4、进样器

进样器主要分为手动进样器和自动进样器。
流路中为高压力工作状态，通常使用耐高压的六通阀进样装置，其结构如图所示：

六通阀各部件

六通阀流路示意图

进样位置与注射位置，管路里流动相经过不同的通道

现在目前自动进样比较多，优点是可以节省不好的时间。现代先进的液相色谱仪将六通阀配上样品传送系统、取样系统和程序控制器，实现了自动进样功能。

自动进样由于管路增加等因素，相同情况下比用注射器进样柱效下降5％一10％左右，但可自动进行取样、进样、清洗等一系列操作，操作者只须将样品按顺序装入贮样装置即可，操作简便、重复性好。

 

3、液相泵

液相色谱的输液系统主要是用高压输液泵(制备色谱对压力的要求相对较低)，对泵的各项技术指标要求较高。一般最高输出压力应在401~600kg/cm²，流量范围0.1～l0 mL/min。为使对液体流速敏感的检测器能稳定地工作，使色谱定性、定量分析具有良好的重现性，要求泵的输出流量恒定，无脉冲且具有高的流量精度和重复性。

对液相泵的要求：压力平稳，无脉冲，泵体材料耐腐蚀，输出流量稳定，重复性高,输出流量范围宽，泵腔的体积要小，以便快速更换溶剂，能在高压下连续工作。

泵流量稳定可以降低对脉动敏感型检测器基线噪音的影响，改善灵敏度，降低检测限，使积分更准确，积分结果的可靠性和重现性更好。流量的重现性可改善保留时间和峰面积重视性，使定量结果重现从而获得更高质量的定量结果。

3.1 泵的类型

目前主要液相泵的类型为：恒流泵，包括：注射型泵，往复泵（双泵头往复式柱塞泵和双柱塞往复式串联泵）。

注射泵

注射泵优点是在高输液压力下给出精确的无脉动、可重现的流量；可能过改变电动机的电压，控制电动机的转速，来改变活塞的移动速度，从而可调节流动相流理，使其输出流理与系统阴力无关；流量稳定，操作方便。缺点是泵液缸容积有限，每次流动相输完后，需得新吸入流动相，不利于连续工作。密封性要求高，更换溶剂不方便，价格昂贵。

因此，大多数液相色谱使用的是往复型泵。

柱塞式往复泵：

柱塞式往复型泵工作原理图

隔膜式往复泵：与柱塞式往复泵相似，只是流动相接触的不是活塞，而是具有弹性的不锈钢或聚四氟乙烯隔膜，隔膜经液压驱动脉冲式地排出或吸入流动相，优点是避免流动相被污染。

3.2泵模块的组成

泵模块主要有以下几个部件组成，泵头，主动输入阀，阻尼器，清洗阀，单向阀，混合器等。

主动输入阀

出口单向阀

泵头部分

清洗阀

泵部件

混合器

阻尼器部件
 

3.3 泵梯度淋洗装置

高效液相色谱仪主要有两种梯度模式，一种为高压梯度，一种为低压梯度模式。此时管路的连接方式也不尽相同。

外梯度：利用两台高压输液泵，将两种不同极性的溶剂按一定的比例送入梯度混合室，混合后进入色谱柱。

内梯度：一台高压泵, 通过比例调节阀,将两种或多种不同极性的溶剂按一定的比例抽入高压泵中混合。

低压梯度通过预先设定开启溶剂A,B时间比例电磁阀的运行程序,可控制二元混合溶剂流动相的组成,并连续输出具有不同极性的流动相。该方法可减小溶剂可压缩性的影响,完全消除由于溶剂混合引起的热力学体积变化所带来的误差，且仅需一个高压输液泵。

高压梯度是指两台高压输液泵的流量皆可独立控制,可获得任何形式的梯度程序,易于实现自动化。缺点是溶剂的可压缩性和溶剂混合时热力学体积的变化,可能影响输入到色谱柱中的流动相的组成。

二、液相仪器基本构造及原理

1、高效液相仪的构成

高效液相色谱仪主要包括以下部件：溶剂瓶，溶剂瓶箱，在线脱气机，液相泵，（手动）自动进样器（六通阀），色谱柱，柱温箱，检测器。不同的配置可以有不同的模块（如自动进样器恒温器，二维色谱接不同类型检测器等）。

仪器如图示：

液相色谱管路流程为：

依次流程为：（溶剂瓶）流动相→脱气机→液相泵（混合器，阻尼器）→进样器→色谱柱→检测器→废液

2、在线脱气机

脱气机是对溶剂瓶中的流动相进行脱气的，主要包括部件真空泵，传感器，电磁阀，控制器，真空腔等。

主要部件包括以下几个（实物图）

CN、SW开关（调节到连续模式）

传感器

电磁阀

控制器

真空泵

真空腔

脱气机全图

5气路脱气示意图

  一、液相仪器发展历史

      从1903年Tswett发表了吸附色谱分离植物色素的论文（Tswett在波兰华沙大学研究植物叶子成分时，把碳酸钙粉末装在一个细长的玻璃管中，把从叶子中用石油醚萃取的物质倒在管中的碳酸钙粉末上面，然后用石油醚洗脱被吸附的色素，在管中形成了不同的颜色色带，Tswett当时叫这种色带为色谱，并发表论文到德国植物学杂志上）至今，色谱技术已有近百年的发展历史。特别是60年代现代液相色谱技术的问世，使其在生命科学、药物化学、食品卫生、环境化学等诸多领域得到了广泛的应用。

      在所有色谱技术中，液相色谱法（liquid chromatography，LC）是最早（1903年）发明的，但其初期发展比较慢，在液相色谱普及之前，纸色谱法、气相色谱法和薄层色谱法是色谱分析法的主流。到了20世纪60年代后期，将已经发展得比较成熟的气相色谱的理论与技术应用到液相色谱上来，使液相色谱得到了迅速的发展。特别是填料制备技术、检测技术和高压输液泵性能的不断改进，使液相色谱分析实现了高效化和高速化。具有这些优良性能的液相色谱仪于1969年商品化。从此，这种分离效率高、分析速度快的液相色谱就被称为高效液相色谱法（high performance liquid chromatography，HPLC），也称高压液相色谱法或高速液相色谱法。经过30多年的发展，现代高效液相色谱技术得到了不断的完善和改进，在输液泵、检测器、色谱柱及数据控制和处理系统等方面采用了许多专利技术，使泵的稳定性和重复性、检测器的灵敏度和检出能力、色谱柱的分离效能和应用范围及数据处理软件的智能化得到了很大的提高。

　 气相色谱只适合分析较易挥发、且化学性质稳定的有机化合物，而HPLC则适合于分析那些用气相色谱难以分析的物质，如挥发性差、极性强、具有生物活性、热稳定性差的物质。现在，HPLC的应用范围已经远远超过气相色谱，位居色谱法之首。

      从原理来看，高效液相色谱同经典液相色谱比较，没有很大的区别，主要体现在高灵敏度检测，高压泵和高效固定相填料。在保持高效分离效率，高检测灵敏度和高分析速度前提下，也保持了经典液相色谱的特点：分析样品种类多，流动相多样化和便于制备色谱等特点。高效液相色谱与经典液相色谱比较如下图：

高效液相色谱法与经典液相（柱）色谱法的比较

项目	高效液相色谱法	经典液相（柱）色谱法
色谱柱柱长/cm	10～25	10～200
色谱柱柱内径/mm	2～10	10～50
固定相粒度：粒径/um	5～50	75～600
固定相粒度：筛孔/目	2500～300	200～30
色谱柱入口压力/Mpa	2～20	0.001～0.1
色谱柱柱效/（理论塔板数/m）	2×105～5×104	2～50
进样量/g	10-6～10-2	1～10
分析时间/h	0.05～1.0	1～20

    所以液相色谱特点主要是：

• 高分离度（由于使用高效固定相，分析样品柱效可达到十几万）；
• 高灵敏度（使用紫外检测器可以检测出10^-9g，使用荧光检测器可以达到10^-12g）；
• 高分析速度（一般含量测定的只要几分钟到几十分钟），
• 还有适用范围广，易制备等特点。

 

做硕导2年，颇多感触，总结一下经验与改进之处：

1.素质培养：在面试之际已经做了较细致的筛选后，针对学生性格的内向外向，急躁与沉稳，勤奋或被动，还是要进行一定的引导，包括从实验设计，操作严谨性等方面不断完善，其中特别强调在研究方向上的大局观与思路的创新性培养；

2.如何高效有节奏做事？研究生以发表文章为第一优先，但是哪些能最快发表就要靠前，哪些需要数据就要单列出来；课题多为第二，其中实验计划，材料准备，技能培训与相关软件等则有先有后；轮转与临床技能属于必须项目，不能在择业上加分，所以要保质保量完成，但要让位于前面二者。其它还有个人私事，运动锻炼，谈情说爱，考博出国等等。善于做计划，更要善于采用PBL(问题导向学习法)调整计划以达成目标。

3.技能的习得与掌握：这是循序渐进，循环上升的过程——文献寻找与跟进，与课题所在领域进展结合；英语与写作也和它密切关联。而演讲技能，实验技术强调实战，所以抓紧，创造机会来实践提高，不再把写文章，编书，做实验当作为导师打工，心态纠正后，效率也就上来了。

