第十一章荧光分析法复习过程

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分析化学

第一章绪论

【基本内容】

本章内容包括分析化学的任务和作用；分析化学的发展；分析化学的方法分类（定性分析、定量分析、结构分析和形态分析；无机分析和有机分析；化学分析和仪器分析；常量、半微量、微量和超微量分析；常量组分、微量组分和痕量组分分析）；分析过程和步骤（明确任务、制订计划、取样、试样制备、分析测定、结果计算和表达）；分析化学的学习方法。

【基本要求】

了解分析化学及其性质和任务、发展趋势以及在各领域尤其是药学中的作用；分析方法的分类及分析过程和步骤。

第二章误差和分析数据处理

【基本内容】

本章内容包括与误差有关的基本概念：准确度与误差，精密度与偏差，系统误差与偶然误差；误差的传递和提高分析结果准确度的方法；有效数字及其运算法则；基本统计概念：偶然误差的正态分布和t分布，平均值的精密度和置信区间，显著性检验（t检验和F检验），可疑数据的取舍；相关与回归。

【基本要求】

掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系，误差产生的原因及减免方法，有效数字的表示方法及运算法则；误差传递及其对分析结果的影响。

熟悉偶然误差的正态分布和t分布，置信区间的含义及表示方法，显著性检验的目的和方法，可疑数据的取舍方法，分析数据统计处理的基本步骤。

了解用相关与回归分析处理变量间的关系。

第三章滴定分析法概论

【基本内容】

本章内容包括滴定分析的基本概念和基本计算；滴定分析的特点，滴定曲线，指示剂，滴定误差和林邦误差计算公式，滴定分析中的化学计量关系，与标准溶液的浓度和滴定度有关的计算，待测物质的质量和质量分数的计算；各种滴定方式及其适用条件；标准溶液和基准物质；水溶液中弱酸（碱）各型体的分布和分布系数；配合物各型体的分布和分布系数；化学平衡的处理方法：质子平衡、质量平衡和电荷平衡。【基本要求】

第十一章荧光分析方法

12
② 磷光(phosphorescence)发射：经过体系间跨越的分子再通过振动弛豫降至激发三重态的最低振动能级，分子在激发三重态的最低振动能级可以存活一段时间，然后返回至基态的各个振动能级而发出光辐射，这种光辐射称为磷光。 T1→S0+hνp 磷光发射时间较长，约10-4-10s。激发光停止后，磷光可持续一段时间。电子由S0→T1为禁阻跃迁，需由S1经过体系间跨越转化为T1。同一分子的S1→S0 比T1→S0 的能级差大，磷光的波长比荧光波长长
13
内转换 S2
S1 能量
振动弛豫
内转换
系间跨越
吸收
发射荧光
T1 T2
外转换磷光
振动弛豫
S0
λ1
λ
2
λ 3 λ 2 分子内的光物理过程
14
荧光与磷光的不同点：
跃迁时重度不同。荧光：S1→S0重度未变。磷光：T1→S0重度改变。辐射强度不同。荧光：强度较大，因从 S0→S1是自旋允许的，处于S1，S2态电子多，因而荧光亦强。磷光：很弱，因为S0→T1是自旋禁阻的，处于T1态电子少。寿命不同。荧光：10-9~10-7s，寿命短。磷光：10-4~100s，寿命稍长。
11
（2）辐射跃迁 ① 荧光发射：分子最初处于激发单重态，通过内
转换及振动弛豫，均可返回到第一激发单重态的

大学分析化学知识点总结

分析化学

第一章绪论

【基本内容】

本章内容包括分析化学的任务和作用；分析化学的发展；分析化学的方法分类（定性分析、定量分析、结构分析和形态分析;无机分析和有机分析；化学分析和仪器分析;常量、半微量、微量和超微量分析;常量组分、微量组分和痕量组分分析）；分析过程和步骤（明确任务、制订计划、取样、试样制备、分析测定、结果计算和表达)；分析化学的学习方法。

【基本要求】

了解分析化学及其性质和任务、发展趋势以及在各领域尤其是药学中的作用；分析方法的分类及分析过程和步骤.

