光化学分析概述
14-光化学分析法
光分析法仪器的基本单元
1. 光源
依据方法不同,采用不同的光源:火焰、灯、激光、电 火花、电弧等;依据光源性质不同,分为:
连续光源:在较大范围提 供连续波长的光源,氢 灯、氘灯、钨丝灯等; 线光源:提供特定波长的 光源,金属蒸气灯(汞灯、 钠蒸气灯)、空心阴极灯、 激光等;
2.单色器
单色器:获得高光谱纯度辐射束的装置。 主要部件: (1)进口狭缝; (2)准直装置(透镜或反射镜):使辐射束成为平行 光线; (3)色散装置(棱镜、光栅):使不同波长的辐射以 不同的角度进行传播;
表面和薄膜 拉曼光谱在材料的研究方面,在相组成界面、晶界等课题中 可以做很多工作。 最近,对于拉曼光谱在金刚石和类金刚石薄膜的研究工作中 的应用,国内外学者的兴趣有增无减。 拉曼光谱已成CVD(化学气相沉积法)制备薄膜的检测和鉴 定手段。 尽管拉曼散射很弱,拉曼光谱通常不够灵敏,但利用共振或 表面增强拉曼技术就可以大大加强拉曼光谱的灵敏度。表面 增强拉曼光谱学(SERS)已成为拉曼光谱研究中活跃的一个 领域。
4. 检测器
(1)光检测器 主要有以下几种: 硒光电池、光电二极管、光电倍增管、 硅二极管阵列检测器、半导体检测器; (2)热检测器 主要有: 真空热电偶检测器:红外光谱仪中常用的一种; 热释电检测器 5. 信号、与数据处理系统 现代分析仪器多配有计算机完成数据采集、信号处理、 数据分析、结果打印,工作站软件系统;
光化学知识点总结
光化学知识点总结
一、光化学基本原理
1. 光的性质
光是一种电磁波,具有波粒二象性。光的波长和频率决定了光的颜色和能量。光的电磁波
特性将在后文中对光的分子间作用和光合作用等方面有重要应用。
2. 光的吸收
物质吸收光的能量后,电子会被激发到一个较高的能级,形成激发态。激发态的电子具有
较高的能量,可以参与化学反应。光的吸收将在光合作用和光敏化合物中有着重要应用。
3. 光的辐照
当物质受到光的辐照时,光的能量将被转化为物质的化学能。光的辐照对光催化反应、光
解反应等过程有着重要作用。
4. 光的作用
光能激活分子,促进化学反应的进行。光化学反应是指光能激活分子,使其发生化学变化
的过程。
二、光合作用
光合作用是光能转化成化学能的重要过程,是植物生长和生活的基础。
1. 光合色素
叶绿素是植物中最重要的光合色素之一,它具有吸收光的能力,可以将光能转化成化学能。光合色素会在光的作用下发生光合作用,将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气。
2. 光合作用的过程
光合作用是一个复杂的生物化学过程,包括光反应和暗反应两个阶段。光反应发生在叶绿
体中的类囊体内,叶绿体中的光合色素将光能转化成化学能,产生ATP和NADPH。这些
能量将在暗反应中用于合成葡萄糖和其他有机物。
3. 光合作用的意义
光合作用能够将光能转化成化学能,是植物生长和生活的基础。光合作用产生的葡萄糖和
氧气为植物提供能量,也为其他生物提供食物和氧气。
三、光催化反应
光催化反应是指在光的作用下催化剂促进化学反应的进行。光催化反应具有高效、温和、
环保等特点,在环境保护、能源转化等领域有着广泛的应用。
光化学分析
1光化学分析:基于电辐射能量与待测物质相互作用后产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法。
2原子吸收光谱:利用特殊光源发射出待测元素的共振线,并将溶液中的离子转变为气态原子后测定气态原子对共振线吸收而进行定量分析。
3分子荧光分析法:某些物质被紫外光照射激发后,在回到基态的过程中发射出比原激发波长更长的荧光,通过荧光强度进行定量分析。
4原子荧光分析法:气态原子吸收特性波长后,外层电子由基态或低能态跃迁到高能态,返回基态时发射出与吸收波长相同或不同的荧光辐射,在于光源成90°方向上测荧光强度,进行定量分析。
5分子磷光:最低单重激发态分子以无辐射弛豫方式进入第一、三重激发态,再跃迁返回基态,发出磷光,测定磷光强度进行定量分析。