4.做好计划：与学生一起，讨论与交流周计划，月计划，季度小结，年规划，事业目标，人生发展，计划与变化的结合才能做到“日有所得，教学相长”。

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　　气相色谱分析复习题及参考答案

　　2006-12-07 23:49:17 作者：深水 来源：| 浏览次数：210 网友评论 0 条

　　一、填空题

　　1、气相色谱柱的老化温度要高于分析时最高柱温 ℃，并低于 的最高使用温度，老化时，色谱柱要与 断开。

　　答：5—10 固定液 检测器

　　《气相色谱分析原理与技术》，P30

　　2、气相色谱法分析非极性组分时应首先选用 固定液，组分基本按 顺序出峰，如为烃和非烃混合物，同沸点的组分中 大的组分先流出色谱柱。

　　答：非极性 沸点 极性

　　《气相色谱分析原理与技术》，P192

　　3、气相色谱分析中等极性组分首先选用 固定液，组分基本按 顺序流出色谱柱。

　　答： 中极性 沸点

　　《气相色谱分析原理与技术》，P192

　　4、一般说，沸点差别越小、极性越相近的组分其保留值的差别就 ，而保留值差别最小的一对组分就是 物质对。

　　答：越小 难分离

　　《气相色谱分析原理与技术》，P78

　　5、气相色谱法所测组分和固定液分子间的氢键力实际上也是一种 力，氢键力在气液色谱中占有 地位。

　　答：定向 重要

　　《气相色谱分析原理与技术》，P179

　　6、 分配系数也叫 ，是指在一定温度和压力下，气液两相间达到 时，组分分配在气相中的 与其分配在液相中的 的比值。

　　答：平衡常数 平衡 平均浓度 平均浓度

　　《气相色谱分析原理与技术》，P45

　　7、分配系数只随 、 变化，与柱中两相 无关。

　　答：柱温 柱压 体积

　　《气相色谱分析原理与技术》，P46

　　8、分配比是指在一定温度和压力下，组分在 间达到平衡时，分配在液相中的 与分配在气相中的 之比值。

　　答：气液 重量 重量

　　《气相色谱分析原理与技术》，P46

　　9、气相色谱分析中，把纯载气通过检测器时，给出信号的不稳定程度称为 。

　　答：噪音

　　中国科学院大连化学物理研究所，《气相色谱法》，P77

　　王永华，《气相色谱分析》，P118

　　10、顶空气体分析法依据 原理，通过分析气体样来测定 中组分的方法。

　　答：相平衡 平衡液相

　　《气相色谱法与气液平衡研究》，P259

　　11、气相色谱分析用归一化法定量的条件是 都要流出色谱柱，且在所用检测器上都能 。

　　答：样品中所有组分 产生信号

　　《气相色谱分析原理与技术》，P296

　　12、气相色谱分析内标法定量要选择一个适宜的 ，并要与其它组分 。

　　答： 内标物 完全分离

　　《气相色谱分析原理与技术》，P297

　　13、气相色谱分析用内标法定量时，内标峰与 要靠近，内标物的量也要接近

　　的含量。

　　答：被测峰 被测组分

　　《气相色谱分析原理与技术》，P297

　　14、气相色谱法分析误差产生原因主要有

　　等方面。

　　答：取样进样技术、样品吸附分解、检测器性能、仪器的稳定性、数据处理与记录。

　　《气相色谱法与气液平衡研究》，P239

　　15、 666、DDT气相色谱分析通常用 净化萃取液，测定时一般用 检测器。

　　答：硫酸 电子捕获

　　《水和废水监测分析方法》(第三版)，P398

　　二、选择题(选择正确的填入)

　　16、用气相色谱法定量分析样品组分时，分离度至少为：

　　(1)0.50 (2)0.75 (3)1.0 (4)1.5 (5)>1.5

　　答：(3)

　　17、表示色谱柱的柱效率，可以用：(1)分配比 (2)分配系数

　　(3)保留值 (4)有效塔板高度 (5)载气流速

　　答：(4)

　　18、在色谱分析中，有下列五种检测器，测定以下样品，你要选用哪一种检测器(写出检测器与被测样品序号即可)。

　　(1)热导检测器 (2)氢火焰离子化检测器 (3)电子捕获检测器

　　(4) 碱火焰离子化检测器 (5)火焰光度检测器

　　编号 被测定样品

　　(1) 从野鸡肉的萃取液中分析痕量含氯农药

　　(2) 在有机溶剂中测量微量水

　　(3) 测定工业气体中的苯蒸气

　　(4) 对含卤素、氮等杂质原子的有机物

　　(5) 对含硫、磷的物质

　　答：(1)(3)、(2)(1)、(3)(2)、(4)(4)、(5)(5)

　　19、使用气相色谱仪热导池检测器时，有几个步骤，下面哪个次序是正确的。

　　(1)打开桥电流开关 (2)打开记录仪开关 (3)通载气 (4)升柱温及检测器温度 (5)启动色谱仪电源开关

　　①(1)→(2)→(3)→(4)→(5)

　　②(2)→(3)→(4)→(5)→(1)

　　③(3)→(5)→(4)→(1)→(2)

　　④(5)→(3)→(4)→(1)→(2)

　　⑤(5)→(4)→(3)→(2)→(1)

　　答：(3)

　　三、判断题(正确的打√，错误的打×)

　　20、气相色谱分析时进样时间应控制在1秒以内。( )

　　答：√

　　《气相色谱分析原理与技术》，P96

　　21、气相色谱固定液必须不能与载体、组分发生不可逆的化学反应。( )

　　答：√

　　《气相色谱治鲈碛爰际酢罚琍169

　　22、溶质的比保留体积受柱长和载气流速的影响。( )

　　答：×

　　陈尊庆，《气相色谱法与气液平衡研究》，天津大学出版社，1991年，P77

　　23、载气流速对不同类型气相色谱检测器响应值的影响不同。( )

　　答：√

　　《气相色谱分析原理与技术》，P98

　　24、气相色谱检测器灵敏度高并不等于敏感度好。( )

　　答：√

　　中国科学院大连化学物理研究所，《气相色谱法》，科学出版社，1989年，P77

　　25、气相色谱中的色散力是非极性分子间唯一的相互作用力。( )

　　答：√

　　《气相色谱分析原理与技术》，P178

　　26、气相色谱法测定中随着进样量的增加，理论塔板数上升。( )

　　答：×

　　《气相色谱分析原理与技术》，P94

　　27、用气相色谱分析同系物时，难分离物质对一般是系列第一对组分。( )

　　答：√

　　《气相色谱分析原理与技术》，P78

　　28、气相色谱分析时，载气在最佳线速下，柱效高，分离速度较慢。( )

　　答：√

　　《气相色谱分析原理与技术》，P84

　　29、测定气相色谱法的校正因子时，其测定结果的准确度，受进样量的影响。( )

　　答：×

　　《气相色谱法与气液平衡研究》，P219

　　四、问答题

　　30、分别说明硅藻土载体Chromosorb W AW DMCS中“W”、“AW”、“DMCS”的含义?

　　答：W —白色;AW—酸洗;DMCS—二甲基二氯硅烷处理。

　　《气相色谱分析原理与技术》P208、P203

　　《气相色谱法与气液平衡研究》 P129

　　31、对气相色谱固定液有哪些基本要求?

　　答：(1)蒸气压低;(2)化学稳定性好;(3)溶解度大、选择性高;(4)粘度、凝固点低。

　　《气相色谱分析原理与技术》，P169

　　32、制备色谱填充柱时，应注意哪些问题?

　　答：(1)选用合适的溶剂;(2)要使固定液均匀地涂在载体表面;(3)避免载体颗粒破碎;(4)填充要均匀密实。

　　《气相色谱法与气液平衡研究》，P198

　　33、 气相色谱分析，柱温的选择主要考虑哪些因素?

　　答：(1)被测组分的沸点;(2)固定液的最高使用温度;(3)检测器灵敏度;

　　(4)柱效。

　　《气相色谱分析原理与技术》，P93

　　34、气相色谱分析的保留值是何含义?

　　答：表示溶质通过色谱柱时被固定相保留在柱内的程度。

　　《气相色谱法与气液平衡研究》，P74

　　35、何谓气相色谱的相对保留值?

　　答：是任一组分与标准物质校正保留值之比。

　　《气相色谱分析原理与技术》，P241

　　36、确定色谱柱分离性能好坏的指标是什么?

　　答：柱效能、选择性和分离度。

　　《气 相色谱分析原理与技术》，P72

　　37、何谓气相色谱分析的峰高分离度?写出计算公式。

　　答：为相邻两峰较小峰高度(h)和两峰交点到基线垂直距离(hM)之差与小峰高度(h)的比值。

　　Rh= h-hM ×100%

　　h

　　《气相色谱分析原理与技术》，P76

　　38、 举出气相色谱两种浓度型检测器名称及其英文缩写。

　　答：热导检测器TCD;电子捕获检测器ECD。

　　《气相色谱分析原理与技术》，P97、P107

　　王永华，《气相色谱分析》，P121

　　39、举出气相色谱两种质量型检测器名称及其英文缩写。

　　答：氢火焰检测器FID;火焰光度检测器FPD。

　　《气相色谱分析原理与技术》，P97

　　王永华，《气相色谱分析》，P121

　　40、评价气相色谱检测器性能的主要指标有哪些?