第二章误差和分析数据处理

【基本内容】

本章内容包括与误差有关的基本概念：准确度与误差,精密度与偏差，系统误差与偶然误差；误差的传递和提高分析结果准确度的方法；有效数字及其运算法则；基本统计概念：偶然误差的正态分布和t分布，平均值的精密度和置信区间，显著性检验（t检验和F检验）,可疑数据的取舍;相关与回归。

【基本要求】

掌握准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系，误差产生的原因及减免方法，有效数字的表示方法及运算法则；误差传递及其对分析结果的影响。

熟悉偶然误差的正态分布和t分布,置信区间的含义及表示方法，显著性检验的目的和方法，可疑数据的取舍方法，分析数据统计处理的基本步骤。

了解用相关与回归分析处理变量间的关系。

第三章滴定分析法概论

【基本内容】

本章内容包括滴定分析的基本概念和基本计算；滴定分析的特点，滴定曲线，指示剂，滴定误差和林邦误差计算公式，滴定分析中的化学计量关系，与标准溶液的浓度和滴定度有关的计算,待测物质的质量和质量分数的计算；各种滴定方式及其适用条件；标准溶液和基准物质；水溶液中弱酸（碱）各型体的分布和分布系数；配合物各型体的分布和分布系数；化学平衡的处理方法：质子平衡、质量平衡和电荷平衡。【基本要求】

第十一章荧光分析法复习过程

第十一章荧光分析法

一、选择题

1．荧光分析法是通过测定( )而达到对物质的定性或定量分析。

A、激发光

B、磷光

C、发射光

D、散射光

2．下面( )分析方法不属于分子发射光谱法。

A、紫外一可见分光光度法

B、荧光分析法

C、磷光分析法

D、化学发光分析法

3．荧光发射光谱含有( )个发射带。

A、1

B、2

C、3

D、不一定

4．下列关于荧光光谱的叙述错误的是（）

A、荧光光谱的形状与激发光的波长无关

B、荧光光谱与激发光谱一般是对称镜像

C、荧光光谱属于分子的受激发射光谱

D、荧光激发射光谱与紫外吸收光谱重合

5．下列叙述错误的是（）

A、荧光光谱的最长波长和激发光谱的最长波长相对应

B、荧光光谱的最短波长和激发光谱的最长波长相对应

C、荧光光谱的形状与激发光波长无关

D、荧光波长大于激发光波长

6．激发态分子经过振动弛豫回到第一电子激发态的最低振动能级后，经系间窜越转移至激发三重态，再经振动弛豫降至三重态的最低振动能级，然后发出光辐射跃迁至基态的各个振动能级，这种光辐射称为( )。

A、分子荧光

B、分子磷光

C、瑞利散射光

D、拉曼散射光

7．关于振动弛豫，下列叙述中错误的是( )。

A、振动弛豫只能在同一电子能级内进行

B、振动弛豫属于无辐射跃迁

C、通过振动弛豫可使处于不同电子激发态的分子均返回到第一电子激发态的最低振动能级

D、振动弛豫是产生Stokes位移的原因之一

8．荧光寿命指的是( )。

A、从激发光开始照射到发射荧光的时间

B、受激分子从第一电子激发态的最低振动能级返回到基态所需的时间

C、从除去激发光光源至分子的荧光熄灭所需的时间

仪器分析课件12荧光分析法

• 荧光分析法的灵敏度高于紫外-可见分光光度法
荧光法
F=Kc
紫外法 A lg T lg I
I0
36
二、定量分析方法
1. 工作曲线法
用空白溶液调零用标准溶液调满刻度
F cx
c1
c2 c3 c4 c5
20 40 60 80 100%
16 32 48 64 80%
37
2. 比例法（对比法）
消除干扰，提高选择性、灵敏度
脉冲激光
样品
干扰组分
44
3. 同步荧光分析
固定，同时扫描激光光谱和发射光谱若： = em - ex
Fsp = KcFem Fex 提高灵敏度和选择性
混合物的同步荧光光谱（ =3nm）
45
4. 胶束增敏荧光
CH3(CH2)11OSO3-Na+ 非极性疏水基团极性亲水基团增加溶解度增加荧光效率增加荧光的稳定性
第十一章荧光分析法
fluorometry
1
概述
方法特点
灵敏度高选择性好
分类
分子荧光原子荧光
紫外荧光 X射线荧光红外荧光
2
第一节基本原理
一、分子荧光（一）分子荧光的产生 1．分子的电子能级与激发过程
hc
E
S0
S1*
T1*

