1、化验基础知识与仪器维护讲座,2008年3月 主讲：马雷,丰原宿州生物化工有限公司,一、化 验 基 础 知 识,（一）化学试剂： 1、化学试剂的分类 2、化学试剂的储存（二）有效数字处理,(一) 化学试剂,1. 化学试剂的分类 化学试剂数量繁多，种类复杂，目前没有统一的分类方法。通常使用较多的是按用途和化学组成的分类方法。,按组成与用途分为： 无机试剂；有机试剂；特效试剂；基准试剂；标准物质；仪器分析试剂；指示剂；生化试剂等。按试剂纯度分类（7种）： 高纯；光谱纯；分光纯；基准纯；优级纯；分析纯；化学纯。其中优级纯、分析纯、化学纯试剂统称为通用化学试剂。,通用化学试剂等级对照表,其他级别化学试剂
2、等级对照表,试剂的质量以及使用是否得当，将直接影响到分析结果的准确性，因此作为检验人员应该全面了解试剂的性质、规格和适用范围，才能根据实际需要选用试剂，以达到既能保证分析结果的准确性又能节约经费的目的。,2. 化学试剂的储存,检验需要用到各种化学试剂，除供日常使用外，还需要储存一定量的化学试剂。大部分化学试剂都具有一定的毒性，有的是易燃、易爆危险品，因此必须了解一般化学药品的性质及保管方法。较大量的化学药品应放在样品储藏室中，由专人保管。危险品应按照国家安全部门的管理规定储存。,化学试剂大多数都具有毒性及危害性，要加强管理。隔离存放:易燃类、剧毒类、强腐蚀性类、低温贮存的等分类放置；要求化验及
3、仓库管理人员有一定的相关知识。存放于通风、阴凉、温度低于30的药品柜中。有些药品遇光容易分解，避光保存。固体、液体；酸、碱分别放置。,（二）有效数字的处理,一、有效数字1.在分析工作中所有测量、计算、记录所得到的数字都应该也必须是有效数字。2.在记录有效数字时，规定只允许数的末位欠准，而且只能上下差1个单位，称为可疑数字。,有效数字的处理,二、有效数字修约规则用“四舍六入五成双”规则舍去过多的数字。即当尾数4时，则舍；尾数6时，则入；尾数等于5时，若5前面为偶数则舍，为奇数时则入。当5后面还有不是零的任何数时，无论5前面是偶或奇皆入。 例如：将下面左边的数字修约为三位有效数字 2.3242.3
4、2 2.3252.32 2.3262.33 2.3352.34 2.325012.33,有效数字的处理,三、有效数字运算法则 1.在加减法运算中，有效数字的保留，以小数点后位数最少的为标准。在加减法中，因是各数值绝对误差的传递，所以结果的绝对误差必须与各数中绝对误差最大的那个相当。 例如：2.03750.074539.54 = ？2.040.0739.54 = 41.65,有效数字的处理,2.在乘除法运算中，有效数字的保留，以每数中有效数字位数最少的为标准。在乘除法中，因是各数值相对误差的传递，所以结果的相对误差必须与各数中相对误差最大的那个相当。 例如：13.920.01121.9723 =
5、 ？ 13.90.01121.97 = 0.3073、应用运算规则的步骤一般是：先修约，后计算，结果再修约。,有效数字的处理,准确报告分析结果这里所述的准确，是指报告反映的准确度，要符合实际测量的准确度。准确度报得高，与实际不符，报得低了，就等于降低测量工作的水平。例：分析某煤样中硫的含量，甲、乙二人各作两次平行测定，每次称均为3.5g。结果分别报告如下。 甲：w（s)1=0.042%, w(s)2=0.041% 乙：w（s)1=0.04201%, w(s)2=0.04109%显然，甲的报告是可靠、准确的；乙的报告是不合理、错误的。这是因为：称量误差Er0.1/3.5= 3%结果误差Er甲2%