　　答：(1)灵敏度;(2)检测度;(3)线性范围;(4)选择性。

　　《气相色谱分析原理与技术》，P99

　　41、气相色谱常用的定性方法有哪些?

　　答：(1)用已知保留值定性;(2)根据不同柱温下的保留值定性;

　　(3) 根据同系物保留值的规律关系定性;(4)双柱、多柱定性。

　　《气相色谱法与气液平衡研究》，P206

　　42、气相色谱常用的定量方法有哪些?

　　答：(1)外标法;(2)内标法;(3)叠加法;(4)归一化法。

　　《气相色谱法与气液平衡研究》，P222

　　五、计算题

　　43、已知某色谱峰保留时间tR为220秒，溶剂峰保留时间tM为14秒，色谱峰半峰宽y1/2为2毫米，记录纸走纸速度为 10毫米/分，色谱柱长2米，求此色谱柱总有效塔板数ηeff?

　　解：(1)先将半峰宽换算成时间(秒)

　　y1/2= 2×60 =12秒

　　10

　　(2)已知：

　　ηeff=( tR - tM )2×5.54

　　y1/2

　　=5.54( 220-14 )2=1633

　　12

　　答：色谱柱总有效塔板数为1633。

　　44、已知相邻两峰较小峰的峰高h为61毫米，两峰交点到基线的垂直距离hM为25毫米，试求两峰的峰高分离度Rh?

　　解：

　　Rh= h-hM = 61-25 =59%

　　h 61

　　答：两峰的峰高分离度为59%。

　　45、设色谱仪FID的敏感度为2×10-12克/秒，某组分的2△t1 /2为50秒，求FID对此组分的最小检知量m最小?

　　解：m最小=1.065×50×2×10_12≌1.1×10-10克

　　答：FID 对此组分的最小检知量为1.1×10-10克。

　　《气相色谱法》，P79

　　46、分析某废水中有机组分，取水样500ml以有机溶剂分次萃取，最后定容至25.00ml供色谱分析用。今进样5μl测得峰高为75.0mm，标准液峰高69.0 mm，标准液浓度20mg/L，试求水样中被测组分的含量mg/L。

　　解：已知试样峰高hi为75.0mm，标准液峰hs为69.0mm，标准液浓度Cs为20mg/L，水样富集倍数=500/25=20，则

　　C= 75.0 ×20÷20=1.09mg/L

　　69.0

　　答： 水样中被测组分为1.09mg/L。

　　经常有些人害怕失败而不敢订出所要追求的目标，也有些人虽然订了目标却没多久就退出了，当然还有些人在追求目标的路上走了好长一段时间，却在最后一刻因为欠缺毅力而放弃了。一个企求立刻看到结果的人往往放弃的也很早，但是一个有毅力且能坚持到底的人终必会得到人生所要的，或许在追求目标的过程中他们会改变某些做法，但决不会放弃最终追求的目标。如果所订的目标都真正是出于内心，蕴藏在身上的力量会按照你的愿望自动发挥出来。

　　不妨按一下几个步骤定出自己的目标，有人可能说我在这讲大道理，只是理论上的东西。但是，只要有心它就能化为实际的行动，我做到了。刚开始的时候可能比较难，需要一些约束条件或需要刻意努力，但时间长了就会轻松起来，最终成为自己的习惯，就像火车刚开始开动的时候可能比较缓慢，可是会越来越快，所费力气也越来越小。

　　(1)写下个人发展的目标，包括体能上、情绪上、心灵上、知识上、工作上、兴趣爱好上和服务社会上。这些目标可以是短期目标也可以是长期目标。

　　(2)给每个目标定出完成的时间表。

　　(3)现在从一年之内的目标中挑出自认为最重要的一个。写下为什么要下定决心把这个目标在一年之内实现?为什么认为这个目标最重要?完成后将有什么收获?如果没有完成会有什么损失?这些理由是否有足够让自己去完成的说服力?如果没有的话，那就再找个更好的理由。如果我们能为我们要做的事找出充分的理由，就会无所不能，因为追求目标的动机远比目标本身更能激励我们。

　　(4)写下要达成目标本身所应具有的条件。

　　(5)确信这些目标能给自己带来快乐，要不断地审视这些目标，充分体验当它们达成时的快乐。

　　(6)定出实现目标的每一步骤。并且比较好的方法是从目标往回定步骤，并且自问：我第一步该如何做，才会成功?或者，目前是什么因素会妨碍我实现这一目标?我该如何改变自己呢?目标不是终点而是达到终点的手段，用以集中我们的意焦、导引我们的方向，拓展我们的人生，使我们不断成长。

　　紫外、可见分光光度计是一种常规的实验室分析仪器。可广泛用于无机物、有机物的定性、定量分析中，在科研、制药、化工、环保、卫生、防疫等领域中发挥重要的作用。有人说，紫外、可见分光光度计就是一把尺子一个天平，凡是有化验、分析的地方都能用到它。那么，如何评价一台紫外、可见分光光度计的优劣呢?

　　首先，要考察它的外观。试想，一台外型呆板、做工粗糙的仪器，怎么可能是一台先进的仪器呢?

　　然后，我们探讨一下会对仪器的使用有很大影响的几个重要指标：

　　1光度准确度 光度准确度指实际测量的光度读数值与真值之差。它是用户对仪器的直接要求，每个用户都必须重视。

　　2杂散光 它指不应该有光的地方有了光。它是光谱测量中误差的主要来源。这个值当然越小越好了。

　　3光谱带宽 指从单色器射出的单色光谱线强度轮廓曲线的1/2高度处的谱带宽度。表征仪器的光谱分辨率。按照比耳定律，光谱带宽应该是越小越好的，但是如果仪器的光源能量弱，光学传感器的灵敏度低时，光谱带宽小了，也得不到理想的测量结果的。所以，选择和使用仪器时一定注意。

　　4稳定性 稳定性是使用者最关注的指标之一。仪器的宗旨就是稳定可靠，不稳定更谈不上可靠了。

　　5噪声 噪声也是仪器的重要指标之一。它表征仪器的做稀溶液的能力。这个指标也是越小越好。

　　6波长的准确度和重复性 仪器的每个值都是在一定的波长下测得的，如果所示的波长和实际波长偏差万里，那么测出的值和真值的吻合度从何谈起呢?可见这个指标的重要性。

　　总之，这几个指标都是相互独立又相互关联的，每个指标对仪器的使用都有很大影响。希望大家在选购紫外、可见分光光度计时，多做比较，多做判断，切实找到一个稳定可靠的好帮手。

　　第一章基础知识

　　主要内容：

　　实验室基础知识及日常管理

　　实验室基本操作技术

　　分析数据的处理

　　石油产品分析仪器配置要求

　　第一节实验室基础知识及日常管理

　　一.实验室基本要求

　　1.建筑位置及结构

　　质检实验室应远离生产车间、锅炉房、交通要道

　　—减轻机器、车辆震动的影响

　　—免除有害气体、灰尘的侵袭

　　中控实验室应建在车间附近

　　—便于及时取样和报送分析结果

　　实验室的结构：

　　应防震、防尘、防火、防潮，隔热良好，光线充足

　　实验室应分别建立化学分析室、精密仪器室、天平室等几个房间，也可以建成套间，互相隔开。

　　原则：有利于提高工作效率、保证安全和工作方便。

　　化学分析室

　　⑴实验台应置于可使光线从侧面射入;

　　⑵实验台上设试剂架，台两端设水槽;

　　⑶台面可用木板刷耐酸漆，或贴环氧树脂面板，但最好铺一层塑料垫;

