
丙酮碘化反应方程为CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+H﹢+I,该反应是一个自动催化反应,并且为一个复杂反应,分两步进行:
1、丙酮的烯醇化反应CH3COCH3+H﹢→CH3COH=CH2
2、烯醇的碘化反应CH3COH=CH2+I2→CH3COCH2I+H﹢+I﹣
总反应的速率方程为:
﹣dCI2/dt=kCACH﹢
对上式进行积分得:
﹣CI2=kCACH﹢t+B
因为碘在可见光区有宽的吸收带,而在此吸收带中,盐酸,丙酮,碘化丙酮和碘化钾溶液均没有明显的吸收,所以可以采用分光光度法直接测量碘浓度的变化。
A=﹣kεLCACH﹢tB,上式中的 εL可通过测定一定浓度的碘溶液的吸光度A带入式中求得。
做A-t图,直线的斜率可求出丙酮碘化反应速率常数K值。
有两个以上温度下的速率常数就可以根据阿仑尼乌斯公式ln(k2/k1)=Ea/R(1/T1-1/T2),估算反应的活化能Ea得值。
三、实训仪器和试剂
试剂:
0.05mol/L碘溶液,2.00mol/LHCl标准溶液,2.00
mol/L丙酮溶液,0.0050mol/L碘溶液
仪器:
721型分光光度计,超级恒温槽,停表,比色管(50ml一支,25ml两支)移液管(5ml两支,10ml一支),滴管一支
四、实训步骤
1、开启恒温水浴,控制温度为30℃。
2、测定εL值:
调整分光光度计的光路,测量波长定为590nm,在恒温比色皿中分别注入蒸馏水,用蒸馏水调吸光度零点,吸取0.0050mol/L碘溶液,将其注入恒温比色皿中,测其吸光度,平均测量三次,求其平均值。
3、测定反应速率常数:
⑴分别移取5.00ml0.050mol/L 碘溶液和5.00ml2.00mol/LHCl标准溶液于25ml比色管中,加入10ml水,在移取10ml2.00mol/L的丙酮溶液于50ml比色管中, 加入10ml水,混合前两个比色管中溶液的总体积不得超过50ml,然后在另一25ml比色管中注入25ml蒸馏水,三个比色管一同放入30℃恒温槽中恒温10min.
⑵温槽后快速将碘酸混合溶液倾入丙酮溶液中,迅速摇动,加同恒温水洗涤盛碘酸之比色管至50ml,然后快速注入比色皿中,每次用蒸馏水调吸光度零点后,测其吸光度值,每1min读一次吸光度值。
五、实验数据记录及处理
T1=30℃=303K时
1、测定标准碘溶液的吸光度
t(s)
0
30
60
90
120
A
0.271
0.271
0.273
0.273
0.273
A平均
0.272
εL的计算:
根据A=εLc得εL=A/c=0.272/0.005=54.4 L/mol
2、 反应物的吸光度
t(s)
A
t(s)
A
t(s)
A
0
0.517
390
0.369
780
0.214
30
0.517
420
0.357
810
0.203
60
0.505
450
0.347
840
0.192
90
0.495
480
0.332
870
0.181
120
0.483
510
0.319
900
0.171
150
0.471
540
0.307
930
0.161
180
0.458
570
0.295
960
0.151
210
0.445
600
0.283
990
0.142
240
0.432
630
0.271
1020
0.133
270
0.420
660
0.260
1050
0.124
300
0.408
690
0.247
1080
0.115
330
0.394
720
0.236
360
0.382
750
0.225
直线斜率为k=-0.0117
故反应速率常数为k1 =﹣k/εLCACH +=0.0117/(54.4×2×2)=5.377×10-5
T2=35℃=308K时
1、测定标准碘溶液的吸光度
t(s)
0
30
60
90
120
A
0.251
0.252
0.254
0.255
0.255
A平均
0.253
εL的计算:
根据A=εLc得εL=A/c=0.253/0.005=50.6L/mol
2、反应物的吸光度
t(s)
A
t(s)
A
t(s)
A
0
0.466
390
0.201
780
0.038
30
0.447
420
0.181
810
0.036
60
0.430
450
0.161
840
0.036
90
0.411
480
0.142
870
0.036
120
0.391
510
0.124
900
0.036
150
0.371
540
0.107
930
0.036
180
0.350
570
0.091
960
0.036
210
0.328
600
0.077
990
0.036
240
0.307
630
0.065
1020
