任務(wù)五　樣品檢測與數(shù)據(jù)采集

任務(wù)引入

任務(wù)目標(biāo)

1.會填寫原始記錄表格。

2.會配制所需的溶液。

3.會顯色處理。

4.會帶質(zhì)控樣檢測。

工作頁

（一）任務(wù)分析

1.明晰任務(wù)流程

2.任務(wù)難點分析

樣品處理。

3.條件需求與準(zhǔn)備

（1）儀器

①紫外-可見分光光度計。

②比色管：50mL。

（2）試劑

①鐵標(biāo)準(zhǔn)使用溶液 [ρ（Fe）=10.0μg/mL]。

②鄰二氮雜菲溶液（1.0g/L）。

③鹽酸羥胺溶液（100g/L）。

④乙酸銨緩沖溶液（pH4.2）。

⑤鹽酸（1+1）。

（二）任務(wù)實施

活動1　試劑準(zhǔn)備

配制表2-15中的溶液。

注意事項

1.濃鹽酸為酸性物質(zhì)，注意不要濺到手上、身上，以免腐蝕，實驗時最好戴上防護(hù)眼鏡。

2.配制溶液要注意計算的準(zhǔn)確性。

3.注意吸量管的使用。

4.配好的溶液要及時裝入試劑瓶中，蓋好瓶塞并貼上標(biāo)簽（標(biāo)簽中應(yīng)包括藥品名稱、溶液的濃度、配制人和配制日期），放到相應(yīng)的試劑柜中。

活動2　配制標(biāo)準(zhǔn)系列溶液和質(zhì)控樣溶液

1.取150mL錐形瓶8個，用吸量管分別加入鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液（10.0μg/mL）0mL、0.25mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、3.00mL、4.00mL、5.00mL，各加入純水至50mL。

2.按質(zhì)控樣證書的要求，配制質(zhì)控樣，吸取50.0mL混勻的質(zhì)控樣于150mL錐形瓶中。

知識鏈接

1.校準(zhǔn)曲線法

如果樣品中的吸光組分是單組分，且遵守光吸收定律，那么在最大吸收波長處測得試樣的吸光度，利用校準(zhǔn)曲線可以得到結(jié)果。校準(zhǔn)曲線是描述待測物質(zhì)濃度或量與檢測儀器響應(yīng)值之間的定量關(guān)系曲線，分為“工作曲線”（標(biāo)準(zhǔn)溶液處理程序及分析步驟與樣品完全相同）和“標(biāo)準(zhǔn)曲線”。

工作曲線法：按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定配制4個以上濃度成適當(dāng)比例的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以空白溶液（或溶劑）為參比溶液，同時用空白溶液（或溶劑）的吸光度進(jìn)行校正。在規(guī)定波長下，分別測定吸光度。以標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度c為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的吸光度A為縱坐標(biāo)，繪制工作曲線，同時配制適當(dāng)濃度的樣品溶液，在上述條件下測定吸光度，并在工作曲線上查出待測物濃度（見圖2-21），待測物的濃度應(yīng)在工作曲線范圍內(nèi)。該溶液濃度也可根據(jù)測定的吸光度用回歸方程法計算。

應(yīng)用工作曲線法要注意以下幾點：

①在測量范圍內(nèi)，配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列，已知濃度點不得小于4個（含空白濃度）；

②制作工作曲線用的容器和量器，應(yīng)經(jīng)檢定合格，如使用比色管必須配套，必要時應(yīng)進(jìn)行容積的校正；

③操作時試樣與標(biāo)樣同時顯色，再在相同測量條件下測量試樣與標(biāo)樣溶液的吸光度；

④工作曲線可用最小二乘法對測試結(jié)果進(jìn)行處理后繪制；

⑤工作曲線的相關(guān)系數(shù)絕對值一般應(yīng)大于或等于0.999，否則需從分析方法、儀器、量器、操作等因素查找原因，改進(jìn)后重新繪制；

⑥試液的濃度應(yīng)在工作曲線線性范圍內(nèi)，最好在工作曲線中部，曲線不得任意外延；

⑦工作曲線應(yīng)定期校準(zhǔn)，如果實驗條件變動（如更換標(biāo)準(zhǔn)溶液、所用試劑重新配制、儀器經(jīng)過修理、更換光源等情況），工作曲線應(yīng)重新繪制；