　　⑷通风柜和加热台的台面以水磨石为好,通风柜内也应有水槽。

　　仪器室和天平室

　　操作台可采用水磨石台面，上铺橡胶垫

　　—稳定，震动小

　　如有条件，还可用专门设计的稳重的木制实验台，台上也铺橡胶垫

　　—稳定、减震，还便于根据需要调 整位置

　　实验室内最好铺水磨石地面。

　　天平室和仪器室应为双层窗户，配有黑红两面的窗帘。

　　有条件时可油漆墙面或用塑料贴面。

　　2.水、电、照明、通风

　　水：

　　实验室的水源除用于洗涤外，还要用于抽滤、蒸馏冷却等，所以水槽上要多装几个水龙头，如普通水龙头、尖嘴龙头、高位龙头等。

　　水槽的下水管一定要装水封管。下水管的水平段倾斜度要稍大些，以免管内积水;弯管处宜用三通，留出一端用堵头堵塞，便于疏通。

　　化学分析室内应有地漏。

　　电：

　　实验室内供电电源功率应根据用电总负荷设计，设计时要留有余量，进户线要用三相电源。

　　整个实验室要有总闸，各间实验室应有分闸，每个实验台都应有插座。

　　凡是仪器用电即便是单相，也应采用三头插座，零线和地线要分开，不要短接。

　　精密仪器要单设地线，以保证仪器稳定运行。

　　照明：

　　照明用电要单独设闸。

　　最好用日光灯照明，便于区别颜色的差异。

　　实验室应配备工作灯。

　　通风：

　　实验室应能保证良好通风。

　　通风柜应用塑料风机排风，排风口应高出屋顶2m以上。安装风机时应有减震措施，以减少噪音。

　　化学分析室除利用自然通风外，也可利用通风柜内的风机换风。

　　精密仪器室如有条件，可安装空调机，用以换风、调温，使仪器在最佳条件下工作。

　　二.玻璃仪器的使用

　　玻璃仪器由于具有透明、耐热、耐腐蚀、易清洗等特点，是实验室中最常用的仪器.玻璃仪器种类很多，用途极广。

　　1.玻璃仪器的分类与型号

　　1.1 容器、量器与常用玻璃仪器

　　⑴容器类

　　玻璃容器主要指实验室中用以贮存和运送物料、以及容纳物质在其中进行化学反应的各种玻璃器皿。

　　它们包括试剂瓶、洗瓶、烧杯、烧瓶(锥形和球形)、试管、比色管等，根据各自的性能和要求，采用相应的软质或硬质玻璃材料制作，并具有各种形状、颜色和规格。

　　⑵量器类

　　质检实验室的玻璃量器基本是指用于计量(量入或量出)液体体积的一类器皿，它们常用被称为“白料”的软质玻璃制成，不宜在火上直接加热。量器按其形状、用途和容量分类。

　　量器分类表见书中第2页表1-1。

　　①量筒和量杯

　　用于量取要求并不精确的液体体积，例如配制百分浓度、体积比浓度等的溶液。

　　量筒类的容量允许误差大致相当于它的最小分度值。

　　②量瓶

　　全称单标线容量瓶，用于配制标准溶液和定容实验，是精确的量入用量器。量瓶是细长颈薄壁的平底容器，瓶颈上刻有一条环形标线，瓶壁标有容积及其检定时的温度。

　　棕色量瓶用于制备需避光保存的溶液。

　　③吸管

　　又称移液管，是做精确量出用的量器，有分度吸管和单标线吸管两种。

　　④滴定管

　　容量分析中的基本测量仪器，有常量和微量两个等级。

　　在使用要求上滴定管分为酸式(具塞)和碱式(不具塞)两大类(见书中第三页图1—1)。

　　酸式滴定管下部具有良好密合的磨口玻璃活塞，用于盛装酸性滴定液、氧化还原性溶液和盐类稀溶液。

　　碱式滴定管下端装配一段具尖嘴玻璃管的胶皮管，胶皮管中放一粒直径稍大于胶皮管内径的玻璃珠以阻止液体流出.当用手指挤捏玻璃珠附近的胶皮管时，玻璃珠旁即形成一条窄细小缝，液体沿这条小缝流出成为小滴。

　　⑶常用玻璃仪器

　　①冷凝管

　　用于与其他仪器配套组装，在蒸馏或回流中起冷凝作用。冷凝管的规格按有效冷凝长度区分，最常用的为300毫米和400毫米两种。

　　水冷式冷凝管按其内管形状可分为球形、蛇形和直形三种(分别见第3页图1-2A、B、C)。

　　蛇形的冷凝面积最大，适用于将沸点较低的物质由蒸气冷凝成液体;直形的冷凝面积最小，适用于冷凝沸点较高的物质;球形的则两种情况下均可选择使用，更经常用于回流的实验操作。

　　空气冷凝管(图1-2D)，是一支单层的长形玻璃管，用于冷凝沸点在150℃ 以上的液体的蒸气。

　　冷凝管所用冷却水的走向应自低端走向高端。如果将进水和出水口颠倒安装，易因内外管受热不均而引起脱落或炸裂。

　　长期使用时，冷凝管夹层中能积滞黄色铁锈，可用10%稀盐酸或草酸洗去。

　　②干燥器

　　干燥器既用以冷却和存放已烘干的样品、试药和称量瓶等，又可用于保存需要防潮的小型贵重仪器。

　　干燥器是一个可严密封盖的厚壁玻璃圆缸。内部用带孔瓷板分隔成上下两层,上层存物，下层放置干燥剂(一种强吸湿性物质)。常用的干燥剂有无水氯化钙、硅胶、无水过氯酸镁以及浓硫酸等。

　　玻璃盖与器体接触的磨砂平面上涂以凡士林以保证其密封性。

　　干燥器的规格按口径区分，小型的10厘米，大型的可达50厘米。

　　棕色玻璃干燥器适于贮放需避光的物料。

　　真空干燥器盖上附有磨砂活塞抽气管，将抽气管与真空泵接通，即可使干燥器内减压成真空状态，用以保存要求真空干燥的物品，如易受氧气作用的还原态试剂和某些具有生物活性的试剂等。

　　搬动干燥器时要护住器盖以防滑跌.干燥器长期不用或室温低时，常发生打不开盖的现象，是因凡士林凝固所致，可用湿热毛巾温热盖沿，或将干燥器放在暖处，待凡士林软熔，再用一手抱住干燥器，一手轻轻推开盖子。

　　为避免吸收空气中的水分，要及时盖好干燥器盖.为保持干燥剂经常确实有效,应定时更换或烘干干燥剂。

　　干燥剂均具有一定的蒸气压,干燥器中空气也非绝对干燥,只是湿度较低,恒重的物料于其中放置时间过久,仍会吸收内部空气中水分而增重。

　　③漏斗

　　普通玻璃漏斗主要用作过滤介质的支持，使固相和液相物质分开.漏斗由圆锥形漏斗体和管状漏斗颈组成.良好漏斗的锥形角度以60°为标准。

　　漏斗的规格按上口的直径区分，最小的 2-3厘米，最大的20-30厘米。根据使用的目的与要求，漏斗可有多种不同的型号(见第5页图1-3)

　　a.短颈漏斗：一般过滤操作用。

　　b.长颈漏斗：利用长颈易于形成的连续液柱可提高过滤速度，多用于重量分析。

　　c.筋纹漏斗：适于用皱折形滤纸过滤，这样能加大过滤面积，加快过滤速度，常用于处理重结晶的热溶液等。

　　d.砂芯漏斗：这种漏斗的砂芯滤板由烧结玻璃料制成，可以过滤酸液和用酸类处理，也叫耐酸漏斗，根据其孔径的大小，砂芯滤板可分成G1-G66共66种规格，可按实验需要选择使用.砂芯漏斗的规格和用途列于第5页表1-2.此外，还可按滤板的直径分为40、60、80、100、120、150毫米等规格，有人将砂芯漏斗按容积划分成从100毫升到1000毫升等7种不同规格。

　　常用的砂芯漏斗处理方法如下：

　　用前先以酸液浸泡，再用蒸馏水冲净，在干燥箱中于120℃温度下烘干.烘前要除去水滴，防止带水骤热，滤片炸裂。

　　G1-G4号砂芯漏斗使用后滤板上附着沉淀物时，可用蒸馏水冲净，必要时可根据不同的沉淀物选用适当的洗涤剂先做处理，再以蒸馏水冲洗洁净，烘干。常用的洗涤剂见第5页表1-3

　　砂芯漏斗不得用于过滤碱液，也不能以浓氢氟酸、热浓磷酸作洗涤剂。

　　其他还有：瓷板漏斗(又称布氏漏斗)，柱式漏斗，安全漏斗，包括环形安全漏斗、单球或双球安全漏斗等。

　　④分液漏斗

　　用于两种不相混溶的液体分层分离。

　　根据漏斗体的外形可分成直筒形、球形(梨形)、锥形等，有的分液漏斗带有容量标线。

　　分液漏斗的规格有50、100、250、500、1000、2000毫升等。

　　⑤酒精灯

　　供实验室简单加热使用，酒精灯具有磨口玻璃帽罩，平时可防止酒精挥发，用毕时加帽灭火，不得用嘴吹气灭灯。灯内添加酒精以满2/3为宜。

　　点灯时可用火柴或打火机引燃，不得两灯相触点火，以免喷出酒精酿成火灾，灯芯要求松紧适当，过紧时灯火不旺，过松则灯芯易掉入灯中。

　　1.2组合玻璃仪器

　　质量监督实验室中进行有机化学分离、萃取，浓缩和半微量制备等操作时，常选用带有标准磨口接头的烧瓶、冷凝管、分馏柱、提取器、接受瓶等组成各种所需的蒸馏设备、萃取系统、液相柱层析仪、样品浓缩系统等装置.这类组合仪器具有密封性好、被处理物料不受沾污、减少挥发损失、使用方便等优点，并具有很好的精确性。

　　玻璃仪器的磨砂口和磨砂塞采用国际通用的1：10锥度.根据磨口的直径和磨面的轴向长度划分不同的规格，例如符号“24/30”中24表示磨面大端直径，30表示磨面的轴向长度，这样就决定了小端的直径是21.近年来又采用热整形工艺生产了非磨砂的透明标准口承接插头，既可得到相当好的密合性又能延长使用寿命，其规格与磨砂接口相同。