0.036
270
0.285
660
0.055
1050
0.036
300
0.263
690
0.048
1080
0.036
330
0.241
720
0.042
360
0.221
750
0.039
直线斜率k=-0.0189
故反应速率常数为k2 =﹣k/εLCACH +=0.0189/(50.6×2×2)=9.338×10-5
反应活化能的计算:
根据 ln(k2/k1)=Ea/R(1/T1-1/T2)得:
Ea =Rln(k2/k1)/(1/T1-1/T2)
=8.314×ln(9.338×10-5/5.377×10-5)/(1/303-1/308)
=86.184kJ/mol
六、实训小结
1、温度影响反应速率常数,实验时体系始终要恒温。
2、实验所需溶液均要准确配制。
3、混合反应溶液时要在恒温槽中进行,操作必须迅速准确。
4、每次用蒸馏水调吸光度零点后,方可测其吸光度值。
实训二测定微量铁
一、实训目的与要求
了解朗伯-比尔定律的应用,掌握邻二氮菲法测定铁的原理;了解分光光度计的构造;掌握分光光度计的正确使用方法;学会吸收曲线的绘制和样品的测定原理。
二、实训内容
邻菲啰啉是测定微量铁的较好试剂。
在pH=2~9的条件下,邻菲啰啉与Fe2+生成稳定的橙红色配合物,其反应式如下:
Fe3+能与领二氮菲生成淡蓝色配合物(不稳定),故显色前加入还原剂:
盐酸羟胺使其还原为Fe2+。
。
三、实训仪器和试剂
紫外可见分光光度计、铁标准溶液:
含铁0.01mg/mL、0.1%邻菲罗啉水溶液、10%盐酸羟胺水溶液、1mol/lNaAc缓冲溶液(pH4.6)。
四、实训步骤
1、吸收曲线的绘制和测量波长的选择
吸取0.0mL和6.0mL铁标准溶液分别注入两个50mL容量瓶中,依次加入5mlNaAc溶液,2.5ml盐酸羟胺溶液,5ml邻菲罗啉溶液,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀。
用1cm比色皿,以试剂空白为参比,在440~560nm之间,每隔0.5nm测吸光度。
然后以波长为横坐标,吸光度A为纵坐标,绘制吸收曲线,找出最大吸收波长。
2、标准曲线的绘制
分别吸取铁的标准溶液0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0ml于6只50ml容量瓶中,依次分别加入5ml醋酸-醋酸钠缓冲溶液,2.5ml盐酸羟胺溶液,5ml邻菲罗啉溶液,用蒸馏水稀释至刻度,摇匀,放置10分钟,在其最大吸收波长下,用1cm比色皿,以试剂溶液为空白,测定各溶液的吸光度,以铁含量(mg/50ml)为横坐标,溶液相应的吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。
五、实验数据记录及处理
1、吸收曲线的绘制
波长/nm
吸光度
2、标准曲线的制作
标准溶液(0.01g/L)
未知液
容量瓶编号
1
2
3
4
5
6
7
吸取的体积
0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
吸光度A
六、实训小结
1、不能颠倒各种试剂的加入顺序。
2、读数据时要注意A和T所对应的数据。
透射比与吸光度的关系为:
A=log(I0/I)=log(1/T);测定条件指:
测定波长和参比溶液的选择。
3、最佳波长选择好后不要再改变。
4、每次测定前要注意调满刻度。
实训三测定未知物(磺基水杨酸)
一、实训目的与要求
了解分光光度计的构造;掌握分光光度计的正确使用方法;学会吸收曲线的绘制和样品的测定原理。
二、实训内容
根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。
操作简单、准确度高、重现性好。
波长长(频率小)的光线能量小,波长短(频率大)的光线能量大。
分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
三、实训仪器和试剂
1.仪器:
紫外可见分光光度计(UV-1800PC-DS2);配1cm石英比色皿2个(比色皿可以自带);容量瓶(100mL,15个);吸量管(10mL,5支);烧杯(100mL,5个)
2.试剂:
任选四种标准试剂溶液(水杨酸、1,10-菲啰啉、磺基水杨酸、苯甲酸、维生素C、山梨酸、对羟基苯磺酸、苯磺酸钠);未知液(四种标准溶液中的任何一种)。
四、实训步骤
(1)吸收池配套性检查
石英吸收池在220nm装蒸馏水,以一个吸收池为参比,调节τ为100%,测定其余吸收池的透射比,其偏差应小于0.5%,可配成一套使用,记录其余比色皿的吸光度值作为校正值。
(2)未知物的定性分析
将四种标准试剂溶液和未知液配制成约为一定浓度的溶液。