⑧如果實驗條件不變，那么每次測量只需帶一個標(biāo)樣，校驗一下實驗條件是否符合，就可直接用此工作曲線測量試樣的含量；

⑨測定時，為避免使用時出差錯，所做工作曲線上必須標(biāo)明工作曲線的名稱、所用標(biāo)準(zhǔn)溶液（或標(biāo)樣）的名稱和濃度、坐標(biāo)分度和單位、測量條件（儀器型號、入射光波長、吸收池厚度、參比液名稱）以及制作日期和制作者姓名。

2.質(zhì)控樣

也叫質(zhì)控樣品。通常為和待測樣品基質(zhì)和分析物都一致的樣品，但其中分析物含量為已知，并給出不確定度，作為評估方法或校準(zhǔn)儀器，以及衡量樣品測定準(zhǔn)確與否的參照樣品。通常用有證標(biāo)準(zhǔn)樣品做質(zhì)控樣。

活動3　顯色處理

1.吸取50.0mL混勻的水樣（含鐵量超過50μg時，可取適量水樣加純水稀釋至50mL），于150mL錐形瓶中。

2.向標(biāo)準(zhǔn)系列、質(zhì)控樣及水樣的錐形瓶中各加4mL鹽酸溶液和1mL鹽酸羥胺溶液，小火煮沸濃縮至約30mL，冷卻至室溫后移入50mL比色管中。

3.向標(biāo)準(zhǔn)系列、質(zhì)控樣及水樣的比色管中各加入2mL鄰二氮雜菲溶液，混勻后再加

10.0mL乙酸銨緩沖溶液，各加純水至50mL，混勻，放置10～15min。

注意事項

1.總鐵包括水中懸浮性鐵和微生物體中的鐵，取樣時應(yīng)劇烈振搖均勻，并立即吸取，以防止重復(fù)測定結(jié)果之間出現(xiàn)很大差別。

2.乙酸銨試劑可能含有微量鐵，故緩沖溶液的加入量要準(zhǔn)確一致。

3.若水樣較清潔，含難溶亞鐵鹽少時，可將所加試劑量減半，但標(biāo)準(zhǔn)系列與樣品量應(yīng)一致。

知識鏈接

1.樣品處理

紫外-可見吸收光譜分析通常是在溶液中進(jìn)行的，因此固體樣品需要轉(zhuǎn)變成溶液。對無機試樣，首先考慮能否溶于水，應(yīng)首選蒸餾水為溶劑來溶解樣品，并配成合適的濃度范圍。若樣品不能溶于水，則考慮用稀酸、濃酸或混合酸抽提后，配成適合于測定的濃度范圍。所用的溶劑應(yīng)在測定波長下沒有明顯的吸收，揮發(fā)性小，不易燃，無毒性，價格便宜。

2.二氮雜菲法中各種試劑的作用

鹽酸羥胺的作用是將溶液中的Fe3+還原成可與鄰二氮雜菲反應(yīng)的Fe2+，便于測定溶液中的總鐵含量。乙酸銨緩沖溶液的作用是作為緩沖劑，調(diào)節(jié)溶液合適的pH，以保持鄰二氮雜菲顯色劑的穩(wěn)定性。

活動4　數(shù)據(jù)測定

于510nm波長，用2cm吸收池，以純水為參比，測量標(biāo)準(zhǔn)系列溶液、質(zhì)控樣及水樣的吸光度，測定數(shù)據(jù)填至表2-15中。

注意事項

通常情況下，濃度從低到高的測定順序中間可以不用校零。若儀器穩(wěn)定性不夠時，則需要每測定一個溶液吸光度前均用純水校零。

活動5　關(guān)機和結(jié)束工作

1.測量完畢，清洗吸收池，擦干，放入盒內(nèi)；

2.關(guān)閉儀器電源；

3.清洗玻璃儀器；

4.清理實驗工作臺，填寫儀器使用記錄。

知識鏈接

紫外-可見分光光度計的日常維護(hù)與保養(yǎng)

（1）儀器應(yīng)安放在干燥的房間內(nèi)，放置在堅固平穩(wěn)的工作臺上，室內(nèi)照明不宜太強。熱天時不能用電扇直接向儀器吹風(fēng)，防止光源燈絲發(fā)光不穩(wěn)定。