6化学发光:利用化学反应提供能量,待测分子被激发,返回基态时发出一定波长的光,其强度与待测浓度之间有线性关系,进行定量分析。
7分子信标技术:一种基于荧光共振能量转移现象与碱基互补配对原则建立起来的一种技术。8分子振动能量转移:一对合适的荧光物质可以构成一个能量供体和能量受体时,其中供体的发射光谱与受体的吸收光谱重叠,当它们在空间上相互接近到一定距离时,激发供体而产生的荧光能量正好被附近的受体吸收,使得供体发射的荧光强度下降,受体荧光分子的荧光强度上升。
9核酸适体:从人工合成的DNA/RNA文库中筛选得到的能够高亲和性、高特异性与靶标分子结合的单链寡核苷酸。
10化学发光剂:在化学反光反应中参与能量转移并最终以发射光子形式释放能量的化合物。
1分子信标设计原理:①序列长度(环状序列比茎杆序列长两倍以上,茎杆序列不能过长或过短。过长,过于稳定,假阴性;过短,不稳定,假阳性)②茎杆序列中G和C的含量不能太高。③5’端的第一个碱基最好不要选择G。④由于被测对象DNA或RNA是大分子,存在扭曲现象,因此要选择被测对象的外围碱基序列,即容易接近的那段序列来设计信标。
光谱学和光化学分析
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目录
01 光 谱 学 基 础 知 识
02 光 化 学 分 析 原 理
03 光 谱 学 和 光 化 学 分
析技术
05 光 谱 学 和 光 化 学 分
析的发展趋势
04 光 谱 学 和 光 化 学 分 析的应用领域
优势:具有高灵敏 度、高分辨率和高 精度等优点,能够 提供丰富的分子结 构和化学环境信息 。
光化学分析技术
定义:利用光 化学反应进行 物质检测和分
析的方法
原理:基于物 质吸收光能后 发生化学反应 来自百度文库原理,通过 测量反应产物 的量来推算原
始物质的量
应用领域:环 境监测、生物 医学、食品检 测、化学分析
Part Two
光化学分析原理
光化学定义
光化学分析是利用 物质吸收光能后发 生化学反应或产生 光谱变化来进行分 析的方法。
光化学分析原理基 于物质对光能的吸 收、传递和转换等 过程,通过测量光 能被吸收或发射的 特性来进行分析。
光化学分析可以应 用于多个领域,如 环境监测、生物医 学、化学分析等。
农业研究:利用光谱学和光化学分析技术检测植物生长过程中的营养状况 和病虫害情况,为农业生产和科研提供帮助。
工业生产:在工业生产中,光谱学和光化学分析技术用于检测产品质量、 优化生产过程和提高生产效率。
光化学反应机理研究分析方法概述
光化学反应机理研究分析方法概述
光化学反应是指在光照条件下,分子之间的化学反应。光化学反应
机理的研究对理解化学反应的本质、开发光催化反应以及环境保护具
有重要意义。本文将概述光化学反应机理研究的一些常见分析方法。一、光谱学分析方法
光谱学是研究物质与光之间相互作用的学科。光化学反应机理的研
究中,通过测量吸收光谱、发射光谱、荧光光谱等光学性质的变化,
可以推测反应中的物种及其浓度的变化,从而获得反应机理的线索。1. 紫外-可见吸收光谱
紫外-可见吸收光谱是研究物质吸收或透过不同波长光线时产生的吸收变化的方法。在光化学反应机理的研究中,通过监测反应物的吸收
峰位、吸光度和浓度随时间的变化,可以推断反应过程中吸收物种的
生成或消失,从而揭示反应机理。
2. 红外光谱
红外光谱是利用物质在红外辐射下吸收光能并表现出不同频率振动
的一种分析手段。在光化学反应机理研究中,红外光谱可以用来研究
反应物的功能团、键的变化以及生成的中间体和产物的结构。
3. 荧光光谱
荧光光谱是研究物质在激发态与基态之间跃迁时产生的荧光现象的
光谱学方法。在光化学反应机理研究中,荧光光谱可以用来研究反应物、中间体和产物之间的电子能级变化,从而推断反应机理。
二、动力学分析方法
动力学研究反应速率和反应物浓度、温度、压力等因素之间的关系,可以揭示反应机理的一些细节。
1. 变温研究
通过在不同温度下观察反应速率的变化,可以揭示反应中的能垒和
反应路径。常见的变温研究方法有恒温器法、热电偶法、恒温颗粒沉
积法等。
2. 催化剂研究