　　⑴分馏装置

　　分馏装置或称精密蒸馏装置或分级蒸馏装置，在质量监督实验室中主要用于精制和纯化溶剂，也可用于纯制某些标准物质。

　　①分馏柱

　　分馏装置的主要部件是分馏柱.分馏柱的作用是使汽、液两相在柱内充分接触进行热交换，易挥发组分与难挥发组分得以分离。低沸点易挥发组分从分馏柱头馏出，经冷凝管进入接收瓶，高沸点难挥发组分则回流进入蒸馏瓶内。

　　实验室常用的分馏柱按结构不同可分成填充式、活芯式、封闭式三类;按形状的差别可分为垂刺形，泡罩形等.填充式分馏柱内可装填各种形状和大小的空心瓷环(雷氏环、螺旋环、鞍形环)和玻璃球等.分馏柱的长度一般自40厘米(斯奈德柱)到100厘米(精馏塔)不等，可根据分离对象的需要进行选择。

　　通常，被蒸馏物料的组分越是复杂，各组分的沸点越相近，则所需使用的分馏柱也越长.但要注意分馏柱越长，蒸气经历的路程也越长，回流比过大，致使应该蒸出的液体蒸气达不到支管而不能进入冷凝器，因而无法获得应有的效果.而分馏柱若太短，低挥发度组分的蒸气因来不及回流而被蒸入冷凝器，又达不到分离的目的。所以，恰当地选用适宜的分馏柱是取得有效分离的关键。

　　②分馏柱头

　　通常,分馏柱上装有一个分馏柱头，它能使蒸气在此处冷却并分为回流液和馏出液两部分,通过对这两部分的调节以便控制分馏过程的回流比。

　　下面介绍几种较常使用的分馏柱头：

　　a.活芯式分馏柱头

　　这种柱头结构简单(图1-5A)，能在减压情况下更换接受器。回流比用活塞控制，该部分呈75°向下倾斜;

　　b.封闭式分馏柱头

　　柱头结构紧凑(图1-5B).蒸气上升管有保温套，也可在减压条件下更换接受器;

　　C.带电磁漏斗的分馏柱头

　　这种柱头(图1-5C)的回流比可利用调节带磁铁三角漏斗的摇摆时间来控制。

　　③接受器

　　分馏用的接受器，特别是在减压蒸馏的情况下必须具有良好的密闭性.真空转动分配式接受器(图1-6B)可同时接受几种馏出液，它的主要缺点是收集的馏分数目有限，而且已收集的低沸点馏分可能在继续蒸馏的过程中向收集高沸点馏分的接受器内扩散。真空接受器(图1-6C) 可以避免上述缺点，并能在真空度不受影响的情况下更换接受瓶。

　　④使用分馏装置的注意事项

　　a.蒸馏瓶不宜用明火加热，可选用水浴或加热套加热。纯制高沸点液体时可选用沙浴、油浴、加热套等;分馏柱并须采用石棉类保温装置予以包裹。

　　b.蒸馏瓶内加注的液体量不得超过其容积的2/3。分馏时加入清洁的沸石,以防液体暴沸和飞溅。

　　c.蒸馏完毕应先撤下接受瓶,再撤加热装置。

　　d.完成减压蒸溜后，应先拆开连接真空泵的接头,小心地放入空气使内外压力平衡,然后才能拆卸仪器。

　　e.操作过程小心注意实验室通风,防止有机溶剂蒸气聚积。

　　⑵亚沸蒸馏器

　　这种蒸馏器常用于制备纯水和提纯试剂。利用低于试剂沸点的热源加热液体试剂，保持试剂恒定地处于沸点以下的亚沸腾状态，即可避免泼溅和液滴夹带现象导致杂质对馏分的沾污，冷凝并收集这一部分蒸气,可以获得高纯度的试剂，这就是亚沸蒸馏法。

　　本法可用于纯制一些较易挥发的试剂如硝酸、盐酸,醋酸等，有时也用于精制少量高纯水。

　　用于亚沸蒸馏的仪器多系自行设计加工。

　　图1-7A所示为实验用小型石英玻璃亚沸蒸馏装置。这是一个圆柱体,由溢流口的高度保持所加入液体的液面位置,用电热丝发生的红外线(以调压变压器控恒温)作加热源,附加一块反射板控制辐射方向，以防止冷却管受热。亚沸态的液体蒸气在冷却管上冷凝后滴入收集槽中。

　　图1-7B为在两个氟塑料瓶中间加一个接续器进行亚沸蒸馏的简单装配情况。在供给瓶中盛入一定量的待处理液体,其上方适当的位置安放一个红外线灯(可用调压变压器控制其发射功率)作热源。先将收集瓶倒置,利用蒸汽自然冷凝冲洗收集瓶,冲洗液滴回供给瓶中,经过充分冲洗后,将收集瓶转到收集位置，浸于冰水或流动水中,使亚沸腾状态下的纯净蒸气冷凝并收集之。

　　⑶脂肪提取器

　　索格斯列特(Soxhlet)脂肪提取器简称索氏提取器,在水质监测实验室中用来提取沉积物、生物组织等各种固体样品。

　　⑷ K-D蒸发浓缩器

　　Kuderna-Danish蒸发浓缩装置简称K-D浓缩器，在质量监督实验室中用于去除稀的提取液中的大量溶剂，达到浓缩的目的。

　　⑸旋转蒸发浓缩器

　　当将蒸发瓶斜置在热水浴中旋转时，溶液在瓶内壁上形成一层薄膜而增加挥发表面。此液膜在温热和抽气减压作用下即可迅速挥发，从而大大加快溶液的浓缩过程。因此，旋转蒸发浓缩器也称为真空薄膜蒸发器。实验室中常将其用于迅速浓集大量稀薄的萃取溶液。

　　⑹半自动精密微量移液装置

　　为适应质量监督实验室分析精度日益提高的要求，有关厂商研制开发了精密微量移液管。这种半自动的移液管具有良好的精密度和定量重复性，操作准确而又轻松灵便，可减轻使用者的劳动强度。更换方便的吸液末端锥形套管，避免了使用人员直接与操作试液的接触。

　　⑺精密微量注射进样器

　　本注射进样器主要用于气相色谱仪及液相色谱仪分析操作时注入液体试样，按其结构大体分为两类，即0.5-5微升无存液微量注射进样器和10-100微升有存液微量注射进样器。

　　前者的不锈钢针尖与玻璃筒体之间以螺纹连接，必要时可以拆卸，芯子为一不锈钢细丝，其长度直达针尖末端，所吸入试液可全部排出，针尖中也不留存试液。

　　后者结构与医用玻璃注射器基本相同，只是不锈钢针尖与玻璃简体间为固定式连接，不能拆卸。注射器芯子也用不锈钢制成，由于不能直达针尖部位，所以注射完毕后针尖中依然存有试液。

　　这类注射进样器属精密器械，总容积误差小于5%，气密性能承受力约为0.2兆帕。为了保证准确计量及延长使用寿命，使用时应遵守下列注意事项：

　　a.不得接触强碱性溶液，以免腐蚀玻璃而造成漏气;

　　b.注射器芯与套之间湿度不足时(将干未干之际)不得来回多次抽动芯子，以减少磨损;

　　c.使用微量注射进样器时应注意排尽全部气泡包括针尖内的气泡以准确计量。对无存液注射器不得将针芯抽出指定范围(如上海医用激光仪器厂产品的芯子拉动不得超过鸽子图案)，以免发生故障;

　　d.针尖部分如有堵塞，应用细钢丝串通，不得用火烧烤，以免退火而失去刺戳能力;

　　e.其他问题可参考产品使用说明。

　　2.玻璃仪器的洗涤

　　玻璃仪器清洁与否能直接影响实验结果的准确性与精密度，因此，必须十分重视玻璃仪器的洗涤。

　　实验室中常用肥皂、洗涤剂、洗衣粉、去污粉、洗液和有机溶剂等清洗玻璃仪器。

　　肥皂、洗涤剂等用于清洗形状简单、能用刷子直接刷洗的玻璃仪器，如烧杯、试剂瓶、锥形瓶等;洗液主要用于清洗不易或不应直接刷洗的玻璃仪器，如吸管、容量瓶、比色管、凯氏定氮仪等。此外，也可用洗液洗涤长久不用的玻璃仪器以及刷子刷不下的污垢，利用它与污物起化学反应，氧化破坏有机物而除去污垢。

　　2.1 洗涤液的配制和使用

　　⑴强酸性氧化剂洗液

　　这是一种化学实验室的传统常规洗液，由重铬酸钾与硫酸配制而成。前者在酸性溶液中形成多重铬酸钾，有很强的氧化能力。这种洗液对玻璃的侵蚀作用小，洗涤效果好，但六价铬能污染水质，应注意废液的处理。

　　铬酸洗液的配制：称20克工业品重铬酸钾置于40毫升水中加热使溶,放冷。缓缓加入360毫升工业浓硫酸(注意不能将重铬酸钾溶液加入硫酸中)，边加边用玻璃棒搅拌。因二者混合时大量放热，故硫酸不可加得太快，注意防止因激烈放热而发生意外。配好后放冷，装入有盖的玻璃器皿中备用。

　　新配制的洗液呈暗红色，氧化能力很强。贮存洗液应随时盖好器皿的盖子，以免吸收空气中水分而逐渐析出CrO3，降低洗涤效果。使用温热的洗液可提高洗涤效率，但也能加快洗液变质的速度。洗液经长期使用或吸收过多水分时即变成墨绿色，表明已经失效，不宜再用。