第十一章荧光分析法解析

散射光子与物质相碰撞，使光子的运动方向发生改变而向不同的方向散射。
瑞利散射光子和物质分子发生弹性碰撞，只有光子运动方向发生改变的散射光，其波长与入射光波长相同。
拉曼散射光子和物质分子发生非弹性碰撞，光子运动方向发生改变的同时，光子与物质发生能量交换，发射出比入射光更长或更短的散射光。
源发光源（氙灯）、激发单色器、样品池、发射单色器、检测系统
荧光分光光度计结构示意图 1.光源
2、4、7、9. 狭缝 3.激发单色器
5.样品池 6.表面吸光物质 8.发射单色器 10.检测器 11.放大器 12.指示器 13.记录器
1、光源
汞弧灯低压汞灯：254 nm 氙弧灯荧光光源强度 > 紫外-可见吸收光谱光源强度激光光源激光诱导荧光
3. 酸度
每一种荧光物质都有其最适宜的pH范围
S
O
3
- H+
S
O
3
p H = 6 .4 ~ 7 .4 OH
O-
无荧光
蓝色荧光
+ H+ p H = 4.8 ~3.4 NH2
蓝色荧光
N H 3+ 无荧光
苯胺在（ C）条件下荧光强度最强 A. pH=1 B. pH=3 C. pH=10 D. pH=13
是芳香族化合物。（分子刚性平面结构增大）另一类络合物是三元离子缔合物。

11分子荧光分析法

光谱图中，激发光谱总是在左，发射光谱总是在右。
2.3 激发光谱与荧光光谱呈现镜像对称关系
100 80 60 F 40
a
b1 c c1 0 b 0 b2 c2 b4 b3
360 440
蒽的激发光谱（虚线）荧光光谱（实线）
20
0 200 V=4 V=3 V=2 V=1 V=0
c3 c4
520 nm
∆E4 ∆E3 ∆E2 ∆E1
萘的激发光谱、荧光和磷光光谱
注：相当于荧光物质的吸收光谱；激发荧光最灵敏波长（ex）是荧光强度最大所对应波长。
荧光光谱（fluorecence spectrum）：固定激发光波长为最大激发波长，测定不同荧光波长下的荧光强度，以发射波长为横坐标，荧光强度为纵坐标作图，得到荧光发射光谱。
CS FX F 0 C X
三、荧光分析法的应用有机物的荧光分析芳香族及具有芳香结构的有机化合物在紫外光照
射下大多数能产生荧光，某些弱荧光物质可与荧光
剂作用生成强荧光物质。 1.油脂苯并（a）芘测定：油样经提取、浓缩、纯化后进行荧光测定，ex ＝ 386nm、em＝406nm。 2.尿中N1－甲基尼克酰胺的测定：尿液经纯化、碱处理和酮缩合成为带有黄色荧光的衍生物，在酸性溶液中加热变成稳定而产生强蓝色荧光的物质,ex ＝355nm、em＝430nm 。

