全国大学生化学实验竞赛B题.docVIP

第五届全国大学生化学实验邀请赛 实 验 试 卷 选手编号： 实验B 微波萃取-气相色谱法测定土壤中有机氯农药残留 竞赛内容 实验操作 实验报告 实验思考 总分 分 数 60 40 50 150 得 分 重要说明： 该实验竞赛（包括思考题）时间为8:00(8:30) am-4:00(4:30)pm。每超时10 min扣5分，最多不能超时30 min（以10 min为计时单位，不足10 min按10 min计）； 由于仪器数量不足以及运行时间较长，因此请您不要无谓地等待。您可进行后续实验准备或填写实验报告、回答思考题等，以避免无法按时完成全部实验； 如果您某个实验步骤完成得较快，确需等待一定时间后才能进行下一步的实验，请向监考老师提出，由其记录您的等待时间(填写实验报告或回答思考题不能算作等待时间)； 提供给每位选手使用的各类溶剂量已足够，请节约使用。如需增加使用溶剂，将被扣分； 由于有机溶剂与水完全不同的特性,因此在用滴管等转移有机溶剂时应防止其滴落。 一、实验目的 本实验通过样品预处理（微波萃取、层析柱分离净化以及浓缩等）及仪器分析测定等步骤，使学生了解实际样品中微量有机组分分析的整个过程，熟悉并掌握利用现代装置和仪器进行样品预处理、测定及数据处理方法，培养学生实际操作以及独立解决问题的能力。 二、实验原理及实验内容 环境及其环境污染问题已成为全球最为关注和研究的热点问题之一。在环境分析中，除COD，BOD等常规项目外，还需分析复杂环境基质中微量或痕量毒害污染物。因此，对样品预处理和仪器的检测能力提出了高的要求。 实验原理 微波是指频率在300 MHz至300000 MHz的电磁波。当微波电磁场作用于消解或萃取体系时，各种带电离子或具有一定极性的溶剂和目标物分子从原来的热运动状态转为跟随微波交变电磁场进行快速的排列取向。如，采用微波频率为2450 MHz，就会出现每秒近25亿次交变，分子间就会产生激烈的摩擦。在这一微观过程中，微波能量转化为样品内的能量，从而降低目标物与样品的结合力，加速目标物从固相转移到溶剂相的速率，提高萃取效率，从而达到快速消解或萃取的目的。 对于萃取液，通常不能直接进行GC分离分析，还需要采用一系列的分离、净化、浓缩或衍生化等前处理步骤，以消除样品基体对测定的干扰，同时保护仪器。 2. 实验内容（操作60分） 本实验竞赛内容主要包括： 器皿洗涤； 层析柱的填充； 微波辅助萃取土壤中微量有机氯农药；层析柱分离、净化及浓缩萃取液；毛细管气相色谱（GC）测定土壤中微量有机氯代农药（BHCs或六六六）含量； 实验报告及思考题。 三、试剂、材料和仪器 主要试剂：二氯甲烷和正已烷（HPLC级）、层析硅胶（80-100目）、中性氧化铝（100-200目）、无水硫酸钠和浓硫酸（AR级）；五氯硝基苯内标（PCNB, 2.0 (g/mL）；4种氯代农药混合贮存液（(-六六六、(-六六六、(-六六六和(-六六六，均为1.0 (g/mL），按要求稀释至使用浓度（具体浓度见P5实验报告）。 主要实验材料：漏斗及漏斗架各1个、滴管架1个、50 mL梨形瓶1个、50 mL容量瓶2 个、试剂瓶3个、PTFE萃取内罐1个、玻璃层析柱1支（见图），量筒2个，经抽提处理过的滤纸、脱脂棉，带刻度离心试管1支、玻棒、滴管和标签纸若干，废液瓶（杯）1个，抹布1条。 主要实验仪器：XT-9900高压密闭微波消解仪（上海新拓微波溶样测试技术有限公司）；配有某种检测器和HP-1毛细管色谱柱（15m(0.32mm(0.25(m）的4890型气相色谱仪（Agilent公司，美国）；旋转蒸发仪；氮吹仪。 样品及净化柱填充剂的制备（全部由实验室完成制备并置于称量台旁） 土壤样品制备：采集的土壤样品（一般不少于0 g）风干后，除去土样中石子和动植物残体等异物。用木棒或玛瑙棒碾压，2 mm尼龙筛。用玛瑙研钵研磨，过100目尼龙筛混匀后备用无水硫酸钠：马弗炉内450℃灼烧4 h 去活化硅胶80-100目：二氯甲烷索氏抽提72 h，60℃下烘干，使用前经180℃活化12 h，加入3%的蒸馏水去活化，密封保存待用 硫酸硅胶：称取一定量的去活化硅胶，加入等量浓硫酸，边滴边振荡，平衡过夜后密封保存待用； 中性氧化铝100-200目：二氯甲烷索氏抽提72 h，60℃下烘干。使用前在250℃活化12 h，加入3%的蒸馏水去活化，密封保存待用。 1. 微波萃取土壤样品于PTFE萃取罐中，mL CH2Cl2萃取溶剂加盖密封，摇匀。 将整个萃取罐放入XT-9900型高压密闭微波消解仪炉腔内，按说明书完成仪器初始化调节。设定微波萃取压力0. MPa，萃取时间为5 min，功率400 W，开启微波开关。 微波萃取完成后，取出