以蒸馏水为参比,于波长200~350nm范围内测定溶液吸光度,并作吸收曲线。
根据吸收曲线的形状确定未知物,并从曲线上确定最大吸收波长作为定量测定时的测量波长。
190~210nm处的波长不能选择为最大吸收波长。
(3)标准工作曲线绘制
分别准确移取一定体积的标准溶液于所选用的100mL容量瓶中,以蒸馏水稀释至刻线,摇匀。
根据未知液吸收曲线上最大吸收波长,以蒸馏水为参比,测定吸光度。
然后以浓度为横坐标,以相应的吸光度为纵坐标绘制标准工作曲线。
(4)未知物的定量分析
确定未知液的稀释倍数,并配制待测溶液于所选用的100mL容量瓶中,以蒸馏水稀释至刻线,摇匀。
根据未知液吸收曲线上最大吸收波长,以蒸馏水为参比,测定吸光度。
根据待测溶液的吸光度,确定未知样品的浓度。
未知样平行测定3次。
(5)结果处理
根据未知溶液的稀释倍数,求出未知物的含量。
计算公式:
——原始未知溶液浓度,μg/mL;
——查出的未知溶液浓度,μg/mL;
——未知溶液的稀释倍数。
五、实验数据记录及处理
1、比色皿配套性检验:
A1=0.000A2=
2、定性结果:
未知物为_________________。
3、未知试样的定量测量
(1)标准溶液的配制
标准贮备溶液浓度:
_______标准溶液浓度:
_________
稀释次数
吸取体积(mL)
稀释后体积(mL)
稀释倍数
1
2
3
(2)标准曲线的绘制:
测量波长:
__________
溶液代号
吸取标液体积(mL)
ρ(μg/mL)
A
0
1
2
3
4
5
6
(3)未知液的配制
稀释次数
吸取体积(mL)
稀释后体积(mL)
稀释倍数
1
2
3
(4)未知物含量的测定
平行测定次数
1
2
3
A
查得的浓度(μg/mL)
原始试液浓度(μg/mL)
原始试液的平均浓度(μg/mL)
计算公式:
计算过程:
定量分析结果:
未知物的浓度为__________________。
六、实训小结
1、不能颠倒各种试剂的加入顺序。
2、读数据时要注意A和T所对应的数据。
透射比与吸光度的关系为:
A=log(I0/I)=log(1/T);测定条件指:
测定波长和参比溶液的选择。
3、最佳波长选择好后不要再改变。
4、每次测定前要注意调满刻度。
实训四测定未知物(苯甲酸)
一、实训目的与要求
了解分光光度计的构造;掌握分光光度计的正确使用方法;学会吸收曲线的绘制和样品的测定原理。
二、实训内容
根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。
操作简单、准确度高、重现性好。
波长长(频率小)的光线能量小,波长短(频率大)的光线能量大。
分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
三、实训仪器和试剂
1.仪器:
紫外可见分光光度计(UV-1800PC-DS2);配1cm石英比色皿2个(比色皿可以自带);容量瓶(100mL,15个);吸量管(10mL,5支);烧杯(100mL,5个)
2.试剂:
任选四种标准试剂溶液(水杨酸、1,10-菲啰啉、磺基水杨酸、苯甲酸、维生素C、山梨酸、对羟基苯磺酸、苯磺酸钠);未知液(四种标准溶液中的任何一种)。
四、实训步骤
(1)吸收池配套性检查
石英吸收池在220nm装蒸馏水,以一个吸收池为参比,调节τ为100%,测定其余吸收池的透射比,其偏差应小于0.5%,可配成一套使用,记录其余比色皿的吸光度值作为校正值。
(2)未知物的定性分析
将四种标准试剂溶液和未知液配制成约为一定浓度的溶液。
以蒸馏水为参比,于波长200~350nm范围内测定溶液吸光度,并作吸收曲线。
根据吸收曲线的形状确定未知物,并从曲线上确定最大吸收波长作为定量测定时的测量波长。
190~210nm处的波长不能选择为最大吸收波长。
(3)标准工作曲线绘制
分别准确移取一定体积的标准溶液于所选用的100mL容量瓶中,以蒸馏水稀释至刻线,摇匀。
根据未知液吸收曲线上最大吸收波长,以蒸馏水为参比,测定吸光度。
然后以浓度为横坐标,以相应的吸光度为纵坐标绘制标准工作曲线。
(4)未知物的定量分析
确定未知液的稀释倍数,并配制待测溶液于所选用的100mL容量瓶中,以蒸馏水稀释至刻线,摇匀。
根据未知液吸收曲线上最大吸收波长,以蒸馏水为参比,测定吸光度。
根据待测溶液的吸光度,确定未知样品的浓度。
未知样平行测定3次。
(5)结果处理
根据未知溶液的稀释倍数,求出未知物的含量。
计算公式:
——原始未知溶液浓度,μg/mL;
——查出的未知溶液浓度,μg/mL;
——未知溶液的稀释倍数。
五、实验数据记录及处理
1、比色皿配套性检验:
A1=0.000A2=
2、定性结果:
