第十一章 化验室常用电器设备 1
第一节 电热设备 1
一、电炉、电热板和电加热套 1
(一)电炉 1
(二)电热板和电加热套 3
(三)电炉、电热板和电加热套使用注意事项 3
二、高温电炉 3
三、电热恒温干燥箱 6
(一)结构 6
(二)使用及注意事项 9
四、电热恒温水浴锅 9
(一)构造和性能 10
(二)使用方法及注意事项 10
第二节 其它电器设备 11
一、电冰箱 11
(一)构造和作用原理 11
(二)使用注意事项 12
二、真空泵 13
(一)结构与原理 13
(二)使用与注意事项 14
三、电动离心机 15
四、电磁搅拌器 16
学习要求 16
复习题 16
第十二章 电化学分析法 18
第一节 电化学基础知识 18
一、电化学电池 18
(一)原电池 18
(二)电解池 20
二、电极电位与能斯特方程式 20
三、标准电极电位 21
第二节 电位法测定pH值 22
一、指示电极 22
二、参比电极 25
(一)甘汞电极 25
(二)银-氯化银电极 26
三、测定pH值的工作电池 26
四、pH标准缓冲溶液 28
五、酸度计 29
(一)pHs-3F型酸度计的外部结构 29
(二)pHs-3F型酸度计的使用方法 31
(三)测定pH值注意事项 32
第三节 离子选择性电极 32
一、离子选择性电极的定义及分类 32
二、离子选择性电极的基本特性 33
三、离子选择性电极的结构和应用 36
(一)原电极 36
(二)敏化电极 39
四、定量分析方法 41
(一)浓度直读法 41
(二)标准曲线法 41
(三)标准加入法 42
(四)格兰(Gran)作图法 43
第四节 电位滴定法 44
一、基本原理 44
二、电位滴定终点的确定 45
三、指示电极的选择 47
第五节 死停终点法 47
一、基本原理 48
二、应用示例——卡尔·费休法测水分含量 48
第六节 库仑分析法 50
一、基本原理 50
(一)法拉第电解定律 51
(二)库仑分析中的关键问题 52
二、库仑分析法的分类 52
三、恒电流库仑分析法 52
四、动态库仑分析法 55
(一)方法原理 55
(二)微库仑仪的构造 56
(三)应用 58
第七节 阳极溶出伏安法 59
一、概述 59
二、方法原理 59
三、影响溶出峰的因素 60
四、定量方法 62
五、应用实例——阳极溶出伏安法在有色轻金属分析中的应用 63
第八节 电位溶出分析法 64
一、概述 64
二、主要类型 65
(一)经典电位溶出分析 65
(二)微分电位溶出分析 66
(三)计时电位溶出分析 66
(四)其它 67
三、分析条件的选择与定量分析方法 67
四、应用实例 68
(一)过氧化氢试剂中痕量铅和铜的测定 68
(二)超细氧化锑中痕量砷的测定 69
学习要求 70
复习题 70
第十三章 紫外可见分光光度法 72
第一节 概述 72
第二节 分光光度法基本原理 73
一、吸收光谱的分类 73
二、溶液颜色与光吸收的关系 74
三、光的吸收定律 76
四、摩尔吸收系数 77
五、吸光度的加和性 78
六、光吸收定律的适用范围 78
第三节 目视比色法 80
一、工作原理 80
二、测定方法 80
第四节 紫外可见分光光度仪器 82
一、紫外可见分光光度计的主要部件 82
二、紫外可见分光光度计的结构 85
(一)单波长单光束分光光度计 85
(二)单波长双光束分光光度计 87
(三)双波长分光光度计 88
三、紫外可见分光光度计的型号及性能 88
四、紫外可见分光光度计的使用 89
(一)721、722型可见分光光度计 89
(二)752型紫外可见分光光度计 92
五、分光光度计的检验和维护 93
(一)分光光度计的检验 93
(二)分光光度计的保养和维护 97
第五节 可见分光光度法 98
一、显色反应 98
二、显色剂 99
三、多元配合物显色体系 101
四、反应条件的选择 102
(一)显色剂用量 102
(二)溶液酸度 103
(三)温度的影响 104
(四)显色时间 104
(五)溶剂 105
五、共存离子的干扰及消除方法 105
六、参比溶液的选择 106
七、测定条件的选择 107
(一)入射光波长的选择 107
(二)吸光度范围的控制 107
(三)狭缝宽度的选择 109
八、定量分析 109
(一)一般定量方法 109
(二)示差分光光度法 112
(三)双波长分光光度法 115
(四)导数分光光度法 116
(五)计量学分光光度法 118
(六)分光光度法的误差 118
第六节 紫外分光光度法 119
一、概述 119
二、基本原理 120
(一)电子跃迁类型 120
(二)生色团、助色团、吸收带及其它有关术语 122