光催化反应常使用催化剂来增强反应速率。通过研究催化剂的种类、浓度以及在反应中的作用,可以推断催化剂对反应机理的影响。
光化学反应的机理与解析
光化学反应的机理与解析
光化学反应是指在光照射下发生的化学反应。光能的输入对于化学反应的进行起着至关重要的作用。光化学反应的机理和解析对于我们深入了解这类反应以及应用于实际生产过程中具有重要意义。本文将对光化学反应的机理以及解析方法进行探讨。
一、光化学反应的机理
光化学反应的机理是指在光照射下,光能与化学反应物相互作用的过程。光化学反应的机理可以分为以下几个基本步骤:
1. 光吸收:化学反应物(一般为分子或离子)吸收光能,使其电子跃迁到高能级轨道,形成激发态。
2. 激发态存在:激发态的化学反应物在短时间内保持激发态,并通过供能或自发辐射的方式进行能量转移。
3. 激发态衰减:激发态的化学反应物经历一系列过程,如内转换、振动弛豫等,逐渐失去能量,回到基态。
4. 反应发生:激发态或基态的化学反应物经过碰撞或其他方式,形成新的化学物质。
以上步骤构成了光化学反应的基本机理。不同的化学反应物及其分子结构决定了光化学反应的种类和具体机理。
二、光化学反应的解析方法
为了深入了解光化学反应,对其进行解析是非常重要的。以下为几
种常见的光化学反应解析方法:
1. 光谱分析法:利用光谱学原理,研究光化学反应物在特定波长或
频率下的光吸收、光发射等特性。通过测量光谱曲线,可以揭示光化
学反应中物质发生变化的规律。
2. 动力学实验法:通过控制光照条件和反应物浓度,测定光化学反
应的速率随时间的变化规律。通过分析实验数据,得出光化学反应的
级数、速率常数等信息。
3. 量子化学计算方法:利用量子力学原理,模拟光化学反应中电子
的转移、能量的变化等过程。通过计算得到反应的电子结构、能垒等
光化学中的反应机理和产物分析
光化学中的反应机理和产物分析光化学反应是指在光照下发生的化学反应,是物质与能量相互
转化的过程。光化学反应的研究在化学、生命科学等领域具有重
要作用,常用于生命体系中的光合作用、合成有机化合物等领域。本文将重点探讨光化学反应的反应机理和产物分析。
一、光化学反应的反应机理
光照下发生的光化学反应通常需要光子能量撞击分子的匀速转
化为化学能量。这种一次性的过程需要符合一定的物理化学条件
才能实现光化学反应。下面将从光化学反应的基本原理、发生机
制和各种因素对光化学反应的影响等方面进行探讨。
1. 光化学反应的基本原理
光化学反应是指在光照下某些物质分子间发生的化学反应,在
吸收光的过程中,分子原子或笃基电子发生激发跃迁而产生高能
态分子。其中,对激发的物质(分子或离子)称为“光度”,激发
所产生的高能态物质称为“激发态”。而当激发态分子再次降至基
态时,为了达到更稳定的能量状态,光度分子和激发态分子之间
就可能有所赠接,引起一系列的化学反应,如单一电子转移、双
电子转移、加成反应、消除反应等。
2. 光化学反应的发生机制
光化学反应的发生机制符合化学反应的基本要求,即要满足反
应物分子之间的碰撞、能量传递和电子转移等过程。在光化学反
应中,光子能量击中了分子,激发其能量,使得反应物分子产生
不平衡态,从而引起了一系列电子转移反应。这些电子转移反应
涉及到电离、电荷转移、双电子转移、单电子转移和分子中心反
应等过程。
3. 光化学反应的影响因素
光化学反应的影响因素较多,主要包括光照强度、波长、光反
应体系及反应器条件等。光照强度是光化学反应中最重要的影响
光化学分析概述范文
光化学分析概述范文
光化学分析是一种利用光化学过程进行化学分析的方法。光化学过程是指分子或物质在光的作用下发生的化学反应。通过光化学分析,可以测定种类繁多的物质,如有机化合物、无机离子、药物、生物分子等,具有广泛的应用领域。
其中,吸收光谱法是最常用的光化学分析方法之一、它基于物质吸收特定波长的光而发生的电子激发过程,通过测定溶液吸光度的变化来确定目标物质的含量。吸收光谱法又分为分光光度法和比色法。分光光度法适用于多种物质的测定,可以通过选择不同的光谱特征进行分析;比色法则是利用染色反应使目标物质产生可见光吸收,改变溶液的颜色,再通过光度计测定溶液吸光度来测定目标物质的含量。
