Transcript 利用UV/Vis分光光譜儀自動分析水中亞硝酸鹽

利用UV/Vis分光光譜儀自動
分析水中亞硝酸鹽
FIA儀器原理
儀器設備簡介
FIA動畫
實驗範例
實驗影片
FIA原理
• 流動注入分析系統（ FIA，Flow Injection Analysis)
• 利用樣品注入閥將樣品溶液注入載送液中,並與試
劑混合反應後進行偵測
• 即使樣品和試劑混合尚未達穩定平衡,偵測器仍能
偵測且再現性高
• 具分析快速、高再現性、無污染、試劑用量少、
設備簡單、易於自動化及系統多變化性等優點
FIA
這些溶液將混合成載送液
樣品注入管線
及迴圈管
FIA原理
sample
Injection
1.樣品注入載送液
Carrier
Dispersion
Carrier
Detection
Carrier
Washout
Carrier
2.樣品和載送液混合分
散開
3.隨著載送液持續的推
進將混合處推向偵測
器並測得訊號
4.載送液持續在管內流
動且將樣品帶離偵測
器
FIA基本裝置-蠕動式pump
• FIA糸統中最常使用的是蠕動式pump
• 為FIA系統中帶動溶液流動的裝置
• 其主要是有由一個馬達帶動的轉輪，其上等具分
佈8個可自由轉動的滾筒
• 接著將蠕動軟管套夾在弧形壓片跟滾筒間，藉著
轉輪等速轉動，軟管內溶液則被擠壓著往前定速
流動
FIA基本裝置-蠕動式pump
pump藉由滾輪將溶液擠壓引入系統的軟管中
FIA基本裝置-蠕動式pump
• 其流速相當穩定，且不因溶液黏度或FIA系統中的
壓力而造成流速改變
• 一台pump可同時提供多管道使用(一般為4個管道)
• 每一管道的流速可由蠕動軟管內徑大小來控制
FIA基本裝置-樣品注入閥
• 最常使用的為旋轉式樣品注入閥
• 先讓樣品溶液把迴管裝滿(注入閥位置轉向LOAD)
• 接著將注入閥轉至INJECT位置
• 此時載送液即會將注入的樣品帶入混合管中進行
反應
• 迴管內的樣品體積就是樣品注入的體積，所以會
得到很好的再現性
FIA基本裝置-連接管徑
• 反應管是一般由鐵氟龍製成的0.5 mm內徑細管，
有時為了增加分散或減少分散也使用0.75mm或
0.3~0.4mm的管徑。
FIA基本裝置-檢測器
• FIA所用的偵檢器非常多，一般用於定量上的儀器
幾乎都可以作為偵檢器，使用最多的是UV/Vis吸
收光度計。 其中UV-Vis偵測裝置如下所示
混合溶液進樣方向
UV-Vis光源
偵測器
Cell
FIA動畫
實驗目的
• 以流動注入自動分析儀(Flow Injection Analyzer)
配合可見光/紫外線分光譜儀，自動分析水中
的亞硝酸鹽的濃度
實驗原理
酸性環境下
亞硝酸離子
磺酸胺(sulphanilamide)
鹽酸奈乙二胺
(N-(1-naphthyl)-ethylenediamine HCL)
重氮磺胺離子
(diazinium ion)
偶氮染料(pink azo dye)
實驗原理
• 利用流動注入自動分析儀(Flow Injection
Analyzer) 將上述藥品混合反應偵測
• 生成的粉紅色偶氮染料(pink azo dye) 可用UVVis做定量
• 其最大吸收波長於543nm
儀器設備及藥品配製
•
JASCO 7800 可見光/紫外線光譜儀
•
EFE-300 流動注入自動分析儀
•
酸性磺胺試劑(HSUL)
•
鹽酸奈乙二胺試劑(NED)
•
NO2標準液
實驗步驟
• 酸性磺胺試劑(HSUL)：
將 2g 的 sulphanilamide (SUL)溶於 100mL 的15%v/v HCl 中
• 鹽酸奈乙二胺試劑(NED)：
將 0.3g 的N-(1-naphthyl)- ethylenediamine HCL(NED)溶於
100mL 水中
• NO2標準液：
將 0.345g 的亞硝酸鈉(sodium nitrite) 溶於 1L 的蒸餾水中，此
溶液濃度為 5000μM
• 以吸量管量取 NO2 標準液，將其稀釋成 10~70 μM
七個以上之不同濃度的標準溶液，備用
儀器操作--UV-Vis光譜儀
•
打開可見光/紫外線光譜儀和記錄器的電源，
熱機15分鐘
•
baseline校正
•
測量參數設定
儀器操作--流動注入自動分析儀
(FIA)
FIA管線之安裝 :
•
分別將Reagent 1、Reagent 2、Carrier及Waste四條
耐壓管夾在耐壓管固定夾兩端，按壓在卡座上
(如下圖)
儀器操作--流動注入自動分析儀(FIA)
將耐壓管個別置入下列溶液：
•
將Reagent 1的耐壓管放入 HSUL 溶液中
•
將Reagent 2的耐壓管放入NED 溶液中
•
將Carrier的耐壓管放入蒸餾水中
儀器操作--流動注入自動分析儀(FIA)
• 確定溶液流向朝下並將幫浦的流速設定為30
• 取出UV光譜儀主機中的流動樣品槽，將其斜放
約45度，以除去堵塞在樣品槽中的氣泡
• 確認管路系統中無氣泡後，將流動樣品槽放回樣
品槽中
(請參見影片一)
儀器操作--流動注入自動分析儀(FIA)
樣品之測量(時間掃描法)
•
以Reagent 1、Reagent 2及Carrier當作溶劑
•
將樣品注入管迅速置於標準液中，並馬上將管
流板上的注入閥轉至”LOAD”位置，讓標準液
進入樣品圈中
•
確認無氣泡滯留於樣品圈中後，再將注入閥轉
至”INJECT”的位置並立刻將樣品注入管從標
準液中取出
(請參見影片二)
儀器操作--流動注入自動分析儀
(FIA)
•
待吸收波峰出現後，即可重複上步驟，開始進
行下個標準液之測量
•
整個實驗需在10分鐘內完成
儀器操作--流動注入自動分析儀(FIA)
FIA管線清理
• 實驗結束後，將所有耐壓管皆放入去離子水中，
令去離子水流過整個管路系統約5分鐘
• 同時將樣品注入管置於去離子水中，旋轉注入閥
反覆在”LOAD”與”INJECT”間作切換以清洗樣
品圈
實驗操作影片(ㄧ)
▲請點選影片放
實驗操作影片(二)
▲請點選影片放
Reference
• Principles of Instrumental Analysis, 5th, SKOOG