　　⑵碱性高锰酸钾洗液

　　这种洗液作用缓慢温和，可洗涤有油污的器皿。配制方法是将4克高锰酸钾溶于少量水中，加入10%氢氧化钠至100毫升。另一种配制法是取4克高锰酸钾溶于80毫升水中，再加50%氢氧化钠至100毫升。后者更有利于高锰酸钾的快速溶解。使用这种洗液后如果玻璃器壁沾有褐色氧化锰，可用盐酸或草酸洗液洗除。碱性高锰酸钾洗液不应在所洗的器皿中长期存留。

　　⑶纯酸洗液

　　根据污垢的性质，如水垢或盐类结垢，可直接用1+1盐酸或1+1硫酸、10%以下的硝酸、1+1 硝酸浸泡或浸煮器皿，但加热的温度不宜太高，以免浓酸挥发或分解。

　　⑷纯碱洗液

　　纯碱洗液多为10%以上的浓氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠，用于浸泡或浸煮玻璃仪器，煮沸可以加强洗涤效果。但在被洗的容器中存留不得超过20分钟，以免腐蚀玻璃。

　　⑸有机溶剂

　　沾有较多油脂性污物的玻璃仪器，尤其是难以使用毛刷洗刷的小件或形状复杂的玻璃仪器，如活塞内孔、吸管和滴定管的尖头、滴管等，可用汽油、甲苯、二甲苯、丙酮、酒精、氯仿等有机溶剂浸泡或擦洗。

　　⑹RBS冼剂

　　北美地区化学实验室中普遍使用一种商品RBS洗剂代替铬酸洗液。RBS洗剂是一种弱碱性、可生物分解的表面活性剂浓液，含有阴离子和非离子去污剂，能除去玻璃器皿、设备等表面的有机和无机物质，可迅速去除玻璃上的金属离子。使用该浓液配制成2%的、或用该固体商品配制成0.2%的工作液，可以安全有效地清洗各种玻璃、塑料、石英、搪瓷和铁金属器皿。由于其不可燃性及非腐蚀性而易于掌握和处置。

　　2.2玻璃仪器洗涤法

　　⑴例行洗涤法

　　例行洗涤也即常法洗涤。洗涤玻璃仪器之前，应先用肥皂洗净双手。一般玻璃仪器经自来水冲涮去灰尘后，用毛刷蘸热肥皂液(洗涤剂等)仔细刷净内外表面，尤其应注意容器的磨砂部分和器口边缘处，边用

　　水冲边刷洗至无肥皂液，再用自来水冲洗3-5次，用蒸馏水充分荡洗3次。洗净的清洁玻璃仪器壁上应能被水均匀润湿(不挂水珠)。

　　玻璃仪器经蒸馏水冲净后，残留的水分用指示剂检查应为中性。

　　洗涤中应按少量多次的原则用水冲洗，每次充分振荡后倾倒干净。凡能使用刷子刷洗的玻璃仪器,都应尽量用刷子蘸肥皂液洗刷。

　　⑵不便刷洗的玻璃仪器洗涤法

　　可根据污垢的性质选择不同的洗涤液浸泡或共煮，再按常法用水冲净。

　　⑶水蒸汽洗涤法

　　有些玻璃仪器，主要是成套的组合仪器，除按上述要求洗涤之外，使用前还要安装起来用水蒸汽洗涤一定的时间。例如凯氏微量定氮仪每次使用前应将整个装置连同接收瓶用热蒸汽处理5分钟，以便去除装置中的空气和前次实验所遗留的沾污物，从而减少实验误差。

　　一般的水蒸汽洗涤装置可简单装配如图1-12所示;凯氏微量定氮仪则可利用装置本身烧瓶发生的蒸汽冲涮整套装置。

　　⑷特殊的清洁要求

　　在某些实验中对玻璃仪器有特殊的清洁要求，如分光光度计的比色皿用于测定有机物之后，应以有机溶剂洗涤，必要时可用硝酸清洗，但要避免用重铬酸钾洗液洗涤，以免铬酸盐损伤玻璃。比色皿经酸浸后，先用水冲净再用乙醇或丙酮洗涤、干燥。参比池应作同样的处理。对洗好的比色皿进行几次吸光度或透光度检查，读数均应相等。

　　对测定微量金属用的玻璃仪器，应以1+1硝酸洗涤，或用10%硝酸浸泡8小时以上。对用于测磷酸盐的玻璃仪器，不得使用含磷的洗涤剂。对测氨和凯氏总氮的玻璃仪器，应以无氨水洗涤。

　　2.3玻璃仪器的干燥

　　每次实验都应使用清洁干燥的玻璃仪器，所以，玻璃仪器用后应立即洗净并干燥。

　　⑴控干

　　洗净的玻璃仪器倒置于滴水架上或专用柜内控水晾干。倒置还有防尘作用。

　　⑵烘干

　　最常用的干燥方法是烘干。将洗净的玻璃仪器置于110-120℃的清洁烘箱内烘烤l小时左右，有的烘箱还可利用鼓风驱除湿气。烘干的玻璃仪器一般都在空气中冷却，但称量瓶等用于精确称量的玻璃仪器则应在干燥器中冷却保存。

　　任何量器均不得用烘干法干燥。

　　⑶吹干

　　急待使用或不便于烘干的玻璃仪器，可用电吹风机吹干。电吹风机可吹冷风和热风，使用方便。各种比色管、离心管、试管、三角烧瓶、烧杯等均可用这种方法迅速吹干。一些不宜高温烘烤的玻璃仪器如移液管、滴定管、比重瓶等也可用电吹风法进行干燥。如果玻璃仪器带水量大，可先用丙酮、乙醇涮洗一下，必要时再用乙醚涮洗便可快速吹干。

　　⑷烤干

　　少量小件玻璃仪器也可用酒精灯或红外线灯加热烤干。烤干时，应从仪器底部烤起，逐渐将水分赶到出口处挥发掉，注意防止瓶口的水滴滴回烤热的底部引起玻璃炸裂。反复上述动作2-3次即可烤干。

　　烤干法只适用于硬质玻璃仪器，有些玻璃仪器如比色皿、比色管、称量瓶、试剂瓶等不宜用此法干燥。

　　2.4玻璃仪器的保存

　　将干净的玻璃仪器倒置于专用柜内，柜的隔板上衬垫清洁滤纸，关紧柜门防止落尘,不可在玻璃仪器上覆盖纱布。

　　要根据各种不同玻璃仪器的特点、用途、实验要求等进行分别保管。

　　⑴移液管可置于有盖的搪瓷盘、盒中，垫以清洁滤纸;

　　⑵滴定管可倒置于滴定架上，或盛满蒸馏水、上口加套指形管或小烧杯。使用中的滴定管(内盛试液)在操作暂停期间也应加套以防沾污;

　　⑶清洁的比色皿、比色管、离心管要收在专用盒内，或倒置在铺垫滤纸的专用架上;

　　⑷具有磨口塞的清洁玻璃仪器如量瓶、称量瓶，碘量瓶、试剂瓶等要衬纸加塞保存;

　　⑸凡有配套塞、盖的玻璃仪器，如比重瓶、称量瓶、量瓶、分液漏斗、比色管、滴定管等都必须保持原装配套，不得拆散使用和存放;

　　⑹专用的组合式仪器如凯氏微量定氮仪、K-D蒸发浓缩器、旋转蒸发浓缩器等洗净后应加罩防尘。

　　3. 量器的容量检定

　　玻璃量器的真实容量并不与其出厂的标称容量完全相符，因此，在分析工作开始之前，尤其是对准确度要求较高的分析工作，必须对所用量器进行容量检定。

　　3.1量器的等级和公差

　　由于制作工艺的原因，量器的容量与其标称值之间存在着一定的误差。根据误差的允许范围，将量器划分为不同等级。

　　⑴精度(容量的允许误差)

　　量器的实际容量与标称容量在限定范围内的差值，见表1-8和表1-9 。

　　⑵流出时间

　　流出时间是指量出式量器内充满液体至全量标线后，按规定方式排出全部水量所需的时间，见表1-10和表1-11。

　　3.2量器的校准

　　实验室内对玻璃量器进行容量检定时通常使用衡量法。

　　量器容量的基本单位是标准升,即在真空中质量为1千克的纯水在其密度为最大值时的温度下 (3.98℃)所占的体积。

　　校准的方法是称量一定体积的水,根据该温度下水的密度,将水的质量换算为体积。在各种温度下水的密度是已知的,现有称量技术也可满足所需准确度的要求,因而衡量法可作为校准量器容量的依据。

　　通常，在实验室条件下进行测量工作时规定20℃为标准温度。所以，将任意温度下水的质量换算成体积时，需要考虑：水的密度随温度的变化而改变;在空气中称量时空气浮力的校正值;温度改变引起玻璃仪器热胀冷缩，导致容量改变。为便于计算和应用，可将此三项校正值合并为一个总校正值

　　校准容量时，先对量器的某一容量标线内所容纳或放出的水进行称量，再查出该温度下水的密度将质量换算为体积。

　　Vt=Wt/dt………………(1-1)

　　式中 Vt—t℃时水的体积;

　　Wt—在t℃的空气中，以黄铜砝码

　　称得水的质量;

　　dt—在t℃的空气中水的密度.