荧光法是利用分子在吸收光能后,在电子激发态上通过非辐射过程返回基态放出发光的一种分析方法。荧光的强度与目标物质的浓度成正比,因此可以通过荧光强度的测定来测定目标物质的含量。荧光法具有高灵敏度、高选择性和高特异性等优点,广泛应用于环境、食品、生物等领域。
磷光法是利用物质在光激发下,通过电子激发态到磷光激发态的过程而发射光的方法。磷光法对于一些物质具有较高的选择性和灵敏度,适用于测定含磷化合物、一些荧光猝灭物质等。
除了上述方法,光化学分析还可以与其他分析方法结合使用,如色谱法、电化学分析法、质谱法等。这些方法的结合可以提高光化学分析的灵敏度和选择性,解决一些复杂样品的分析问题。
光化学分析在环境监测、制药工业、食品安全、医学诊断等领域有着广泛的应用。比如,通过测定水中有机污染物的光化学降解速率,可以判
断水体中有机污染物的含量和其对环境的危害程度;通过荧光法可以测定一些药物在血液中的浓度,对药物治疗效果进行监测;通过吸收光谱法可以测定食品中添加剂的含量,保证食品的安全性等。
光化学反应的分析与应用
光化学反应的分析与应用
光化学反应是指在光的作用下,化学物质发生的反应。它是光化学研究的重要内容之一,被广泛应用于环境保护、化学分析、医学诊断等领域。本文将从反应机理、分析方法和应用三个方面来探讨光化学反应的重要性。
一、反应机理
光化学反应的本质是光能的转化,光子被吸收后,分子发生电子跃迁产生激发态,随后通过一系列反应失去能量,在产生化学反应时释放出来。光化学反应的反应物一般是有机物、金属配合物和卤素等,而催化剂可以提高反应速率。
1.1 光化学反应的步骤
光化学反应一般分为三步:激发、光解和反应。激发是指由于光子的作用,引起化学物质中电子的受激发,使分子从基态跃迁到激发态。光解是指在光照下,一些化学物质溶解或分解。反应则是指在光分解的基础上,化学物质与其它物质发生反应。
1.2 光化学反应的类型
光化学反应可以分为单独的光合反应和光解反应。光合反应是
指在光照下,化学物质由更高级的物质合成,如光合作用、光化
学还原等。光解反应是指在光照下,化学物质产生裂解,如光解水、光解二氧化碳等。
二、分析方法
光化学反应的研究需要用到各种分析技术,如光谱法、电化学、热化学等。下面将分别介绍这些分析方法。
2.1 光谱法
光谱法是测定分子吸收或发射光的物理方法,光谱的测定可以
分为紫外线可见光谱、荧光光谱、磁共振光谱等。光谱法是了解
光化学反应机理的重要方法之一。
2.2 电化学
电化学是研究化学变化过程中电能与化学能的相互转化关系的学科。光电化学研究中应用了很多电化学技术,如电化学去除废水中的污染物、电化学检测毒物等。
2.3 热化学
光化学反应的机理分析
光化学反应的机理分析
光化学反应是指在光照下,分子发生化学变化的过程。光化学反应是生命体系中的许多过程,例如光合作用、光反应、光捕获等过程。在光化学反应中,太阳能是化学反应的驱动力,光能转化为化学能,使得化学反应能够进行。本文将从光化学反应的机理方面进行分析,探究光化学反应的本质及其应用。
一、光化学反应的机理
1.电子激发
光化学反应中,分子被光子吸收后,能级发生改变,电子从基态跃迁到激发态。激发态的分子处于不稳定的状态,因此电子极易返回基态,这种过程称为辐射跃迁。辐射跃迁是分子激发态向基态转化的一种形式,是光化学反应中最常见、最基本的过程。
2.电子转移反应
光化学反应的本质是光能转化为化学能。电子从一个分子转移到另一个分子,形成化学键的过程叫做电子转移反应。在电子转
移反应中,通常会出现电子的加成和电子的捐赠。这些过程都是以电子为基础,通过电子互相影响的方式完成的。
3.造成单重态和三重态分子的形成
分子在发生过程中会形成具有不同数量的自旋电子的态,被称为单重态和三重态。单重态自旋是偶数,三重态自旋是奇数。在光合作用等生物过程中,三重态有着很高的活性,因此有着重要的应用。
二、光化学反应的应用
1.光化学加工
光化学加工是指利用光化学反应进行材料的加工和处理。例如利用紫外线实现光刻技术,将图形投影到硅片上并加以保护,从而实现成像和印刷的功能。此外,光聚合、光固化等技术也广泛应用于塑胶、涂料等行业。
