仪器分析知识点总结大全

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取代基为含孤对电子,如-NH2、-OH、-Cl,可使分子红移;取代基 为斥电子基,如-R,-OCOR,则使分子蓝移。
苯环或烯烃上的H被各种取代基取代,多产生红移。 5)pH值:红移或蓝移 6)溶剂效应:红移或蓝移
由n-*跃迁产生的吸收峰,随溶剂极性增加,形成 H 键的能力增加, 发生蓝移;由-*跃迁产生的吸收峰,随溶剂极性增加,激发态比基态
应时,可以试样作参比(不能加显色剂)。
第四章 原子发射光谱分析
4.1 概述 4.2 基本原理 4.3 AES 仪器 4.4 定性定量分析方法
关键词: 1)分析对象为大多数金属原子; 2)物质原子的外层电子受激发射产生特征谱线(线光谱); 3)谱线波长——定性分析;谱线强度——定量分析。
定义:AES是据每种原子或离子在热或电激发下,发射出特征的电磁 辐射而进行元素定性和定量分析的方法。
标准曲线法; 标准加入法; 内标法。
第二章 光学分析方法导论
光学分析方法: 利用光电转换或其它电子器件测定“辐射与物质相互作用”之后的辐射 强度等光学特性,进行物质的定性和定量分析的方法。
电磁辐射具有波动性和微粒性;E = hν = h c /λ 发射光谱
吸收光谱
线光谱: 由处于气相的单个原子发生电子能级跃迁所产生的锐线,线宽大约
定义,概念,名词解释 方法原理、特点 仪器 定性、定量分析 误差来源及消除
仪器分析方法及分类
仪器分析
光分析法
原子 光谱
分子 光谱
电化学分析法
电 电库 伏 导 位仑 安
色谱分析法
气相 色谱
液相 色谱
热分析法, 质谱分析法, 分析仪器联用技术
原 原原 子 子子 发 吸荧 射 收光
紫分 红 外子 外 可荧 见 光、
• ②不同浓度的同一种物质,其吸收曲线形状相似λmax不变。而对于不同 物质,它们的吸收曲线形状和λmax则不同不同浓度的同一种物质,在某 一定波长下吸光度 A 有差异,在λmax处吸光度A 的差异最大。此特性可 作作为物质定量分析的依据。
影响紫外-可见吸收光谱的因素
1)共轭体系的存在----红移 2)异构现象:使异构物光谱出现差异。 3)空间异构效应---红移 4)取代基:红移或蓝移。
€ €e €v €r 各轨道能级高低顺序: n**
紫外-可见光谱的波长范围:200-800 nm.
• (1) 转动能级间的能量差ΔΕr:0.005~0.050eV,跃迁产生吸收光谱 位于远红外区(50-100um)。远红外光谱(或分子转动光谱)
• (2) 振动能级的能量差ΔΕv约为:0.05~1eV,跃迁产生的吸收光谱 位于红外区(800-5000nm),红外光谱(或分子振动光谱)
分子光谱法
发射光谱法
原原分分 X 化




射 线

发荧荧磷 荧 发
射光光光 光 光
光谱仪器
吸收
光源或 炽热固体
样品容器
分光系统
光电转换
信号处理器
荧光
样品容器
分光系统
光源灯或 激光
光电转换
信号处理器
发射
光源+样品
分光系统
光电转换
信号处理器ຫໍສະໝຸດ 1、光源___ ____
____ ____ ____ _____ _____
b) 吸收波长:最强吸收带最大吸收波长原则 c) 狭缝宽度:减小狭缝宽度试样吸光度不变为准
反应条件的选择
合理选择显色剂;控制显色剂用量、显色时间、温度、放置时间等; 控制溶液酸度。
显色剂的选择原则
• a.选择性好,干扰少,或干扰容易消除;灵敏度足够高,有色物质的 应大于l04。
• b.有色化台物的组成恒定,符合一定的化学式。对于形成不同络合比 的络合反应可以控制实验条件,使生成一定组成的络合物。
_ _ _ _ _ Photovoltaic cell ,_ _ _ _
_____
_ Vacuum phototube _
_____
_ Photomultiplier tube _
_ _ _ _ _ Silicon diode _
______ ______
______ ______
_ Photodiode array, PDA _
3. 分光系统
定义: 将由不同波长的“复合光”分开为一系列“单一” 波长的
“单色光”的器件。
1)棱镜与光栅之比较
2)狭缝
S 单色器的分辨能力(有效带宽S)应由下式决定:
DW
D=倒线色散率;W=狭缝宽度。当单色仪的色散率固定时,波长间隔 将随狭缝宽度变化。
狭缝宽度的选择原则
定性分析:选择较窄的狭缝宽度—提高分辨率,减少其它谱 线的干扰,提高选择性;
第三章 紫外-可见分光光度法
紫外-可见吸收光谱 利用物质的分子或离子对某一波长范围的吸收作用,对物质进行定
性、定量分析及结构分析,所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特 定波长的光而产生的吸收光谱。
生色团
含有π键的不饱和基团称为生色团。
助色团
有一些含有n电子的基团,它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm的 光),但当它们与生色团相连时,就会发生n-π共轭作用,增强生色 团的生色能力(吸收波长向长波方向移动,且吸收强度增加),这样的 基团称为助色团。
3.3 紫外-可见光度计
光源
单色器
样品室
可见光区:钨灯。 紫外区:氢、氘灯。
•石英池, 玻璃池。
检测器
显示
光电二极管、 光电倍增管。
紫外-可见光度计的类型
可测多组份试样、混浊试样、不需参比液(消除了由于参比池的不同 和制备空白溶液等产生的误差) ,灵敏度高。
分光光度计的校正
波长标度校正:镨-钕玻璃(可见光区)和钬玻璃(紫外光区)进行校正。 吸光度标度校正:采用 K2CrO4 标准液校正
• c.有色化合物的化学性质应足够稳定,至少保证在测量过程中溶液的 吸光度基本恒定。
• d.有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大,即显色剂对光的吸收与 络合物的吸收有明显区别,一般要求两者的吸收峰波长之差(称为 对比度)大于60nm。
参比溶液的选择
• 1. 参比溶液的作用: 在进行光度测量时,调节仪器的零点,消除由于吸收池壁及溶剂对 入射光的反射和吸收带来的误差,有时还可以扣除干扰的影响
Charge -transfer device, CTD _ (Charge -injection device, CID )
(Charge -coupled device, CCD)
_____
_ Photoconductivity __
_ _ _ _ Thermocouple _
_ _ _ _ _ Bolometer _
C_ _______
___ __
_____ _____
_____
(photo transducer)
______
(Multichannel t ransducer)
_____ _ ___
(Thermal transducer)
___
_ _ (Vis) _ _ _ _ _ _ _ _
(UV-Vis)
能量有更多的下降,发生红移。
3.2 吸收光谱的测量-----Lambert-Beer 定律
吸光度A与透光率T:
A
A=log(I0/I)
A=log(1/T)
A
T = It/ I0
bc 当浓度以mol/L表示时,称 k 为摩尔吸光系数,以 表示
abc 当浓度以 g/L 表示时,称 k 为吸光系数,以 a 表示
磷 光
吸 分 吸分离尺亲 附 配 附配子寸和 色 色 色色交排色 谱 谱 谱谱换阻谱
色色 谱谱
仪器性能及其表征
精密度
误差 bias x
灵敏度 分析灵敏度
检测限
CDL
k1sb k
3sb k
线性范围
k/s
选择性
仪器分析校正方法
所谓校正,就是将仪器分析产生的各种信号与待测物浓度联系起来的 过程。
校正方法有:
• (3) 电子能级的能量差ΔΕe较大1~20eV。电子跃迁产生的吸收光谱 在紫外(200-400nm)—可见光区(400-800nm),紫外—可见光谱(或分子 的电子光谱)
紫外-可见吸收光谱的吸收曲线
• ①同一种物质对不同波长光的吸光度不同。吸收曲线可以提供物质的 结构信息,并作为物质定性分析的依据之一。
分析条件选择
• 分析中,为获得较高的灵敏度和准确度,需选择最佳测定条件 • (一)仪器测量条件 • (二)反应条件的选择 • (三)参比溶液的选择 • (四)干扰及消除方法
仪器测量条件
a) 由于光源不稳定性、读数不准等带来的误差。 c 0.434 T
当A=0.434 时,吸光度读数误差最小
c T lgT