未知物为_________________。
3、未知试样的定量测量
(1)标准溶液的配制
标准贮备溶液浓度:
_______标准溶液浓度:
_________
稀释次数
吸取体积(mL)
稀释后体积(mL)
稀释倍数
1
2
3
(2)标准曲线的绘制:
测量波长:
__________
溶液代号
吸取标液体积(mL)
ρ(μg/mL)
A
0
1
2
3
4
5
6
(3)未知液的配制
稀释次数
吸取体积(mL)
稀释后体积(mL)
稀释倍数
1
2
3
(4)未知物含量的测定
平行测定次数
1
2
3
A
查得的浓度(μg/mL)
原始试液浓度(μg/mL)
原始试液的平均浓度(μg/mL)
计算公式:
计算过程:
定量分析结果:
未知物的浓度为__________________。
六、实训小结
1、不能颠倒各种试剂的加入顺序。
2、读数据时要注意A和T所对应的数据。
透射比与吸光度的关系为:
A=log(I0/I)=log(1/T);测定条件指:
测定波长和参比溶液的选择。
3、最佳波长选择好后不要再改变。
4、每次测定前要注意调满刻度。
实训五测定未知物(维生素C)
一、实训目的与要求
了解分光光度计的构造;掌握分光光度计的正确使用方法;学会吸收曲线的绘制和样品的测定原理。
二、实训内容
根据物质分子对波长为200-760nm这一范围的电磁波的吸收特性所建立起来的一种定性、定量和结构分析方法。
操作简单、准确度高、重现性好。
波长长(频率小)的光线能量小,波长短(频率大)的光线能量大。
分光光度测量是关于物质分子对不同波长和特定波长处的辐射吸收程度的测量。
三、实训仪器和试剂
1.仪器:
紫外可见分光光度计(UV-1800PC-DS2);配1cm石英比色皿2个(比色皿可以自带);容量瓶(100mL,15个);吸量管(10mL,5支);烧杯(100mL,5个)
2.试剂:
任选四种标准试剂溶液(水杨酸、1,10-菲啰啉、磺基水杨酸、苯甲酸、维生素C、山梨酸、对羟基苯磺酸、苯磺酸钠);未知液(四种标准溶液中的任何一种)。
四、实训步骤
(1)吸收池配套性检查
石英吸收池在220nm装蒸馏水,以一个吸收池为参比,调节τ为100%,测定其余吸收池的透射比,其偏差应小于0.5%,可配成一套使用,记录其余比色皿的吸光度值作为校正值。
(2)未知物的定性分析
将四种标准试剂溶液和未知液配制成约为一定浓度的溶液。
以蒸馏水为参比,于波长200~350nm范围内测定溶液吸光度,并作吸收曲线。
根据吸收曲线的形状确定未知物,并从曲线上确定最大吸收波长作为定量测定时的测量波长。
190~210nm处的波长不能选择为最大吸收波长。
(3)标准工作曲线绘制
分别准确移取一定体积的标准溶液于所选用的100mL容量瓶中,以蒸馏水稀释至刻线,摇匀。
根据未知液吸收曲线上最大吸收波长,以蒸馏水为参比,测定吸光度。
然后以浓度为横坐标,以相应的吸光度为纵坐标绘制标准工作曲线。
(4)未知物的定量分析
确定未知液的稀释倍数,并配制待测溶液于所选用的100mL容量瓶中,以蒸馏水稀释至刻线,摇匀。
根据未知液吸收曲线上最大吸收波长,以蒸馏水为参比,测定吸光度。
根据待测溶液的吸光度,确定未知样品的浓度。
未知样平行测定3次。
(5)结果处理
根据未知溶液的稀释倍数,求出未知物的含量。
计算公式:
——原始未知溶液浓度,μg/mL;
——查出的未知溶液浓度,μg/mL;
——未知溶液的稀释倍数。
五、实验数据记录及处理
1、比色皿配套性检验:
A1=0.000A2=
2、定性结果:
未知物为_________________。
3、未知试样的定量测量
(1)标准溶液的配制
标准贮备溶液浓度:
_______标准溶液浓度:
_________
稀释次数
吸取体积(mL)
稀释后体积(mL)
稀释倍数
1
2
3
(2)标准曲线的绘制:
测量波长:
__________
溶液代号
吸取标液体积(mL)
ρ(μg/mL)
A
0
1
2
3
4
5
6
(3)未知液的配制
稀释次数
吸取体积(mL)
稀释后体积(mL)
稀释倍数
1
2
3
(4)未知物含量的测定
平行测定次数
1
2
3
A
查得的浓度(μg/mL)
原始试液浓度(μg/mL)
原始试液的平均浓度(μg/mL)
计算公式:
计算过程:
定量分析结果:
未知物的浓度为__________________。
六、实训小结
1、不能颠倒各种试剂的加入顺序。
2、读数据时要注意A和T所对应的数据。
透射比与吸光度的关系为:
A=log(I0/I)=log(1/T);测定条件指:
测定波长和参比溶液的选择。
3、最佳波长选择好后不要再改变。
4、每次测定前要注意调满刻
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