2.光催化反应
光催化反应是利用光照作为催化剂,加速化学反应的发生。常见的光催化剂有TiO2、ZnO等,它们可以吸收可见光和紫外光,形成激发态,促进化学反应的发生。这种反应广泛运用于环保领域,例如污水处理、空气净化等。
光化学分析
2.EDS:Energy Dispersive pectroscopy
利用粒子性h 同时展谱
二.WDS分光 原理:
试样 X光 管
探测器G
准直光栏
利用Bragg方程。 e束
2
2dsin
分光晶体
EPMA与XRF的
WDS分光原理相同,
均用Bragg方程,
但几何布置有区别。
例:常用分光晶体LiF
QACWC1
WA2 RA2
QAAW A2
QABWB2
QACWC 2
WA3 RA3
QAAW A3
QABWB3
QACWC 3
求出各: QAA,QAB,QAC
同理求:Q B,Q AB,Q BB和 C Q C,Q A C,Q B CC
(4)实测:
对待测试样及各纯A,B,C作XRF,
应用已求得的 Q ij 求出各 RA,RB,RC
d2L0iF02.013A4
当 26024 时,接收到强信号。 o
则:= 2dsin1.790A4
确定为 CoKα1.7901
分光由晶Br体ag:g方程:sin1,即 2d1
对一定的晶体的(hkl), λ有确定范围
如:LiF
o
2d2004.02A
o
MAX 2dsi9noo04.0A 2
对 Ar18K4.19A 2 就不适用
大学化学 分光光度法
显色反应主要有配位反应和氧化还原反应,其中绝
大多数是配位反应。
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本章目录
一、 对显色反应的要求
1、灵敏度高,选择 较大的显色反应。避免共存组分 干扰。
2、选择性好,显色剂只与被测组分反应。 3、有色物组成固定,如: Fe3+ + 磺基水杨酸 → 三磺基水杨酸铁(黄色)
(组成固定)
Fe3+ + SCN - → FeSCN2+、 Fe(SCN)2 + …… (组成不固定)
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本章目录
仪器
紫外-可见分光光度计
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22
本章目录
§11.4 显色反应和显色条件的选择
显色反应和显色剂
在分光光度分析中,常利用显色反应把待测组分X 转变为有色化合物,然后再进行测定。
使试样中的被测组分与化学试剂作用生成有色化合 物的反应叫显色反应。
mX(待测物)+nR(显色剂)=XmRn(有色化合物)
A
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0 430
吸收曲线
480
530
λ/nm
选取测定波长为 510 nm。
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33
本章目录
2. 标准曲线的绘制
c / mg ·L-1 0.400 0.800 1.200 1.600 2.000 2.400 2.800 A 0.093 0.179 0.28 0.384 0.479 0.552 0.650
光化学分析技术
光化学分析技术
阿贝折射仪测定乙醇的含量分光光度计测定磷的含量分光光度计测定铁的含量
凡是基于检测能量作用于待测物质后产生的辐射讯号或所引起的变化的分析方法均可称为光化学分析法。光化学分析法愈来愈广泛应用于物理,化学和生物等各个学科领域,特别在物质组成和机构的研究、基团的识别、几何构型的确定以及表面分析等方面,更具有其优越性。
光化学分析法的分类
光化学分析法可以分为非光谱法与光谱法两大类。非光谱法是指那些不以光的波长为特征讯号,仅通过测量电磁辐射的某些基本性质(反射、折射、干涉、衍射和偏振)等的变化的分析方法。这类方法主要有折射法、比浊法,旋光法、衍射法等。光谱法主要是基于光的吸收、发射、拉曼散射等作用而建立的分析方法,它通过检测光谱的波长和强度来进行定性和定量分析。