分析化学第11章--荧光分析法

第11章荧光分析法
概述基本原理定量分析方法荧光分析技术及应用
11.1 概述
1.光致发光：物质受到光照射时，除吸收某种波长的光之外还会发射出比原来所吸收光的波长更长的光，这种现象称为光致发光。
2.荧光(fluorescence)：物质分子接受光子能量被激发后，从激发态的最低振动能级返回基态时发射出的光。
2)电子能态的多重性：
M=2S+1
S:总自旋量子数。S＝s1+s2 对于 S=1/2 +(-1/2)=0
M=2S+1=1
对应基线单重态；
对于激发态
s1=1/2,s2=1/2,
S=1/2+1/2=1, M=2×1+1=3 三重态
• 单重态与三重态的区别 1）电子自旋方向不同； 2）激发三重态的能量稍
外转换常发生在第一激发单重态或激发三重态的最低振动能级向基态转换的过程中。
d.体系间跨越(intersystem crossing):
处于激发态的电子发生自旋反转而使
分子的多重性发生变化的过程。
如：S1*
T1*
2.辐射跃迁
a.荧光发射：处于任一激发单重态的分子，通过内转换及振动驰豫，可回到第一激发单重态的最低振动能级，然后再以辐射形式发射光量子而返回至基态的任一振动能级，这时发射的光量子称为荧光。

第十一章原子吸收与原子荧光光谱法

火焰的种类富燃火焰化学计量火焰贫燃火焰燃助比约1：3 约1：4 约1：6
乙炔—空气火焰的种类
火焰的性质还原性中性氧化性火焰状态层次模糊呈亮黄色层次清楚蓝色透明火焰发暗高度缩小应用范围易氧化而形成难解离氧化物的元素如Al、Ba、Cr、Mo等大多数元素皆适用碱金属和不易氧化的元素如Ag, Au、Pd等
3）单色器性能参数
（1）线色散率（D）：两条谱线间的距离与波长差的比值ΔX/Δλ。常用其倒数 Δλ/ΔX。由于锐线光源的谱线简单，故对单色器的色散率要求不高（线色散率为10－30Å/mm）。
（2）分辨率：仪器分开相邻两条谱线的能力。（3）通带宽度（W）：指光线通过单色器出射狭缝的谱线宽度，它是由单色器的狭缝宽度（S）和倒色散率（D）决定。当倒色散率（D）一定时，可通过选择狭缝宽度（S）来确定： W=DS
钨丝灯光源和氘灯，经分光后，光谱通带0.2nm。而原子吸收线的半宽度：10-3nm。如图所示：
若用一般光源照射
时，吸收光的强度变
化仅为 0.5% 。灵敏度极差。
若将原子蒸气吸收的全部能量，即谱线下所围
面积测量出（积分吸收）：

K
v
dv
2
e
2
mc
N0 f
e
2
mc
Nf

分析化学第十一章荧光分析法

分析化学第十一章荧光分析法
荧光效率与荧光发射过程的速率及无辐射过程的
速率有关。
f
Kf
Kf
Ki
式中，Kf是荧光发射过程速率常数，∑Ki是系间
跨越和外转换等有关无辐射跃迁过程的速率常数总
和。其中Kf主要取决于分子的化学结构，而∑Ki主要
取决于化学环境。
化学环境能使体系的Kf升高、Ki降低，从而可使
分析化学第十一章荧光分析法
二、荧光寿命和荧光效率
荧光寿命和荧光效率是荧光物质的重要发光参数㈠荧光寿命
荧光寿命是当除去激发光源后，分子的荧光强度降低到最大荧光强度的1/e所需的时间，常用 τf 表示。
当荧光物质受到一个极其短暂的光脉冲激发后，荧光强度的变化可用下列公式表示：
Ft F0eKt
分析化学第十一章荧光分析法
若t = τf , 此时Ft =（1/e）F0，则上式为：
F0/eF0eKf
则K= 1/τf，将其带入 Ft F0eKt
则得： ln F 0 t
以 ln
F0 Ft
Ft f
对t 作图，直线斜率即为： 1/τf ,
由此计算荧光寿命。利用分子荧光寿命的差
别，可以进行荧光混合物的分析。
第十一章荧光分析法
分析化学第十一章荧光分析法
本章基本要求：
⒈理解分子荧光的基本原理； ⒉理解分子荧光激发光谱、发射光谱的含义； ⒊掌握分子荧光发射光谱的特征； ⒋了解荧光光谱仪的组成及部分作用； ⒌掌握荧光分析法的主要应用范围。

