实验室基础知识.ppt
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1、实验室基础知识,一、基本概念,1、分析化学:分析化学是研究物质组成的科学。分析化学的基本内容可分为两部分:定性分析和定量分析。(1)定性分析:定性分析的任务是鉴定样品中所含的元素或离子。(2)定量分析:定量分析的任务是测量样品中各组分的相对含量。要检定或测量的组分可能是元素、离子、基团或化合物,2、量取:用量筒取水样或试液。3、吸取:用无分度吸管或分度吸管(又称吸量管)吸取。4、定容:容量瓶中用纯水或其他溶剂稀释到刻度的操作。5、恒重:是指物品连续两次干燥或灼烧后,质量差异在0.2mg以下,则可认为已达到恒重。,二、分析化学的方法,(一)根据所利用的性质不同,定性分析和定量分析可采用不同的方法
2、完成,一般常采用以下几种方法:1、化学分析法:是以化学反应为基础的分析方法。2、物理分析法:根据被测物质的某种物理性质(如比重、折光率、沸点、凝固点、熔点、旋光度、颜色强度等)与组分的关系,不经化学反应直接进行鉴定或测定的分析方法。3、仪器分析法:是以物质的物理和物理化学性质为基础并借用较精密的仪器测定被测物质含量的分析方法。,化学分析法又分为:(1)重量分析法:是将被测组分与试样中的其他组分分离后,转化成一定的称重形式,然后用称重方法测定该组分的含量。(2)容量分析法:根据化学反应中所消耗标准溶液的体积和浓度来求出被测组分含量的方法。这种方法是通过“滴定”来完成的,通常又叫做滴定分析法。(3
3、)气体分析法:根据化学反应中所生成气体的体积或气体与吸收剂反应生成的物质的质量,求出被测组分含量的方法。,按分离方法的不同,重量分析可分为:沉淀法:沉淀法是使待测成分以难溶化合物的形式沉淀下来,经过分离,然后称量沉淀的重量,根据沉淀重量计算该成分在样品中的百分含量。挥发法:是利用被测成分具有挥发性,或者可以转变为可挥发性的气体进行的定量分析。萃取法:利用被测成分在两种互不相溶的溶剂中,溶解度的不同,使它从原来的溶剂中定量转入作为萃取剂的另一种溶剂中,然后将萃取剂蒸干,称量干燥萃取物的质量,根据萃取物的质量计算被测成分百分含量的方法。,根据标准溶液与被测物质的反应类型和介质的不同,可将容量分析法
4、分为下列几类:中和滴定法:用酸或碱作为标准溶液。沉淀滴定法:是利用标准溶液与被测物质生成沉淀的容量分析方法。络合滴定法:是利用标准溶液与被测物质形成络合物的分析方法。,氧化还原法:是利用氧化还原反应的容量分析法。氧化还原法又可分为铈量法、碘量法、溴酸钾法、高锰酸钾法,高碘酸钾法及亚硝酸钠法等。非水滴定法:在非水溶液中进行了的滴定称为非水滴定。,仪器分析法又分为:(1)光学分析法:主要有分光光度法,在可见光区称比色法,在紫外和红外光区分别称为紫外和红外分光光度法。此外还有原子吸收法,发射光谱法及荧光分析法等。(2)电化学分析法:常用的有电位法、电导法、电解法、极谱法和库仑分析法等。(3)色谱分析
5、法:常用的有气相色谱法、液相色谱法、薄层层析法和纸层分析法等。(4)热量分析法:主要有热重量分析法、热量滴定法、差热分析法等。(5)其它分析法:如质谱分析法、X-射线分析法、放射分析法和核磁共振分析法等。,(二)根据所需样品的重量以及被测组分在样品中的含量,定量分析和定性分析可分为常量分析、半微量分析、微量分析和超微量分析。见表2-1、表2-2,表2-1 各类方法的样品用量,表2-2 各类方法中被测组分的含量,三、实验室常用的玻璃器皿(一)常用玻璃器皿的名称、规格、用途见表3-1,表3-1常用玻璃器皿名称、规格、用途1,表3-1常用玻璃器皿名称、规格、用途2,表3-1常用玻璃器皿名称、规格、用