为10-4A。 带状光谱:
由气态自由基或小分子振动-转动能级跃迁所产生的光谱,由于各能 级间的能量差较小,因而产生的谱线不易分辨开而形成所谓的带状光谱,
其带宽达几个至几十个nm。
原 原原 X

子子
射 线
发 吸荧 荧
射 收光 光
原子光谱法
吸收光谱法
原紫红核 子外外磁 吸可可共 收见见振
光谱分析法
紫红分分核化 外外子子磁学 可可荧磷共发 见见光光振光
红移
蓝移
(1)为什么分子光谱是带状光谱 (2)为什么紫外-可见光谱的吸收波长在200-800nm (3)为什么紫外-可见光谱可用于定性和定量分析
分子吸收光谱的形成
1. 过程:运动的分子外层电子--------吸收外来辐射------产生电子能级 跃迁-----分子吸收谱。
M + h ¾¾I0 ® M * ¾¾It ® h
• 2.参比溶液的选择原则: • (1)溶剂参比:试样组成简单、共存组份少(基体干扰少)、显色剂
不吸收时,直接采用溶剂(多为蒸馏水)为参比; • (2)试剂参比:当显色剂或其它试剂在测定波长处有吸收时,采用试
剂作参比(不加待测物); • (3) 试样参比:如试样基体在测定波长处有吸收,但不与显色剂反
• 标准曲线: • 标准对比: • 多组分定量:
偏离Lambert-Beer 定律
• 1. 样品性质影响 • a)待测物高浓度; • b)试液中各组份的相互作用; • d)胶体、乳状液或悬浮液对光的散射损失。
• 2. 仪器因素 a) 光源稳定性 b) 入射光的单色性。
• 对策: • 提高仪器的单色性 • 选择被测物的MAX平坦处作为测量波长 • 减小谱带宽度与狭缝宽度
__ *
_____ _
H2 _ D2 _ W_ __ Nernst _ ___ Hg _ Na _ _____ _______ _ ______ He-Ne ___ Ar _____ ____ ____ __ ICP
160-375nm
320-2500nm 250-700nm 6000-5000cm -1 _ ______ 254-734nm 589.0nm _ 589.6nm _____
693.4nm 632.8nm 515.4nm _ 488.0nm
__
对光源的要求:强度大(分析灵敏度高)、稳定(分析重现性好)。
2. 吸收池
除发射光谱外,其它所有光谱分析都需要吸收池。盛放试样的吸 收池由光透明材料制成。
❖ 石英或熔融石英:紫外光区—可见光区—3m; ❖ 玻璃:可见光区(350-2000nm); ❖ 盐窗(NaCl, NaBr晶体):红外光区。
定量分析:选择较宽的狭缝宽度—增加照亮狭缝的亮度,提 高分析的灵敏度;
应根据样品性质和分析要求确定狭缝宽度。并通过条件优化 确定最佳狭缝宽度。
与发射光谱分析相比,原子吸收光谱因谱线数少,可采用较 宽的狭缝。但当背景大时,可适当减小缝宽。
4. 光电转换器
定义:光电转换器是将光辐射转化为可以测量的电信号的器件。 理想的光电转换器要求: ➢ 灵敏度高; ➢ S/N大; ➢ 暗电流小; ➢ 响应快且在宽的波段内响应恒定。
_ _ _ _ Pyroelectric transducer _
____ UV-Vis
350 - (500 )max-750 nm _______ ibid 190 - 1100nm
U V-Vis
IR
真空光电管
阴极
e
光束 阳极丝(Ni)
抽真空
直流放大
R
- 90V DC +
阴极表面可涂渍不同光敏物质:高灵敏(K,Cs,Sb其中二者)、红光敏 (Na/K/Cs/Sb, Ag/O/Cs)、紫外光敏、平坦响应(Ga/As,响应受波长影响 小)。产生的光电流约为硒光电池的1/10。 优点:阻抗大,电流易放大;响应快;应用广。 缺点:有微小暗电流(Dark current,40K的放射线激发)。
光电倍增管
石英套
栅极,Grill
阳极
1个光子产生106~107个电子
光束 屏蔽
共有9个打拿极(dynatron),所加直流电压共为9010V
优点:高灵敏度;响应快;适于弱光测定,甚至对单一光子均可响应。 缺点:热发射强,因此暗电流大,需冷却(-30oC)。不得置于强光(如
日光)下,否则可永久损坏 PMT!
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