6、 Er乙0.02%,常用仪器的使用与维护,常用仪器的使用与维护,一、PH计二、色谱仪,酸度计,复合电极的使用,复合电极不用时，可充分浸泡3M氯化钾溶液中。切忌用洗涤液或其他吸水性试剂浸洗。使用前，检查玻璃电极前端的球泡。正常情况下，电极应该透明而无裂纹；球泡内要充满溶液，不能有气泡存在。测量浓度较大的溶液时，尽量缩短测量时间，用后仔细清洗，防止被测液粘附在电极上而污染电极。清洗电极后，不要用滤纸擦拭玻璃膜，而应用滤纸吸干, 避免损坏玻璃薄膜、防止交叉污染，影响测量精度。测量中注意电极的银氯化银内参比电极应浸入到球泡内氯化物缓冲溶液中，避免电计显示部分出现数字乱跳现象。使用时，注意将电极轻轻甩几
7、下。电极不能用于强酸、强碱或其他腐蚀性溶液。严禁在脱水性介质如无水乙醇、重铬酸钾等中使用。,标准缓冲液的配制及其保存,pH标准物质应保存在干燥的地方，如混合磷酸盐pH标准物质在空气湿度较大时就会发生潮解,一旦出现潮解,pH标准物质即不可使用。配制pH标准溶液应使用二次蒸馏水或者是去离子水。如果是用于0.1级pH计测量，则可以用普通蒸馏水。配制pH标准溶液应使用较小的烧杯来稀释，以减少沾在烧杯壁上的pH标准液。存放pH标准物质的塑料袋或其它容器，除了应倒干净以外，还应用蒸馏水多次冲洗，然后将其倒入配制的pH标准溶液中，以保证配制的pH标准溶液准确。配制的标准缓冲溶液一般可保存23个月，如发现有浑
8、浊、发霉或沉淀等现象时，不能继续使用。碱性标准溶液应装在聚乙烯瓶中密闭保存。防止二氧化碳进入标准溶液后形成碳酸，降低其pH值。,mt缓冲溶液的有效期 2.00/4.01/7.00/9.21/10.00pH缓冲液保质期均为2年；三位精度的pH缓冲液、保质期为1年。该有效期是指未开封使用状态下的保存期。一旦开封使用，由于空气中各种霉菌的作用，较易变质。建议：缓冲液开封后，放入冰箱冷藏保存,同一样品，两次测量结果不一致？ 温度变化或样品本身发生了化学反应，都会引起pH值的变化。所以，应尽量保持温度一致，并且避免化学反应。同一样品，在二台PH计上测量结果不一致？ 由于两台pH计的校正条件不一样（如不同
9、时间做的校正），造成测量值有差异。所以要用同一缓冲液在同一时间里对pH计进行校正，然后再同时测定。,电极多长时间校准一次？ 电极的校准频率取决于电极的使用、保养、样品性质以及测量精度等具体情况。一般下种情况需校准： 溶液温度与定标温度有较大的差异时. 电极在空气中暴露过久，如半小时以上时.（3)测量过酸（pH2）或过碱（pH12）的溶液后； (4)换过电极后； (5)当所测溶液的pH值不在两点定标时所选溶液的中间，且距7pH又较远时。 建议每天校准一次；,电极使用一段时间后，若发现斜率变低、响应速度变慢等情况，可尝试下列方法。1)若测量样品中含有蛋白质，可用胃蛋白酶/盐酸洗液（ME513400
10、68）清洗电极膜。2)若测量样品为油性/有机液体，可用丙酮或乙醇冲洗。3)若发现电极变脏变黑，可用硫脲清洗液（ME51340070）清洗。4)活化电极膜。活化方法：电极再生液(ME51340073)浸泡30秒，再用3mol/LKCl溶液浸泡5小时,用seveneasy-ph测量溶液PH值，当前溶液温度是10度，这时显示的PH值是10度的PH值还是25度的PH值？,酸度计显示的是溶液在当前温度下的pH值；若在10测量，仪表显示的是溶液10的值；如果需要得到25的pH，必须把溶液温度升/降温至25，再进行测量。酸度计的温度补偿指的是补偿温度对pH电极的影响，但不能将任何温度下的pH值补偿到25,P
11、H电极的寿命有多长？ pH电极的寿命与测量样品的性质、样品温度及使用的频率、保养情况有关。在正常使用、正确保养的情况下，pH电极寿命为1至2年。不管电极放在何种溶液中，显示不变？ 因为电极没有真正连接到仪表上。处理方法是首先关机，然后将电极和仪表重新连接。 因为电极是坏的，要及时更换新的电极。,Agilent 6820气相色谱仪,概述色谱法分类色谱分离过程和色谱图部件与维护,1. 概 述,色谱法(chromatography)：以试样组分在固定相和流动相间的溶解、吸附、分配、离子交换或其他亲和作用的差异为依据而建立起来的各种分离分析方法称色谱法。,色谱柱：进行色谱分离用的细长管。固定相：管内保