6、途3,表3-1常用玻璃器皿名称、规格、用途4,表3-1常用玻璃器皿名称、规格、用途5,表3-1常用玻璃器皿名称、规格、用途6,吸量管可分为以下四类:规定等待时间15s的吸量管:这类吸量管零位在上,完全流出式,它的任意一分度线的容量定义为:在20时,从零线排放到该分度线所流出20水的体积(m1).当液面降到该分度线以上几毫米时,应按紧管口停止排液15s,再将液面调到该分度线。在量取吸量管的全容量溶液时,排放过程中水流不应受到限制,液面降至流液口处静止后,要等待15s,再移走吸量管。,不完全流出式吸量管:不完全流出式吸量管均为零点在上形式,最低分度线为标称容量.这类吸量管的任一分度线相应的容量定义
7、为:20时,从零线排放到该分度线所流出的20C水的体积(mL)。,完全流出式吸量管:这类吸量管有零点在上和零点在下两种形式.其任一分度线相应的容量定义为:在20时,从分度线排放到流液口时所流出20水的体积(mL),液体自由流下,直到确定弯月面已降到流液口静止后,再脱离容器(指零点在下式);或者从零线排放到该分度线或流液口所流出20水的体积(指零点在上式)。,吹出式吸量管:这类吸量管流速较快,且不规定等待时间。有零点在上和零点在下两种形式,均为完全流出式。吹出式吸量管的任意一分度线的容量定义为:在20时,从该分度线排放到流液口(指零点在下)所流出的或从零线排放到该分度线(指零点在上)所流出的20
8、水的体积(m1)。使用过程中液面降至流液口并静止时,应随即将最后一滴残留的溶液一次吹出。,(二)容量玻璃器皿的操作方法和注意事项,1、移液管和吸量管的操作方法和注意事项:2、用比色管绘制标准系列时的注意事项:例:用火焰原子吸收光谱法测工作场所空气中镉含量,标准曲线的绘制时,分别在具塞刻度试管中加入0.00ml、0.25ml、0.75ml、1.50ml、2.00ml、2.50ml。例:用酚试剂分光光度法测工作场所空气中甲醛含量,绘制标准曲线时,要求在7只具塞的比色管中分别加入0.00ml、0.10ml、0.25ml、0.50ml、1.00ml、1.50ml、2.00ml的标准溶液。,3、滴定管的
9、操作方法和注意事项:容量分析是根据滴定时所消耗的标准溶液的体积和浓度来计算结果的,因此除了准确地确定标准溶液的浓度外,还必须准确测量它的体积,这就要求我们使用的各种容量器皿如滴定管、容量瓶、移液管本身的体积要足够准确。(须经过计量检定合格)。滴定管须符合GB12805-91要求;容量瓶须符合GB12806-91的要求;移液管须符合GB12808-91要求。滴定管、容量瓶和移液管按精密度的高低可分为A级和B级,A级为较高级,B级为较低级。,滴定误差:滴定误差:滴定终点和等当点不一致而引起的误差叫滴定误差。在实际操作中,常在溶液中加入一种辅助试剂,借它的颜色变化作为等当点到达的信号,这种辅助试剂称