第十一章荧光分析法

22
2.分子结构与荧光的关系 1）跃迁类型： π → π* 的荧光效率高,有较强紫外吸收，有利于荧光的产生； 2）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移
23
3）刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的相互作用，故具有很强的荧光。如荧光素和酚酞有相似结构，荧光素有很强的荧光，酚酞却没有。
光致发光：分子吸收某种波长的光后发射出比原来吸收光的波长更长的光的现象。
M+ h →M＊
h ’
荧光：物质分子接受光子能量被激发后，从激发态的最低振动能级返回基态时发射的光。
M
荧光分析法: 根据物质所发射的荧光谱线的位置及强度进行物质鉴定和含量测定的方法。
3
第一节荧光分析法的基本原理
一、分子荧光（一）分子荧光的产生 1.分子的电子能级与激发过程分子的电子能级中包括振动能级和转动能级根据“能量最低原则”和“Pauli不相容原则”，
27
3. 溶液pH 对酸碱荧光物，pH影响离解、型体分布，从而影响荧光强度，需要严格控制。
OH _ OH H+ _ O
pH≈1 有荧光
pH≈13 无荧光
28
4.荧光熄灭剂 1）荧光猝灭
荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子相互作
用引起荧光强度降低的现象。 2）荧光熄灭剂：使荧光强度降低的物质又称为荧光猝灭剂。如卤素离子、重金属离子、氧分子、硝基化合物、重氮化合物、羧基化合物等。

第十一章荧光分析法复习过程

第十一章荧光分析法

一、选择题

1．荧光分析法是通过测定( )而达到对物质的定性或定量分析。

A、激发光

B、磷光

C、发射光

D、散射光

2．下面( )分析方法不属于分子发射光谱法。

A、紫外一可见分光光度法

B、荧光分析法

C、磷光分析法

D、化学发光分析法

3．荧光发射光谱含有( )个发射带。

A、1

B、2

C、3

D、不一定

4．下列关于荧光光谱的叙述错误的是（）

A、荧光光谱的形状与激发光的波长无关

B、荧光光谱与激发光谱一般是对称镜像

C、荧光光谱属于分子的受激发射光谱

D、荧光激发射光谱与紫外吸收光谱重合

5．下列叙述错误的是（）

A、荧光光谱的最长波长和激发光谱的最长波长相对应

B、荧光光谱的最短波长和激发光谱的最长波长相对应

C、荧光光谱的形状与激发光波长无关

D、荧光波长大于激发光波长

A、分子荧光

B、分子磷光

C、瑞利散射光

D、拉曼散射光

7．关于振动弛豫，下列叙述中错误的是( )。

A、振动弛豫只能在同一电子能级内进行

B、振动弛豫属于无辐射跃迁

C、通过振动弛豫可使处于不同电子激发态的分子均返回到第一电子激发态的最低振动能级

D、振动弛豫是产生Stokes位移的原因之一

8．荧光寿命指的是( )。

A、从激发光开始照射到发射荧光的时间

B、受激分子从第一电子激发态的最低振动能级返回到基态所需的时间

C、从除去激发光光源至分子的荧光熄灭所需的时间

第十一章荧光分析法

Φf=1。 2.溶剂
同一处荧光物质溶于不同溶剂，其荧光光谱的形状和强度可能有明显不同。一般随溶剂极性增强，荧光物质的Л→ Л跃进几率增加，荧光强度将增强，荧光波长也发生红移。（∵△EЛ→Л*↓）若溶剂和荧光物质形成氢键或溶剂命名荧光物质电离状态改变，则荧光波长和荧光强度也会民生改变。 3.溶液的 PH 值：
第二节荧光分析的基本原理
一、荧光的产生一个分子的电子能态的激发包含了电子从基态轨道跃
２
迁到激发态轨道，分子的能量相应地增加，并改变了分子的对称性，分子的多重态也可能发生改变。 1、分子激发态：
分子在基态时通常具有多对自旋成对的电子，这些电子在各个原子或分子轨道上运动，方向相反。电子的自旋状态可用自旋量子数（S）表示，S=±1/2，所以配对电子自旋总和 S 为 0。那么这个分子光谱项多重性 M=2S+1（电子能态多重性—在外加磁场作用下，能级分裂由相隔很近的几条谱线组成）时，此时所处的电子能态称为单重态（singlet state）一单线态，以 S 表示。当配对电子中一个电子被激发到某一较高能量级时，将可能形成两种激发态，一种是受激电子的自旋仍然保持方向相反，称为激发单重态；另一种受激电子自旋反转，两个电子自旋相互平衡，此时总自旋量子数 S=1，这时分子处于激发三重态（三线态），M=2S+1=3，以 T 表示（triplet state）。