(三)常见有机化合物的紫外吸收光谱 124
三、定性分析 128
(一)用一般规律初步推断化合物的结构 128
(二)与标准谱图对比 128
(三)计算有机化合物吸收波长的经验规则 129
(四)判断异构体 129
四、定量分析 130
第七节 紫外可见分光光度法应用实例 132
一、邻二氮菲分光光度法测定铁的条件研究及微量铁的测定 132
(一)方法原理 132
(二)仪器及试剂 132
(三)测定条件研究 133
(四)工作曲线绘制及铁含量的测定 134
二、有机化合物紫外吸收光谱的绘制及溶剂效应 134
(一)方法原理 134
(二)仪器及试剂 134
(三)测定步骤及结果 134
三、紫外分光光度法同时测定水体中的硝酸盐和亚硝酸盐 136
四、解联立方程组法同时测定水中微量Cr(Ⅵ)和Mn(Ⅶ) 137
五、导数分光光度法测定废水中的十二烷基苯磺酸钠 138
学习要求 139
复习题 140
第十四章 红外吸收光谱法 142
第一节 方法简介 142
一、基本原理 142
(一)分子的振动能级和转动能级 143
(二)红外吸收光谱的产生条件 146
(三)红外吸收光谱的术语 146
(四)红外吸收光谱的图示方法 148
二、方法特点、局限性和应用范围 149
第二节 红外吸收光谱仪 151
一、基本结构和工作原理 151
(一)基本结构 151
(二)工作原理 156
二、傅里叶变换红外吸收光谱仪 157
第三节 有机化合物的红外吸收光谱 160
一、基团振动波数和红外吸收光谱区域 160
(一)X—H伸缩振动区(X表示C、O、N、S等原子) 160
(二)叁键和积累双键伸缩振动区 161
(三)双键伸缩振动区 161
(四)部分X—Y单键的伸缩振动和X—H的面内、面外弯曲(变形)振动 162
二、影响官能团吸收峰波数的因素 171
(一)内部因素的影响 171
(二)外部因素的影响 174
第四节 红外吸收光谱的实验技术 175
一、样品的制备 175
(一)制备样品的要求 175
(二)固态样品 175
(三)液态样品 176
(四)气态样品 177
二、红外吸收光谱仪的使用和维护 178
第五节 红外吸收光谱法在有机分析中的应用 179
一、定性分析——在有机官能团的鉴定和结构分析中的应用 179
(一)谱图解析要点 179
(二)定性分析步骤 181
(三)谱图解析实例 185
二、定量分析——工作曲线法和内标法 190
(一)吸光度的测量方法——基线法 191
(二)测量条件的选择 191
(三)定量分析方法 191
学习要求 192
复习题 192
第十五章 原子吸收光谱法 197
第一节 方法简介 198
一、方法原理 198
(一)电子跃迁 198
(二)原子吸收光谱的几个重要概念 199
二、方法特点和应用范围 204
第二节 原子吸收光谱仪 205
一、光源 206
(一)空心阴极灯 206
(二)无极放电灯 208
二、原子化系统 209
(一)火焰原子化器 209
(二)无火焰原子化装置 212
(三)化学原子化 214
三、分光系统 214
四、检测系统 215
五、光路系统 216
第三节 测定条件的选择 219
一、最佳实验操作条件的选择 219
(一)吸收波长(共振线)的选择 219
(二)原子化工作条件的选择 221
(三)光谱通带的选择 225
(四)检测器光电倍增管工作条件的选择 226
二、干扰因素及消除方法 226
(一)化学干扰及消除 226
(二)物理干扰及消除 228
第四节 定量分析 231
一、灵敏度、检测限和回收率 231
(一)灵敏度 231
(二)检测限 232
(三)回收率 235
二、定量分析方法 235
(一)标准工作曲线法 235
(二)标准加入法 236
(三)稀释法 237
(四)内标法(内标工作曲线法) 238
第五节 原子吸收光谱法的实验技术 239
一、分析试样的制备 239
二、储备标准溶液的配制 240
三、火焰原子化使用的气源 241
四、空心阴极灯的安装调试 242
五、原子吸收光谱仪的使用和维护 244
(一)原子吸收光谱仪的主要技术参数 244
(二)原子吸收光谱仪的一般操作规程 244
(三)原子吸收光谱仪的维护 246
第六节 原子荧光光谱法 247
一、方法原理 247
二、原子荧光光谱仪 248
第七节 测定实例 250
一、化学试剂氯化锌中钠、钾、镁、钙含量的测定 250
二、铂重整催化剂中痕量硅、铁、钠、铜含量的分析 251
三、废水中钴和镍的测定 252
四、地表水或废水中铍的测定 252
五、人发中锌含量的测定 253
六、废水中痕量汞的测定 253