10、为指示剂。指示剂发生颜色变化的转变点称为滴定的终点。为减小滴定误差,需选择合适的指示剂,使滴定终点尽可能接近等当点。,4、容量瓶使用的方法和注意事项注意事项:容量瓶不应长期存放配好的溶液。配好的溶液如需长期存放,应转移到干净的带磨口塞的试剂瓶中。容量瓶不应在烘箱中烘干,如需使用干燥的容量瓶可用吹风机吹干。,(三)玻璃器皿的洗涤方法,1洗涤液的配制和使用(1)重铬酸钾洗涤液:称取100g工业用经研细的重铬酸钾于烧杯中,加入约100mL水,沿烧杯壁缓缓加入工业用浓硫酸,边加边用玻璃棒搅动(注意:放热反应,防止硫酸溅出),开始加入硫酸时有红色铬酸沉淀析出,加硫酸至沉淀刚好溶解为止。(2)肥皂液、碱液
11、及合成洗涤剂:可用于洗涤油脂和有机物。,(3)氢氧化钾酒精溶液(100g/L):适用于洗涤油垢、树脂等。称取100g氢氧化钾,加50mL水溶解,加工业酒精至1000mL。(4)酸性草酸或酸性羟胺洗涤液:适用于洗涤氧化性物质。如洗涤沾污过氧化锰的容器,羟胺作用较快。称取10g草酸或1g盐酸羟胺,溶于100mL盐酸溶液(1+4)中。(5)硝酸溶液:测定金属离子时需用不同浓度的硝酸溶液常用(1+9)浸泡,以去除玻璃容器中的金属离子。,2、玻璃器皿的清洗 玻璃器皿洗涤的一般步骤:先用自来水冲洗,再用洗涤液浸泡洗涤,然后用自来水冲洗干净后,用纯水淋洗3遍。检查玻璃器皿是否洁净的方法是:先把清洗过的玻璃器
12、皿加满水,然后在把水倒出,玻璃器皿的器壁上均匀附着一层水膜,没有任何小水珠或不沾水的地方,如果有小水珠或有不沾水的地方,则说明容器壁上有油垢,应重新洗涤或换别的方法进行清洗。,测磷用的玻璃器皿不能用含磷酸盐的商品洗涤剂清洗。测铁用的玻璃器皿不能用铁丝柄毛刷刷洗,可用塑料棒拴上泡沫刷洗;测锌、铁用玻璃器皿酸洗后不能再用自来水冲洗,要直接用纯水冲洗,测氨和碘化物用的玻璃器皿洗净后要泡在纯水中。,(1)、新购置的玻璃器皿的洗涤:新购置的玻璃器皿表面常附着有游离的碱性物质,可先用洗衣粉水或肥皂水洗刷,再用自来水洗净。然后浸泡在1%2%HCl溶液中过液,次日取出用自来水充分冲洗,最后再用蒸馏水冲洗,置烘
13、箱内烘干或倒置晾干备用。带磨口塞的玻璃器皿(容量瓶,碘量瓶和比色管)等在清洗前应用塑料绳把塞和管口拴好,以免打破塞子或互相弄混,造成密封不严,漏出液体。,(2)、使用过的玻璃器皿的洗涤一般玻璃器皿的洗涤 使用过的玻璃器皿,有许多污染物(包括有机物及金属离子等)粘附于玻璃容器的内壁上,先用自来水冲洗至无污物,再用洗涤液浸泡,将器皿内外壁(特别是内壁)仔细刷洗后,用自来水充分“洗净”,最后用去离子水或蒸馏水冲洗三遍,置烘箱(或微波炉)烘干或倒置在清洁处晾干备用。盛过传染性样品的玻璃器皿,如病毒、传染病患者的血清等的玻璃器皿,应先进行消毒处理后再进行清洗。盛过毒物的容器,特别是剧毒药品和放射性同位素
14、物质的容器,必须经过专门处理,确知没有残余毒物或放射性物质存在时方可进行清洗。,移液管(吸量管)的洗涤 洗涤前,应先检查移液管或吸量管的管口和尖嘴有无破损,若有破损则不能使用。移液管或吸量管每次使用后必须及时用流水冲洗或浸泡于冷水中,特别是吸取粘滞性较大的液体(全血、血浆、血清等)后应立即用流水充分冲洗,以免物质干涸和堵塞移液管。通常使用过的移液管和吸量管经自来水冲洗后,可浸泡于洗涤液中或铬酸洗液中过夜(不少于4h),然后用自来水充分冲洗净后,再用去离子水或蒸馏水冲洗三遍.晾干备用。,容量瓶的洗涤 先用自来水冲洗,再用蒸馏水冲洗2-3次。如果较脏时,可用铬酸洗液洗涤,洗涤时将瓶内水尽量倒空,然