12、持固定、起分离作用的填充物。流动相：流经固定相的空隙或表面的冲洗剂。,几个概念,优点,高效能，是指一般色谱柱都有几千块理论板，毛细管柱可达块理论班因而可以分析沸点十分相近的组分，和极为复杂的多组份混合物例如，用毛细管，可以分析轻油中个组份高选择性是指固定相对性质极为相似的组份，如同位素，烃类的异构体等有较强的分离能力主要通过选用高选择性的固定液高灵敏度指用高灵敏度的检测器可检测出克的物质因此可用于痕量分析分析速度快一般分析一次用几分钟到十几分钟某些快速分析中，一秒钟可以分析若干份色谱法易于自动化操作与处理都自动化速度很快应用范围广气象色谱法可以分析气体和易挥发的或可以转化为易挥发的液体和固体也
13、可以分析无机物高分子，和生物大分子，而且应用范围正在日益扩大！,2. 色谱法分类,气相色谱法,液相色谱法,一、按两相所处的状态分类,气固色谱法,液固色谱法,气液色谱法,液液色谱法,二、按固定相的几何形式分类,1.柱色谱法2.纸色谱法3.薄层色谱法,1.柱色谱法 (column chromatography),柱色谱法是将固定相装在一金属或玻璃柱中或是将固定相附着在毛细管内壁上做成色谱柱，试样从柱头到柱尾沿一个方向移动而进行分离的色谱法。,2.纸色谱法（paper chromatography）,纸色谱法是利用滤纸作固定液的载体，把试样点在滤纸上，然后用溶剂展开，各组分在滤纸的不同位置以斑点形式
14、显现，根据滤纸上斑点位置及大小进行定性和定量分析。,3.薄层色谱法 (thin-layer chromatography, TLC),薄层色谱法是将适当粒度的吸附剂作为固定相涂布在平板上形成薄层，然后用与纸色谱法类似的方法操作以达到分离目的。,三、按分离原理分类,1.吸附色谱法2.分配色谱法3.离子交换色谱法4.尺寸排阻色谱法5.亲和色谱法,按色谱法分离所依据的物理或物理化学性质的不同，又可将其分为：,1.吸附色谱法 ( adsorption chromatography ),利用吸附剂表面对不同组分物理吸附性能的差别而使之分离的色谱法称为吸附色谱法。,2.分配色谱法 ( partition
15、chromatography ),利用固定液对不同组分分配性能的差别而使之分离的色谱法称为分配色谱法。,3 色谱分离过程和色谱图,一、色谱分离过程 该过程主要利用试样中各组分在固定相和流动相间具有不同的溶解和解析能力；或不同的吸附和脱附能力；或其它亲和性能的差异。,色谱过程与色谱图如图12-1，2,图12-1 色谱过程 图12-2 色谱图,A,B,KAKB,二、色谱图（chromatogram）,试样中各组分经色谱柱分离后，按先后次序经过检测器时，检测器就将流动相中各组分浓度变化转变为相应的电信号，由记录仪所记录下的信号时间曲线或信号流动相体积曲线，称为色谱流出曲线，或色谱图。,常用术语：,2
16、. 色谱峰 当组分随流动相进入检测器时，其响应信号大小随时间变化所形成的峰形曲线。正常的色谱峰呈正态分布。,1. 基线 在操作条件下，仅有纯流动相进入检测器时的流出曲线。,3. 峰高与峰面积,峰高：色谱峰顶点与峰底之间的垂直距离称为峰高(peak height)。用h表示。,峰面积：峰与峰底之间的面积称为峰面积(peak area)，用A表示。,4. 区域宽度,三种表示方法：,1) 标准偏差 = 0.607h 处峰宽的一半 = FG/2,2) 半高峰宽 Wh/2=2.355,3) 峰宽 W = 4=1.70 Wh/2,5. 保留值,保留值：试样中各组分在色谱柱中停留时间值或将组分带出色谱柱所需
