仪 器 分 析 实 验 教 案
（化学专业）
实验一、火焰原子吸收光谱法测定水中的钙
——标准加入法
一、实验目的要求
1.加强理解火焰原子吸收光谱法的原理； 2.掌握火焰原子吸收光谱仪的操作技术； 3.熟悉原子吸收光谱法的应用。 二、方法原理
原子吸收光谱法是基于气态原子外层的电子对共振线的吸收。 气态的基态原子数与物质的含量成正比，故可用于进行定量分析。利用火焰的热能使样品转化为气态基态原子的方法称为火焰原子吸收光谱法。
当试样组成复杂，配制的标准溶液与试样组成之间存在较大差别时，常采用标准加入法。该法是在数个容量瓶中加入等量的试样，分别加入不等量（倍增）的标准溶液，用适当溶剂稀释至
一定体积后，依次测出它们的吸光度。以加入标样的质量（μg）为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，绘出标准曲线，如图所示。图中横坐标与标准曲线延长线的交点至原点的距离x即为容量瓶中所含试样的质量（μg），从而求得试样的含量。
本法是一种成分分析法，常用于测定易挥发元素，可消除基体干扰和某些化学干扰。测定含量可达 10 -9 g；精密度较高，一般小于 1%。 三、主要仪器及试剂 1．仪器
火焰原子吸收分光光度计，钙空心阴极灯，容量瓶（25mL） 5 个。 2．试剂
钙标准溶液 10.0μg·mL -1 ；自来水试样。 四、实验步骤
1．按下列数据，设置测量条件 （1）钙吸收线波长 422.7nm （2）灯电流 4mA
（3）狭缝宽度 0.1mm （4）空气流量 250L·h -1 （5）乙炔流量 1.4L·min -1 （6）燃烧器高度 8mm。
2．吸取5 份 10.00mL试样溶液，分别置于 25mL容量瓶中，各加入钙标准溶液 0.0mL，1.0mL，2.0mL，3.0mL，4.0mL于容量瓶中，以去离子水稀释至刻度，配制成一组标准溶液。
3．以去离子水为空白，测定上述各溶液的吸光度。 五、实验结果处理
1．绘制吸光度对含量的标准曲线。
2．将标准曲线延长至与横坐标轴相交处，则交点至原点间的距离对应于10.00mL试样中钙的含量。
3．换算水样中钙的含量（mL·L -1 ）。 六、思考题
1．从原理、仪器、应用三方面对原子吸收和原子发射光谱法进行比较。 2．火焰原子吸收光谱法具有哪些特点？
实验二、原子发射光谱定性和半定量分析
一、实验目的
1. 掌握用“谱线图”比较法进行光谱定性分析的方法。 2. 掌握谱线强度比较法进行半定量分析的方法。
3. 学习平面光栅摄谱仪和映谱仪的操作方法及暗室冲洗技术。 二、方法原理
每种元素的原子（或离子）受到激发后，都将发射出其特定波长的光谱线，它代表了元素的特征，这就是发射光谱定性分析的依据。
然而，每一种元素都可以发射许多条不同波长的谱线，由于原子的内在原因，决定了各条谱线的强度也不相同。当元素含量降低时，光谱中强度弱的谱线相继消失，最后消失的几条谱线叫做最后线，即灵敏线。最后线是检出限量最低的谱线。每种元素有它自己的最后线。定性分析时，首先要检查光谱中的几条最后线是否出现，如该元素存在，则最后线必然出现。如该元素的最后线不出现，则灵敏度较差的谱线就不可能出现。这时若在灵敏度较差的谱线位置上出现了谱线，就可能是由其他元素的干扰而引起的。
事实上，由于试样中许多元素的谱线波长相近，而摄谱仪及感光板的分辨率又有限，因此，在记录到的试样光谱中，谱线会相互重叠，发生干扰，当需要确证某一元素的分析线是否受到干扰时，首先要判明干扰元素是否存在（可检查干扰元素的最后线出现与否）。当一条分析线确实受到干扰时，只能寻找别的分析线，即灵敏度较差的线。一般只要确定该元素的少数几条最后线或者一些特征线存在，就可以确定该元素存在。利用这一特性可对70余种元素进行定性分析。
为了便于识别谱线波长位置，通常用铁光谱作为波长标尺，将铁棒或氧化铁粉末与试样并列摄谱，把摄得的谱板置于映谱仪上，放大20倍与“谱线图”进行比较，如果某些元素的灵敏线出现则证明试样中存在这些元素。
在一定的条件下，元素的谱线强度随着其含量增高而增大，利用这一特性可对各种元素进行定量分析。为了确定其大致含量，可将试样与半定量标样在同一块感光板上摄谱，然后在映谱仪上用目视法，对被测元素的黑度进行比较，借助所出现最低级别谱线的强度级数估计各元素在试样中的大致含量，即光谱半定量分析法。下表列出了所出现最低级别谱线的强度级数与含量的对应关系。
三、仪器和试剂
仪器：WPG－100型平面光栅摄谱仪；交流电弧发生器；映谱仪
试剂：天津紫外Ⅱ型感光板；铁电极；碳粉（光谱纯）；显影液；定影液；被测试样；
标准样：标准样配制的原则应使标准样和试样的成分相近，并有适当的浓度间隔。因此，以不含被测元素的矿样（空矿）作基物较好，但进行光谱定性全分析时，难以找到合适的空矿。一般采用人工合成基体来配制标准样，通常按Fe 5%，A1 7%，Ca 2%，Mg 1%，Na 1%，K 0.5%，Si 33.5%的质量比，称出相应的氧化物混合研磨而成。然后加入定量的被测元素（如Pb，Cr，Cu等）配成1%的标准样，再依次用人工基物逐步稀释成0.1%，0.01%，0.001%的一套标准样。 四、实验步骤 1. 摄谱
（1）装样：取孔穴2.5mm×3.0mm×0.5mm的石墨电极分别装入标准样、试样和铁粉，试样应压紧并露出碳孔边缘。
（2）接好光源线路，调至光线全部均匀地照射在狭缝盖上的全圆圈内。 （3）设置摄谱工作条件：狭缝7μm；中间光栏5mm；上电极，圆锥形石墨棒；下电极，有孔石墨电极（已装样）；感光板天津Ⅱ型。
（4）装感光板：取下感光板盒、在暗室里装感光板，装在2400~4200?波段处，盖紧板盒后，装至摄谱仪上，抽开挡板使感光板乳剂面对准光路。
（5）安装电极：分别将电极插入电极架上调整电极间距，点燃电弧，调节电极头成像落在中间光栏两侧。光线均匀照明狭缝，取下狭缝盖后即可摄谱。
（6）摄谱顺序