15、后倒入铬酸洗液10-20ml,盖上塞,边转动边向瓶内倾斜,至洗涤液布满全部内壁。放置数分钟,倒出洗涤液,用自来水充分洗涤干净,再用蒸馏水冲洗后倒置晾干备用。滴定管的洗涤方法 可用5%铬酸洗液浸泡20-30分钟,必要时用温热的洗液,但不可用去污粉刷洗,以免划伤内壁影响体积的准确测量。将洗液倒回原瓶,依次用自来水,蒸馏水洗净滴定管,洗净的滴定管可倒置夹在滴定架上晾干备用。,玻璃比色皿和石英比色皿的清洗 比色皿是光度分析最常用的器件,要注意保护好透光面,拿取时手指应捏住毛玻璃面,不要接触透光面。比色皿使用后应立即用蒸馏水充分冲洗,根据污染情况,可以用冷的或温热的(40-50)阴离子表面活性剂的碳酸钠
16、溶液(2%)浸泡,可水浴加热10min左右。然后用自来水、纯水充分洗净后倒置在纱布或滤纸上控去水。如急用,可用无水乙醇、乙醚润洗后用吹风机吹干。不能用氢氧化钾的乙醇溶液及其他强碱洗涤液清洗比色皿,因这样导致比色皿的严重腐蚀。,比色皿在光度测定前可用柔软的棉织物或纸吸去光学窗面的液珠,在用擦镜纸轻轻擦拭至透明以后才可进行比色。,四、分析天平,(一)分析天平的分类、性能和选用1、分析天平的分类(1)从分析天平的构造原理分类,分析天平分为机械式分析天平(又叫杠杆分析天平)和电子分析天平两大类。机械式分析天平又可以分为等臂双盘分析天平和不等臂双刀单盘分析天平。双盘分析天平还可分为摆动分析天平和阻尼分析
17、天平(有阻尼器)。,(2)按加码器加码范围,可分为部分加码分析天平和全部机械加码分析天平。(3)按精确度或分度值,可分为百分之一分析天平,千分之一分析天平,万分之一分析天平和十万分之一分析天平。,2、分析天平的主要技术参数(1)最大称量:又称最大载荷,表示分析天平可称量的最大值。分析天平的最大称量必须大于被称物体可能的质量。(2)分度值:即分析天平标尺一个分度对应的质量。在分析天平某一盘上增加平衡小砝码,其质量值P,此时分析天平指针沿标牌移动的分度数为n,二者之比即为分度值,以下式表示:分度值,(3)秤盘直径和秤盘上方的空间 分析天平的技术规格给出分析天平秤盘直径及秤盘上方空间,即高度和宽度,
18、可以根据称量物件的大小选择分析天平。,3、正确选用分析天平,(1)配制一般溶液,准确度到0.10g。应该选择分度值为0.10g的分析天平。(2)称取样品供测定用,要求称准至0.1mg。应选择分度值0.1mg的分析天平。(3)要求精确至0.01mg时,应选择十万分之一的分析天平。,4、电子分析天平的使用和维护:(1)注意分析天平的称量范围,不准超载。(2)不准称量带磁性的物质。(3)称量前接通电源预热30min,(或按说明书要求决定预热时间)。(4)使用前要检查电子分析天平是否处于水平状态。(5)分析天平门要经常关闭。(6)称量时,被称物质放在秤盘的中间。,(7)称量:按下显示的开关键,待显示稳
19、定的零点后,将物品放在称盘上,关上防风门。显示稳定后即可读取称量值。(8)所称试样温度应与天平室温度一致。(9)易挥发,易吸湿,带刺激性的试样,应用称量瓶称量。(10)清洁:污染时用含少量中性洗涤剂的柔软布擦拭。勿用有机溶剂和化纤布。样品盘可清洗,充分干燥后再装到天平上。,3、天平室的要求 分析天平应该放置在是专用的天平室里。天平室要求防振、防尘、防阳光直接照射,防止空气对流,防止腐蚀性气体的腐蚀分析天平;电子分析天平的室温为202.5,其温度波动范围不大于1/h,湿度50%-70%。天平台应该是平稳的水泥台,具有抗震及减震性能,远离暖气与空调。,(二)试样的称量方法与称量误差,1、试样的称量
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