（2）為確保儀器穩(wěn)定工作，在220V電源電壓波動較大的地方要預(yù)先穩(wěn)壓，最好備一臺220V磁飽和式或電子穩(wěn)壓式穩(wěn)壓器。

（3）儀器要接地良好。

（4）單色器是儀器的核心部分，裝在密封盒內(nèi)，不能拆開，為防止色散元件受潮發(fā)霉，必須經(jīng)常更換單色器盒內(nèi)干燥劑。

（5）光電轉(zhuǎn)換元件不能長時間曝光，儀器連續(xù)使用時間不宜過長，可考慮在中途間歇30min后再繼續(xù)工作。

（6）當(dāng)儀器停止工作時，必須切斷電源，開關(guān)放在“關(guān)”。

（7）為了避免儀器積灰和沾污，在停止工作時用塑料套子罩住整個儀器。

（8）儀器工作數(shù)月或搬運后，要檢查波長精確性等方面的性能，以確保儀器的使用和測定的精確程度。

（9）儀器若暫時不用，則要定期通電，每次不少于20～30min，以保持整機呈干燥狀態(tài)，并且維持電子元器件的性能。

（三）任務(wù)數(shù)據(jù)記錄（見表2-16和表2-17）

（四）任務(wù)評估（見表2-18）

拓展知識　分光光度法共存離子的干擾和消除方法

1.干擾離子的影響

有些共存離子本身有顏色，如Fe3+、Cu2+等，這些離子會吸收光從而影響被測離子的測定；有些共存離子與顯色劑或被測組分發(fā)生配位反應(yīng)或者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使顯色劑或被測組分濃度降低，導(dǎo)致測量結(jié)果偏低；有些共存離子與顯色劑反應(yīng)生成有色化合物，導(dǎo)致測量結(jié)果偏高。

2.消除干擾的方法

以下是幾種常用的方法。

（1）控制溶液的酸度，使待測離子顯色，而干擾離子不生成有色化合物。例如磺基水楊酸法測鐵，控制酸度pH=2.5，干擾離子Cu2+無法與顯色劑反應(yīng)，從而可以消除干擾。

（2）加入掩蔽劑掩蔽干擾離子，所加掩蔽劑不得與被測離子反應(yīng)，掩蔽劑和掩蔽產(chǎn)物不能干擾測定。

（3）利用氧化還原反應(yīng)改變干擾離子的價態(tài)，使干擾離子不與顯色劑反應(yīng)以消除干擾。例如用鉻天菁S顯色Al3+時，加入抗壞血酸或鹽酸羥胺還原Fe3+，從而消除干擾。

（4）選擇適當(dāng)?shù)娜肷涔獠ㄩL可以消除干擾，例如4-氨基安替比林顯色揮發(fā)酚時，選擇520nm單色光作為入射光可以消除干擾，因為顯色劑在420nm有強吸收，500nm以后無吸收。

（5）選擇合適的參比溶液可以消除顯色劑和某些共存離子的干擾。

（6）若沒有合適的方法消除干擾，可以用電解法、沉淀法、萃取法、離子交換法等方法分離干擾離子。

練習(xí)題

一、判斷題

1.加入鹽酸羥胺、乙酸銨等試劑的量不必很準(zhǔn)確。（　）

2.鄰二氮雜菲法測總鐵所用參比溶液是蒸餾水。（　）

3.測標(biāo)準(zhǔn)系列吸光度時，測量順序是從濃到稀。（　）

4.加入顯色劑鄰二氮雜菲后，顯色時間是5min。（　）

5.顯色劑鄰二氮雜菲與低鐵顯橙紅色，與高鐵不顯色。（　）

二、選擇題

1.用鄰二氮雜菲法測定鍋爐水中的鐵，pH需控制在4～6之間，通常選擇（　）緩沖溶液較合適。

A.鄰苯二甲酸氫鉀

B.NH3-NH4Cl

C.NaHCO3-Na2CO3

D.HAc-NaAc

2.鄰二氮雜菲分光光度法測水中微量鐵，鹽酸羥胺的作用是（　）。

A.氧化劑

B.還原劑

C.掩蔽劑

D.釋放劑