17、流动相的体积值称为保留值。,1) 保留时间：从进样至被测组分出现浓度最大值时所需时间tR。,2) 保留体积 ：从进样至被测组分出现最大浓度时流动相通过的体积，VR。,3) 死时间： 不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大值时所需的时间称为死时间(dead time)，tM。,4) 死体积: 不被固定相滞留的组分，从进样至出现浓度最大值时流动相通过的体积称为死体积(dead volume) ，VM。 VM = tMFc,5) 调整保留时间：扣除死时间后的保留时间。,6) 调整保留体积：扣除死体积后的保留体积。,tR = tR - tM,VR = VR VM 或 VR = tRFc,4 部件及
18、维护,1. 气路系统 气相色谱仪具有一个让载气连续运行、管路密闭的气路系统。通过该系统，可以获得纯净的、流速稳定的载气。它的气密性、载气流速的稳定性以及测量流量的准确性，对色谱结果均有很大的影响。 常用的载气有氮气和氢气，也有用氦气、氩气和空气。流速的调节和稳定是通过减压阀、稳压阀和针形阀串联使用后达到。,气相色谱仪由五大系统组成：气路系统、进样系统、分离系统、控温系统以及检测和记录系统。,2. 进样系统 进样系统的作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱之前瞬间气化，然后快速定量地转入到色谱柱中。进样的大小，进样时间的长短，试样的气化速度等都会影响色谱的分离效果和分析结果的准确性和重现性。（1）
19、进样器 液体样品的进样一般采用微量注射器。 气体样品的进样常用色谱仪本身配置定量进样。（2）气化室 为了让样品在气化室中瞬间气化而不分解，因此要求气化室热容量大，无催化效应。,3. 分离系统 分离系统由色谱柱组成。有填充柱和毛细管柱两类。（1）填充柱由不锈钢或玻璃材料制成，内装固定相，一般内径为2 4mm，长1 3 m。填充柱的形状有U型和螺旋型二种。 （2）毛细管柱分为涂壁、多孔层和涂载体空心柱。 空心毛细管柱材质为玻璃或石英。内径一般为0.2 0.5mm，长度30 300m，呈螺旋型。 色谱柱的分离效果除与柱长、柱径和柱形有关外，还与所选用的固定相和柱填料的制备技术以及操作条件等许多因素有
20、关。,4. 控制温度系统 温度直接影响色谱柱的选择分离、检测器的灵敏度和稳定性。控制温度主要制对色谱柱炉、气化室、检测室的温度控制。色谱柱的温度控制方式有恒温和程序升温二种。,5.检测和放大记录系统（1）检测系统 浓度型检测器 测量的是载气中组分浓度的瞬间变化，即检测器的响应值正比于组分的浓度。如热导检测器（TCD）、电子捕获检测器（ECD）。 质量型检测器 测量的是载气中所携带的样品进入检测器的速度变化，即检测器的响应信号正比于单位时间内组分进入检测器的质量。如氢焰离子化检测器（FID）和火焰光度检测器（FPD）。（2）记录系统 是一种能自动记录由检测器输出的电信号的装置。,日常维护,FID
21、检测器Flame Ionization Detector,氢火焰检测器是微量有机物色谱分析的主要检测器，它的主要特点是灵敏度高，基流小，最小检测量为ng/ml级，响应快，线性范围宽，对操作条件的要求不甚严格(如载气流速，检测器温度等)，操作比较简单、稳定、可靠，因此它是目前最常用的检测器。,FID检测器Flame Ionization Detector,TCD检测器Thermal Conductivity Detector,热导池检测器由于它结构简单，灵敏度适宜，稳定性较好，线性范围较宽，适用于无机气体和有机物，它既可做常量分析，也可做微量分析，最小检测量g/ml数量级，操作也比较简单，因而它是目前应用相当广泛的一种检测器。,TCD检测器Thermal Conductivity Detector,日常注意事项,一、校准二、老化三、开关机的步骤,