1光谱法
光谱法可分为3种基本类型:吸收光谱法、发射光谱法和散射光谱法。
吸收光谱法:
吸收光谱是物质吸收相应的辐射能而产生的光谱。其产生的必要条件是:所提供的辐射能恰好满足该吸收物质两能级间跃迁所需的能量。具有较大能量的γ射线可被原子核吸收;X射线可被原子内层电子吸收;紫外和可见光可被原子和分子的外层电子吸收;红外线可产生分子的振动光谱;微波和射频可产生转动光谱。所以,根据物质对不同波长的辐射能的吸收,可以建立各种光谱法,如表3.3.1所示。
方法名称辐射能作用物质检测信号
莫斯鲍尔光谱法γ射线原子核吸收后的γ射线
X射线吸收光谱 X射线 Z>10的重元素吸收后的X 射线
放射性同位素原子的内层电子
原子吸收光谱法紫外、可见光气态原子外层的电子吸收后的紫外、可见光
光化学分析总结范文
光化学分析总结范文
光化学分析是一种利用光与物质间相互作用进行分析的方法。光化学
分析引入了化学与光学的原理和实验技术,能够利用光与物质的相互作用
来研究物质的组成、结构和性质。光化学分析具有快速、灵敏、无损伤等
特点,广泛应用于环境、医药、食品、农业等领域。
光化学分析中常用的光源有紫外光源、可见光源和激光等,其中紫外
-可见光分光光度计是一种常用的光化学分析仪器。其原理是利用物质吸
收光的特性,通过测量吸光度来间接反映物质的浓度。在光化学分析中,
常常需要对物质进行前处理,如溶解、萃取、稀释等,以使物质能够与光
发生相互作用。
光化学分析可以应用于物质的定性和定量分析。在定性分析中,通过
比较待测物质与已知物质的吸收光谱特征,来推断待测物质的种类。例如,在医药领域中,可以通过药物在特定波长下的吸收特性来确证其类别。在
定量分析中,通过测量物质的吸光度与浓度之间的关系,来计算物质的浓度。这种方法被广泛应用于药物、食品、环境等领域的成分分析。
光化学分析常用于环境监测。例如,利用紫外-可见光分光光度计测
定水体中的溶解氧、COD(化学需氧量)等指标,可以评价水体的水质状况。在医药领域,光化学分析也常用于药物的研究和生产中。例如,通过
测定药物在特定波长下的吸光度,可以评估药物的纯度和稳定性。
在食品分析中,光化学分析也发挥着重要作用。例如,利用光化学方
法可以测定食品中的维生素含量、污染物残留等。此外,光化学分析还应
用于农业领域。例如,通过测定土壤中各种有机和无机物质的光谱吸收特性,可以研究土壤的肥力和环境适应性。
光化学分析
O2,HO2-,O2十分慢 P + 1O2 *
Ⅱ Ⅲ 粉红色 蓝绿色
Ⅳ HO2+ CO2 Ⅴ—Ⅶ + 1O2* 快
14
OH HO
Ⅰ
O OH
Ⅱ
H O HO O O O OⅢ R O _ COO CH2
HO O
H HO O O O _ O R
O _ COO O
HO
R H HO
Ⅳ
R O OH
Ⅴ
O
HO
OH R
17
酶的催化直接发光
(4)通过酶转化的化学发光
酶的转化间接发光 直接发光:被测物在酶的催化下直接进行化学发 光,有人称这种发光现象为生物发光。 特点:发光量子产率较高,发光强度比一般的化 学发光大 108 ~ 106 倍。 应用:检测、研究和氧化反应有关的酶和底物。
18
例如萤火虫的发光是其体内的荧 光素(Luciferin)在荧光素酶 (Luciferase)催化下的氧化发 光。
N S N S N S N S
N S
N S
H COOH ATP
HO
Luciferin
O N S C O P O Ad _ O O N CAMP S O O
HO Luciferase
其反应机理为:
O2 HO
HO
N S
N S
光化学反应的基本原理分析
光化学反应的基本原理分析光化学反应是一种在光的照射下发生的化学反应。它利用能量高的光子激发原子、分子中的电子,使它们跃迁到激发态或离子态,从而引发化学反应。光化学反应在自然界中广泛存在,比如光合作用、大气化学、大洋化学等。在工业制药、光纤、半导体等领域中也有着广泛的应用。