　　量器的标称容量通常是指在20℃时的容量，温度变化引起的容量变化是对20℃时量器容量相比较而言的,此变化可用下式计算：

　　Vt=V20﹢ V20(t﹣20)×0.000026/℃……(1-2)

　　式中 0.000026/℃ —钠钙玻璃的温

　　度膨胀系数

　　将式(1-2)代入式(1-1)得

　　V20﹢ V20(t﹣20)×0.000026/℃= Wt/dt

　　V20=Wt/dt[1+(t-20)×0.000026/℃]

　　令γ= dt[1+(t-20)×0.000026/℃]，则

　　V20=Wt/γ…………………(1-3)

　　式(1-3)中的γ为20℃时将充满容量为l升的玻璃量器的水在空气中于不同温度下用黄铜砝码称得的质量。表1-12为水在10-40℃ 间的γ值。因此，在任何温度下校准量器的容量时，均可按式(1-3)进行换算

　　例题1：在21℃校准容量为l升的量瓶，称得水的质量为998.06克，则该量瓶在20℃ 时的真实容量是多少?其校正值是多少?

　　解：

　　从表1-12查得21℃时的γ值为996.99克

　　该量瓶在20℃时的真实容量为：

　　V20=Wt/γ=(998.06/996.99)×1000

　　=1001.07 毫升

　　校正值为1001.07-1000=+1.07 毫升

　　上述方法考虑了影响玻璃量器容量改变的三个因素,校准结果精密而准确,适用于准确度要求较高的分析工作。

　　一般情况下,对玻璃量器的膨胀因素常可忽略不计,这就可以直接根据式(1 -1)进行玻璃量器校准。表1-13为温度在15-30℃ 水的密度。

　　例题2：在18℃时由滴定管中放出10.00毫升水,质量为9.97克，则其真实体积是多少?这一段滴定管的校正值是多少?

　　解：

　　由表1-13查得18℃时每毫升水的质量为0.99751克

　　则其体积为：

　　Vt=Wt/dt= 9.97/0.99751=9.99 毫升

　　校正值为 9.99-10.00=-0.01 毫升

　　⑴滴定管的校准

　　①活塞密合性检查

　　在活塞不涂凡士林的清洁滴定管中加蒸馏水至零标线处,放置15分钟,液面下降不超过1个最小分度者为合格。

　　②液面观察

　　判读滴定数据时，观察者的视线应和相应分度线在同一水平面上，使液体最下层弯月面的最低点与分度线的上缘水平相切。观察环形线滴定管的液面时，应使同一分度的前后线重合，此时观察者的视线即与分度线位于同一水平上，按液体弯月面的最低点读取数据。

　　为使弯月面最低点的轮廓能清晰地呈现出来，可在量器的背面衬以黑白纸板，使黑色在下，白色在上。当纸板的黑色上缘(即白色下缘)低于弯月面最低点约1毫米时，即可清晰地反衬出弯月面轮廓，见图1-13。读取乳白背蓝线量器数据时，则应取蓝线尖端所在位置的数据，见图1-14。

　　③校准操作

　　将滴定管洗净，活塞两端涂好凡士林(以能达到润滑的目的为准,万勿沾污塞孔!!)，加蒸馏水到零标线处，记录水温。以滴定的速度放出0-10毫升水(相差不要超过±0.1毫升)于称量的50毫升具磨口玻璃塞的锥形瓶中，再准确称量至0.01克。两次称量之差即为放出水的质量。

　　同法,依次称出0-20、0-30……毫升等分度线间水的质量。按实验水温查表1-12中相应的γ值,用式(1-3)计算出滴定管各分度线间的真实容量及其校正值;也可将实验温度下水的密度(表1-13)按式(1-1)计算出各分度线间的真实容量及其校正值。

　　表1-14为21℃时校准一支50毫升滴定管的实例数据[按式(1-1)计算]。根据各点的校正值在坐标纸上画出校准曲线，连接更多的校准点，就能得到一条平滑的曲线。使用滴定管时，可从曲线查得所有滴定体积数的校正值

　　⑵移液管的校准

　　分度移液管的校准方法和滴定管的校准方法相同,无分度移液管只须校准总容量即可。

　　⑶量瓶的校准

　　将清洁干燥的带塞空量瓶在天平上准确称量，要求的准确度应与量瓶的大小相称。例如校准 250毫升量瓶应称至0.0l克，而校准1000毫升量瓶则称至0.05克(使用荷载容量为2000克的天平)。向已称量的空量瓶注入蒸馏水到标线,记录水温。用滤纸吸干瓶颈内壁和瓶外的水滴，盖上瓶塞称量。两次称量之差为量瓶容纳的水的质量。按式(1-1)计算出量瓶的真实容量，求出校正值。也可用已校准的移液管加入校正值体积的水，重新刻划一标线记号。

　　三.化学试剂与试液

　　1.化学试剂

　　1.1试剂的质量规格和用途

　　⑴一般试剂

　　我国化学试剂属于国家标准的标有GB代号,属于化工部标准的标有HG或HGB(暂行)代号。

　　常见试剂的质量分四种规格：

　　a.优级纯

　　为一级品，又称保证试剂,主成分含量高,杂质少,用于精确分析和研究工作，有的还可作基准物质。

　　b.分析纯

　　为二级品，质量略低于优级纯，用于一般分析和科研。

　　c.化学纯

　　为三级品，质量较分析纯差，但高于实验试剂，用于工业分析及教学实验。

　　d.实验试剂

　　为四级品，杂质含量较多，但比工业品纯度高，主要用于一般化学实验。

　　在质量检验分析中，一级品可用于配制标准溶液，二级品用于配制定量分析中的普通试液，三级品只能用于配制半定量或定性分析中的普通试液或清洁剂等。

　　按我国化工部标准HG 3-119-64“化学试剂包装及标志”的规定，用各种颜色的瓶签标志化学试剂的等级，见表1-15。

　　⑵高纯试剂

　　质量品级高于一级品的高纯试剂，目前国际上尚无统一的明确规格，国内常用9表示产品的纯度。在规格栏中标以2个9、3个9、4个9等。如：

　　杂质总含量不大于1×10-2%，其纯度为4个9(99.99%);

　　杂质总含量不大于1×10-3%，其纯度为5个9(99.999%);

　　杂质总含量不大于l×10-4%，其纯度为6个9(99.9999%)。

　　⑶其他规格的试剂

　　其他规格的试剂虽未经有关部门明确规定和正式公布。但多年来已为广大的化学试剂生产、销售和使用者所熟悉和沿用，见表1-16。

　　各国试剂的规格有的和我国相同,有的大不一样,使用前应根据瓶签上所列杂质的含量仔细对照判断。

　　1.2 试剂的使用和保存

　　⑴使用

　　使用化学试剂必须遵守以下原则：

　　a.取用化学试剂前应检查试剂的外观，注意其生产日期，不能使用失效的试剂。如怀疑有变质可能，应经检验合格后再用。使用中要注意保护瓶上的标签，如有脱落应及时贴好，如有损毁则应照原样补全并贴牢。