学习要求 254
复习题 254
第十六章 气相色谱法 256
第一节 色谱分析法的原理及分类 256
一、茨维特的经典实验 256
二、色谱分析法的分离原理及特点 257
三、色谱分析法的分类 258
第二节 气相色谱法简介 259
一、方法特点及应用范围 259
二、气相色谱流出曲线的特征 260
(一)色谱峰的位置 260
(二)色谱峰的峰高或峰面积 262
(三)色谱峰的宽窄 262
(四)色谱峰间的距离 263
第三节 气相色谱仪 264
一、载气流速控制及测量装置 266
(一)载气及其净化 266
(二)载气流速的控制 267
(三)载气流速的测量 271
二、进样器和气化室 274
(一)进样器 274
(二)气化室 277
三、色谱柱及柱温控制 280
四、检测器 283
五、数据处理系统 284
(一)微处理机 284
(二)色谱数据工作站 285
六、气相色谱仪的使用和维护 286
(一)气相色谱仪的性能指标 286
(二)气相色谱仪的使用规则 287
(三)气相色谱仪的维护 288
七、商品气相色谱仪简介 289
第四节 固定相 291
一、气固色谱的固定相 291
二、气液色谱的固定相 299
(一)常用载体的性质及处理方法 299
(二)常用固定液的分类及选择固定液的原则 302
(三)常用石英毛细管柱分离性能简介 308
第五节 检测器 314
一、检测器的性能指标 314
(一)灵敏度(绝对响应值) 315
(二)敏感度(或检测限) 316
(三)响应时间(或应答时间) 317
(四)线性范围 317
二、热导池检测器 318
(一)检测原理 318
(二)热导池的结构 319
(三)影响热导池灵敏度的因素 322
(四)使用注意事项 323
三、氢火焰离子化检测器 323
(一)检测原理 323
(二)检测器的结构 324
(三)测量电路 324
(四)影响灵敏度的因素 325
(五)使用注意事项 326
四、热离子化检测器 326
(一)检测原理 326
(二)检测器的结构 327
(三)测量电路 328
(四)操作条件 328
五、电子捕获检测器 329
(一)检测原理 329
(二)检测器的结构 330
(三)操作条件 330
六、火焰光度检测器 331
(一)检测原理 331
(二)检测器的结构 332
(三)操作条件 333
七、光离子化检测器 333
(一)检测原理 333
(二)检测器的结构 334
(三)操作条件 336
第六节 定性及定量分析方法 336
一、定性分析方法 337
(一)常用的保留值简介 337
(二)常用的定性方法 339
二、定量分析方法 341
(一)峰高、峰面积定量法——检量线法(工作曲线法) 341
(二)定量校正因子 342
(三)定量校正因子与检测器相对响应值的关系 346
(四)内标法 346
(五)外标法 347
(六)归一化法 347
第七节 基本原理 348
一、塔板理论 349
二、速率理论 350
(一)涡流扩散项(A) 351
(二)分子扩散项(B/u) 351
(三)传质阻力项(Cu) 352
三、色谱分离操作条件的选择 355
四、毛细管柱的速率理论及操作条件的选择 361
(一)毛细管柱的速率方程式 361
(二)毛细管柱的操作条件 362
(三)毛细管柱与填充柱的比较 365
第八节 气相色谱法的实验技术 367
一、新型气源的使用 367
二、填充柱、毛细管柱和新型双指数程序涂渍填充柱的制备技术 372
(一)填充色谱柱的制备 372
(二)毛细管色谱柱的制备 374
(三)新型双指数程序涂渍填充柱的制备 375
三、毛细管柱气相色谱的进样技术 377
(一)大口径毛细管柱的直接进样 377
(二)分流/不分流进样 378
(三)冷柱头进样 383
(四)程序升温气化进样(PTV) 384
四、程序升温操作技术 386
(一)基本原理 388
(二)操作条件的选择 391
(三)程序升温气相色谱法的应用范围 395
五、保留时间锁定技术 395
第九节 测定实例 397
一、永久性气体的分析 397
二、低级烃类的全分析 398
三、有机溶剂中微量水的分析 400
四、牛奶中有机氯农药的毛细管柱色谱分析 401
五、白酒中主要成分的色谱分析 403
六、室内环境空气中总挥发有机物含量分析 404
学习要求 407
复习题 408
第十七章 高效液相色谱法 411
第一节 高效液相色谱法简介 411
一、方法特点 411
二、应用范围和局限性 412
第二节 高效液相色谱仪 413
一、流动相的储液罐 413
二、高压输液泵及梯度洗脱装置 414
(一)高压输液泵 414