分析化学荧光分析法11

8
非辐射能量传递过程振动弛豫：同一电子能级内以热能量交换形式由高振动能级至低相邻振动能级间的跃迁。由高振动能级至低相邻振动能级间的跃迁。发生振动弛豫的时间10 生振动弛豫的时间10-12 s。振动弛豫只能在同一电子能阶内进行内部能量转换（内转换）：）：当两个电子激发态内部能量转换（内转换）：当两个电子激发态之间的能量相差较小，以致其振动能级有重叠之间的能量相差较小，时，受激分子常由高电子能级以无辐射方式转移至低电子能级的过程。移至低电子能级的过程。
15
2
,λ 1)，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最，产生不同吸收带，但均回到第一激发单重态的最第一激发单重态
‘ 2
低振动能级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光(如低振动能级再跃迁回到基态，产生波长一定的荧光如λ
)
16
镜像规则的解释
S0 →S2
S0 →S1
17
三、荧光的产生与分子结构的关系 1.荧光寿命和荧光效率
22
23
第三节荧光定量分析方法
1. 定量依据
荧光强度F 正比于荧光吸收的光量和荧光量子效率ϕ 吸收的光量I 荧光强度正比于荧光吸收的光量 a和荧光量子效率ϕ ： F = K ’ Ia Ia=I0-I
由朗伯-比尔定律： Ia = I0(1-10-Ecl ) 由朗伯比尔定律：比尔定律 F = K’ I0(1-10-Ecl ) = K’ I0(1-e-2.3Ecl ) 浓度很低时，浓度很低时， Ecl<0.05，将括号项近似处理后：，将括号项近似处理后： F = 2.3 K’ I0 Ecl = Kc

荧光分析法

27
3. 溶液pH 对酸碱荧光物，pH影响离解、型体分布，从而影响荧光强度，需要严格控制。
OH _ OH H+ _ O
pH≈1 有荧光
pH≈13 无荧光
28
4.荧光熄灭剂 1）荧光猝灭
荧光物质分子与溶剂分子或其它溶质分子相互作
用引起荧光强度降低的现象。 2）荧光熄灭剂：使荧光强度降低的物质又称为荧光猝灭剂。如卤素离子、重金属离子、氧分子、硝基化合物、重氮化合物、羧基化合物等。
34
2.定量方法
1）标准曲线法：
F Kc F Kc 配制一系列标准浓度试样测定荧光强度，绘制标
准曲线，再在相同条件下测量未知试样的荧光强
度，在标准曲线上求出浓度；
35
2）比例法：在线性范围内，测定标样和试样的荧光强度
Fs F0 cs Fx F0 cx cs Fx F0 cx Fs F0
受激分子S1
系间窜跃
T1
振动弛豫
T1的最低振动能级
磷光单重基态(s0)
17
（二）荧光的激发光谱和发射光谱
1.激发光谱：表示不同激发波长的辐射引起物质发射某一波长荧光的相对效率。荧光强度（F）与激发波长（λ
ex）
的关系曲线。
2.发射光谱（荧光光谱）：保持激发光的波长和强度，测定发射的荧光在各个波长下的相对强度，记录荧光强度（F）对发射波长（λem）的关系曲线。

第十一章荧光分析法复习过程

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第十一章 荧光分析方法

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第十一章荧光分析法解析

11分子荧光分析法

分析化学第11章--荧光分析法

第十一章 原子吸收与原子荧光光谱法

分析化学第十一章荧光分析法

第十一章荧光分析法

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第十一章 荧光分析法

分析化学荧光分析法11

荧光分析法

第十一章荧光分析方法

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第十一章原子吸收与原子荧光光谱法

第十一章荧光分析法复习过程

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