　　b.取用液体试剂只准倾出使用，不得在试剂瓶中直接吸取，倒出的试剂不可再倾回原瓶中。倾倒液体试剂时应使瓶签在上方，以免滴下的试剂沾污或腐蚀瓶签。

　　c.取用固体试剂时应遵守“只出不回、量用为出”的原则，倾出的试剂有余量者不得倒回原瓶。所用牛角匙应清洁于燥，不允许一匙多用。

　　⑵保存

　　①分类摆放。化学试剂较多时，应按各种试剂的化学性质分类保管。性质稳定的固体盐类可按阳离子或阴离子分类，分开摆放，取用后及时放回原处。

　　②剧毒试剂如氰化钠(钾)、氧化砷、汞盐等应贮存于保险柜中,并有专人保管。

　　③易挥发试剂应贮放在有通风设备的房间内。

　　④易燃、易爆试剂应贮存于铁皮柜或砂箱中。

　　剧毒与易燃易爆试剂的贮存还必须遵守关于防火、防爆、防中毒的有关规定。

　　所有的试剂瓶外面应擦拭干净，贮存在干燥洁净的药柜内，最好置阴暗避光的房间。有些试剂保存不当。非但危险且易变质，因此必须注意。

　　⑶影响试剂变质的因素

　　a.空气：空气中的氧、二氧化碳、水分、纤维和尘埃都可能使某些试剂变质，化学试剂必须密封贮于容器内,开启取用后立即盖严，必要时应加蜡封。

　　b.温度：试剂变质的速度与温度高低有密切的关系，必须根据试剂的性质选择保存的环境温度。

　　c.光：日光中的紫外线能使某些试剂变质。一般要求避光的试剂，可装在棕色瓶内，属于必须避光的，在棕色瓶外还要包一层黑纸。

　　d.杂质：试剂的纯度对其变质情况的影响不容忽视，贮存和取用这类试剂时应特别注意防止杂质污染。

　　e.贮存期：不稳定的试剂在长期贮存中能发生歧化、聚合、分解或沉淀变化。这类试剂最好分次少量采购贮存。使用前如怀疑其有可能变质，应经检验合格后再用。

　　对变质试剂可通过提纯或精制以提高质量。否则即应废弃不用。

　　1.3 试剂的提纯与精制

　　质量不能满足实验要求的化学试剂，可用提纯或精制的方法降低其杂质含量和提高其纯度。

　　⑴蒸馏法

　　适用于挥发性液体试剂，如盐酸、硝酸、氨水等无机试剂及多种有机溶剂，如三氯甲烷、四氯化碳、石油醚等。

　　a.蒸馏具有毒性、腐蚀性或刺激性的试剂应在通风橱内进行。

　　b.蒸馏有强烈挥发性的试剂如氨水时，应多瓶串联吸收，并用冰盐水冷却吸收瓶以提高精制试剂的浓度。

　　c.提纯在沸点温度下易分解的试剂(如硝酸)时，应使用亚沸蒸馏法，使试剂在其沸点以下缓慢蒸发，经冷凝后吸收。高沸点试剂可用减压蒸馏法精制。

　　d.蒸馏硝酸或盐酸必须使用耐酸的硼硅玻璃或石英蒸馏器。

　　e.易燃试剂如乙醚应避免明火加热。

　　f.蒸馏精制有机溶剂应控制加热温度，收集一定沸程内的馏出物，必要时应进行分馏精制以提高精制品的纯度。

　　g.水不溶性有机溶剂的初馏液常因含有少量水分而呈乳浊状，可暂以干燥容器收集之，待馏出液澄清再换瓶正式收集，乳浊状的初馏液可用少量脱水剂(如无水氯化钙)处理后并入待蒸馏试剂内再行蒸馏。

　　h.能直接升华的固体试剂，如碘，可用升华法进行精制。将少量的碘置烧杯中，杯口盖一块表面皿使凸面向上，用微火加热使碘升华后凝集于表面皿上即可得到纯度较高的升华碘。

　　⑵等温扩散法

　　⑶重结晶法

　　⑷冻结法

　　⑸萃取法

　　⑹醇析法

　　其他方法：

　　有些试剂可于配成试液后分别使用电解法、层析法、离子交换法、活性炭吸附法等进行提纯。提纯后的试液既可直接使用,亦可将溶剂分离后,干燥保存。

　　2.水

　　国家标准GB6682-86《实验室用水规格》中明确了实验室用三个等级净化水的规格和相应的质量检验方法,应根据实验工作的不同要求选用不同等级的水。

　　2.1 实验室用水的质量要求

　　⑴外观：

　　实验室用水应为无色透明的液体，其中不得有肉眼可辨的颜色及纤絮杂质。

　　⑵等级：

　　实验室用水分三个等级，应在独立的制水间制备。

　　a.一级水

　　基本上不含有溶解杂质或胶态粒子及有机物。它可用二级水经进一步处理制得，例如可将二级水经过再蒸馏、离子交换混合床、0.2微米滤膜过滤等方法处理，或用石英蒸馏装置作进一步蒸馏制得。一级水用于制备标准水样或超痕量物质的分析。

　　b.二级水

　　常含有微量的无机、有机或胶态杂质。可用蒸馏、反渗透或离子交换法制得的水进行再蒸馏的方法制备。用于精确分析和研究工作。

　　c.三级水

　　适用于一般实验工作。可用蒸馏、反渗透或离子交换等方法制备。

　　实验室用水的原料水应当是饮用水或比较纯净的水，如有污染，必须进行预处理。

　　⑶质量指标

　　实验室用水应符合书中表1-17的规定。

　　⑷贮存

　　在贮存期间，水样沾污的主要原因是聚乙烯容器可溶成分的溶解或吸收空气中的二氧化碳和其他杂质。所以，一级水尽可能用前现制，不贮存。二级水和三级水经适量制备后。可盛装在预先经过处理并用同级水充分清洗过的、密闭的聚乙烯容器中，贮存于空气清新的洁净实验室内。

　　2.2实验室用水的质量检验

　　⑴ pH值测定

　　⑵电导率测定

　　⑶可氧化物检验

　　⑷吸光度测定

　　⑸二氧化硅测定

　　2.3 特殊要求的实验用水

　　⑴不含二氧化碳的水

　　常用的制备方法是将蒸馏水或去离子水煮沸10分钟或使水量蒸发10%以上加盖冷却;也可将惰性气体(如纯氮)通入去离子水或蒸馏水中。

　　⑵不含砷的水

　　通常使用的普通蒸馏水或去离子水基本不含砷，对所用蒸馏器、树脂管和贮水容器要求不得使用软质玻璃(钠钙玻璃)制品，进行痕量砷测定时则应使用石英蒸馏器或聚乙烯树脂管及贮水容器制备和盛贮不含砷的蒸馏水。

　　其他还有：

　　⑶不含铝(重金属)的水

　　⑷不含酚的水

　　⑸不含氨的水

　　⑹不含有机物的水

　　⑺不含氯的水

　　2.4 去离子水

　　用离子交换树脂制备去离子水。

　　注意事项：

　　a.直接使用自来水制备去离子水时，应先将原水充分曝气，待其中余氯除尽再使入床。自然曝气所需时间视环境温度而异，一般夏季约需一天，冬季常需三天以上;加热并加强搅拌或充气可提高除氯效率。

　　b.原水硬度较高时则应进行必要的处理(如蒸馏或电渗析等)以除去其中大量无机盐类，然后再进行交换处理，以延长交换柱的工作周期。

　　c.使用复合床制备纯水时最好是连续生产。当复合床内的树脂经再生处理后重新使用。或间歇工作再继续制水时,其最初出水的质量都较差，电阻率常低于10万欧姆·厘米，因而须待出水电阻率符合要求时才能收集使用。对先出的质量低劣交换水可重新入床进行交换处理。

　　d.用离子交换法制得的纯水一旦接触空气。其电阻率随即迅速下降;以玻璃容器贮存时，其电阻率亦将随贮存时间的延长而继续降低。

　　e.去离子水金属离子杂质含量极低,适于配制痕量金属分析用的试液。

　　f.去离子水常含有微量树脂浸出物和树脂崩解微粒(部分微粒可用孔径0.2-0.45微米的滤膜滤除),不宜用以配制有机物质分析的试液。

　　g.一些电化学仪器的电极表面可因受微量有机物轻度污染而严重钝化;频繁处理电极能影响其重复性，应切实注意去离子水对这些仪器的影响。

　　h.树脂再生处理的质量好坏决定制备的去离子水的纯度。因此,必须使用足够量的再生剂充分处理树脂，并需彻底洗净残留的再生剂和再生交换液。尤其是混合树脂，如经分别再生处理后未能充分洗净，则重新混合后将因交互污染而显著降低其交换能力和有效交换容量。

　　3.普通试液

　　3.1 定义

　　试剂以分子、原子或离子状态分散于溶剂中构成的均匀而又稳定的体系叫试液。未规定精确浓度只用于一般实验的试液称普通试液。

　　3.2 一般规定

　　⑴水和溶剂

　　①水

　　配制普通试液的实验用水必须符合GB 6682—86《实验室用水规格》中三级水的质量要求。

　　②溶剂

　　有机溶剂与所用溶质的纯度应相当，若其纯度偏低,需经蒸馏或分馏,收集规定沸程内的馏出液,必要时应进行检验,质量合格后再使用。

　　⑵溶质

　　配制普通试液所用的溶质有固体试剂和液体试剂，其纯度应满足实验准确度的要求。在质量监督检验中配制试液时，凡未作特殊说明，则表示试剂纯度为分析纯。

　　⑶容器

　　一般常用聚乙烯瓶或硬质玻璃试剂瓶盛放试液。玻璃容器耐碱性较差，腐蚀后溶出物将污染试液，故必须用聚乙烯瓶贮存碱性试液。软质玻璃耐酸性和耐水性也比较差，因此不得用此种玻璃容器长期盛放试液。聚乙烯瓶必须具有内盖，玻璃试剂瓶的磨口必须能与瓶盖密合，以防气态杂质侵入或溶剂与溶质挥发逸出。

　　需避光的试液应用棕色瓶盛放，必要时可用黑纸包裹试剂瓶。

　　3.3 浓度表示方法

　　组分A的物质的量浓度(简称组分A的浓度，符号CA)定义为组分A的物质的量被该混合物的体积除(参见ISO 31/8，“物理化学和分子物理学的量和单位”)。

　　⑴物质的量浓度(原称摩尔浓度)

　　摩尔(mol)是一个体系的物质的量的单位，该体系所含的诸多基本单元数与0.012千克碳-12(12C)的原子数相等。使用摩尔时，基本单元必须指定，可以是原子、分子、离子、电子、其他微粒或这些微粒的特定基团。物质的量浓度定义为单位体积(立方米或升)内物质的量(以摩尔计),单位是摩尔/米3或摩尔/升。

　　⑵质量分数浓度(原称重量百分比浓度)

　　以溶质的质量与溶液(溶质十溶剂)质量之比表示的浓度称质量分数浓度,常以%(W/W)表示。

　　⑶体积分数浓度(原称体积百分比浓度)

　　体积分数浓度指100份体积溶液中所含溶质体积的份数。当溶质是液体试剂时常用这种浓度，通