(二)输液系统的辅助设备 418
(三)梯度洗脱装置 420
三、进样装置 422
四、色谱柱 424
五、检测器 426
六、数据处理系统 426
七、高效液相色谱仪的使用和维护 427
第三节 检测器 430
一、检测器的分类和响应特性 430
(一)分类 430
(二)检测器的性能指标 431
二、紫外吸收检测器 432
三、折光指数检测器 435
四、电导检测器 437
五、荧光检测器 437
六、蒸发光散射检测器 438
七、高效液相色谱检测器的联用 439
第四节 固定相和流动相 439
一、液固吸附色谱 439
(一)液固色谱固定相 440
(二)液固色谱的流动相 443
二、液液分配色谱 455
(一)液液色谱固定相 455
(二)液液色谱的流动相 457
三、化学键合相色谱 457
(一)键合固定相的分类 458
(二)键合相色谱流动相 458
四、离子(交换)色谱 468
(一)固定相 468
(二)抑制器的工作原理及发展 470
(三)流动相 472
五、凝胶色谱(或空间排阻色谱) 474
(一)基本原理 474
(二)固定相 475
(三)流动相 478
第五节 基本理论 481
一、表征色谱柱性能的重要参数 481
二、速率理论(范第姆特方程式) 483
三、诺克斯方程式 487
四、高效液相色谱操作条件的优化 488
第六节 高效液相色谱法的实验技术 489
一、溶剂的纯化技术 490
二、色谱柱的装填 490
三、色谱柱的保护与再生技术 494
四、梯度洗脱技术 496
(一)二元溶剂梯度洗脱 496
(二)三元溶剂梯度洗脱 497
第七节 测定实例 499
一、增塑剂——邻苯二甲酸酯的分析 499
二、稠环芳烃的分析 500
三、水解蛋白质中氨基酸的分析 501
四、锅炉排放水中阴离子分析 501
五、聚苯乙烯齐聚物分子量的测定 502
六、两性表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚的组成分析 503
学习要求 503
复习题 504
第十八章 物理常数的测定方法 506
第一节 密度的测定 506
一、密度计法 506
(一)仪器 506
(二)测定方法 506
二、韦氏天平法 509
(一)原理 509
(二)仪器 509
(三)测定方法 510
三、密度瓶法 513
第二节 熔点和结晶点的测定 514
一、温度计的校正 514
二、熔点的测定 515
(一)仪器 515
(二)测定方法 515
(三)熔点的校正 517
三、结晶点的测定 517
(一)仪器 517
(二)测定方法 518
第三节 沸点和沸程的测定 518
一、沸点的测定 518
(一)少量液体样品沸点的测定 518
(二)毛细管法 518
(三)沸点的校正 519
二、沸程的测定 520
(一)仪器 520
(二)测定方法 520
第四节 闪点和燃点的测定 522
一、闭口杯法测定闪点 522
二、克利夫兰开口杯法测定闪点和燃点 525
(一)准备工作 525
(二)测定方法 526
三、开口杯法测定闪点和燃点 528
(一)准备工作 528
(二)闪点测定方法 529
(三)燃点测定方法 529
(四)大气压力对闪点和燃点影响的修正 529
第五节 黏度的测定 530
一、石油产品运动黏度的测定(毛细管黏度计法) 531
(一)原理 531
(二)仪器 531
(三)测定方法 532
二、特性黏度法测定高聚物的平均分子量 533
(一)原理 533
(二)仪器 534
(三)测定方法 535
(四)分析结果计算 536
三、条件黏度的测定(恩格勒氏黏度计法) 536
(一)仪器 536
(二)测定方法 537
第六节 折射率的测定 538
一、仪器 538
(一)望远系统 539
(二)读数系统 539
二、测定方法 540
(一)准备和校正 540
(二)测定 540
第七节 旋光度的测定 541
一、仪器 542
二、测定方法 546
第八节 相对分子质量的测定 546
一、冰点降低法 547
二、蒸气压渗透法 549
三、膜渗透法 552
学习要求 555
复习题 556
第十九章 现代分析方法与分析仪器展望 557
第一节 概述 557
第二节 分析工作者的分析技能培养 558
第三节 分析方法的发展趋向 559
第四节 分析仪器的发展趋向 562
一、分析仪器分类简介 563
二、分析仪器发展的趋向 566
(一)向多功能、自动化、智能化方向发展 567
(二)向专用型、小型化和微型化方向发展 567
(三)向多维分离仪器发展 569
(四)向联用分析仪器方向发展 570
主要参考文献 573