第5届全国大学生化学实验邀请赛（试卷B）.docVIP

第5届全国大学生化学实验邀请赛(试卷B)实验B　微波萃取-气相色谱法测定土壤中有机氯农药残留一、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。在环境有机分析中，除COD、BOD等常规监测项目外，还需分析复杂环境基质中微量或痕量毒害污染物，如已禁用多年、但在环境中仍广泛存在的持久性有机污染物( POPs)六六六和DDT。因此，对样品的预处理和分析仪器的检测能力提出了更高的要求。　　有关样品的预处理方法很多， 常用方法包括常规加热、液2液萃取(LLE) 、索氏抽提( Soxhlet) 、固相萃取( SPE) 、固相微萃取( SPME) 、加速溶剂萃取(ASE) 、超声波(Ultrasound)和微波(Microwave)消解/萃取等。其中，微波消解/萃取因其具有快速、高效、溶剂用量少等特点而受到广泛重视。1　实验原理　　微波是指频率在300MHz至300000MHz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：　　(1) 器皿洗涤；　　(2) 层析柱的填充；　　(3) 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；　　(4) 实验报告及思考题。三、试剂、材料和仪器　　(1) 主要试剂　　二氯甲烷和正己烷(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 μg/mL)；4种氯代农药混合贮存液α-六六六、β-六六六、δ-六六六和γ-六六六，均为1. 0μg/mL，按要求稀释至使用浓度(具体浓度略)。　　(2) 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，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。　　(3) 主要实验仪器　　XT29900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. 25μm)的4890型气相色谱仪(Agilent公司，美国)；旋转蒸发仪；氮吹仪。　　(4) 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)　　①土壤样品制备：采集的土壤样品(一般不少于20g)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，过2mm尼龙筛。再用玛瑙研钵研磨，过100目尼龙筛混匀后备用。　　②无水硫酸钠：置于马弗炉内，450℃灼烧4h，备用。　　③去活化硅胶(80～100目)：二氯甲烷索氏抽提72h，60℃下烘干，使用前经180℃活化12h，加入3%的蒸馏水去活化，密封保存待用。　　④硫酸硅胶：称取一定量的去活化硅胶，逐滴加入等量浓硫酸，且边滴边振荡，平衡过夜后密封保存待用。　　⑤中性氧化铝(100～200目)：二氯甲烷索氏抽提72h，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。四、器皿洗涤　　本竞赛中所用各类器皿已经过清洗和干燥。在使用前，只需用适当的有机溶剂润洗(注意有机溶剂的选择、润洗量及润洗方法)。五、实验步骤　　(1) 微波萃取步骤　　①准确称量2. 00g土壤样品，置于PTFE萃取罐中，加入约20mLCH2Cl2萃取溶剂，加盖密封，摇匀。贴好标签，交监考教师进行微波萃取。　　②将整个萃取罐放入XT29900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. 2MPa，萃取时间为5min，功率400W，开启微波开关。　　③当微波萃取