光化学反应的基本原理是光激发分子或原子中的电子跃迁到激发态或离子态,这个过程需要光子的能量。光子是光的微粒子性质,具有电磁波的性质。物质中的分子或原子吸收特定波长的光子时,其电子跃迁到激发态或离子态,产生化学反应。光化学反应的化学方程式中,通常用hν表示入射光子,A表示受激发态或离子态,B表示基态下的反应物或产物。
不同的分子或原子对于入射光子的吸收各不相同,这取决于该分子或原子的电子能级结构。比如,分子或原子的吸收光谱中出现的吸收峰,就是分子或原子电子能级中跃迁产生的能量差的体现。当入射光子的能量与分子或原子吸收的光子能量相等时,就会引起分子或原子中的电子跃迁到激发态或离子态,从而引起化学反应。
除了吸收入射光子引起分子或原子中的电子跃迁外,还有一些其他的光化学反应机理。比如光解(Photodissociation)反应,分子吸收光子进入激发态后,产生裂解反应;电化学反应(Electrochemical reaction),在光照射下,光生电子和空穴会发生移动,进而产生电化学反应。
在光化学反应中,光的强度、光的频率、光的持续时间、反应物的浓度等因素都会影响化学反应的速率和选择性。光化学反应还可以发生在不同的环境中,比如液相、气相、固相等。在液相中的光化学反应,通常需要选择合适的溶剂和光源,优化反应条件,以提高反应速率和选择性;在气相中的光化学反应,通常需要在热、辐射等条件下进行,以获得高效的反应产物。
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h为普朗克常数:h=6.626×10-34 J· ,c为光速,λ 为波长 s
2. 电磁辐射与物质的相互作用
A 吸收
当原子、分子或离子吸收光子的能量与它们的基态能量和
激发态能量之差满足△E=hν 时,将从基态跃迁至激发态
,这过程称为吸收。若将测得的吸收强度对入射光的波
长或波数作图,得到该物质的吸收光谱。对吸收光谱的 研究可以确定试样的组成、含量以及结构。根据吸收光 谱原理建立的分析方法称为吸收光谱法。
可见区 380~780nm
近红外区 0.78~2.5μm 中红外区 2.5~50μm 远红外区 50~1000μm 微波 0.1mm~1m;无线电波 >1m
二、电磁辐射与物质相互作用
1. 电磁辐射的性质
电磁辐射是一种以极大的速度(在真空中为2.99792
× 1010 cm· -1)通过空间,而不需要以任何物质作为传 s 播媒介的能量形式。 电磁辐射具有波动性和微粒性— 称为电磁辐射的波粒二象性。
第七章
原子发射光谱分析
Atomic Emission Spectrometry, AES
一.教学内容
1. 原子发射光谱法的分析流程及特点; 2. 原子光谱的产生; 3. 谱线的强度及影响因素; 4. 原子发射光谱仪的结构及其新技术;
5. 定性、半定量、定量分析。
二.重点与难点
1. 原子发射光谱产生的原理; 2. 影响谱线强度的各种因素及强度的表达式; 3. 各种激发源的基本原理、特点及适应性; 4. 内标法的原理及相关条件的选择。
第七章
原子发射光谱分析
Atomic Emission Spectrometry, AES
第一节
一、光学分析概念 二、电磁辐射与物质相互作用 三、光学分析法分类
光学分析概述
四、光谱法仪器结构
一、光学分析概念
光学分析法是基于能量作用于物质后产生电磁
辐射信号或电磁辐射与物质相互作用后产生辐射信
号ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ变化而建立起来的一类分析方法。
争论一直持续到二十世纪,普朗克(Planck)提出的量子论 才把两者联系起来,并为科学界所共识,即光具有二象性。 普朗克认为,被热激发的振动质点的能量是量子化的。当振 子从一个被允许的高能级向低能级跃迁时,就有一个光子的 能量发射出来,一个光子的能量E与辐射频率ν的关系为:
E h h
C
B. 发射
当物质吸收能量后从基态跃迁至激发态,激发态是 不稳定的,大约经10-8s后将从激发态跃迁回至基态,此 时若以光的形式释放出能量,这个过程称为发射。
试样的激发有通过电子碰撞引起的电激发、电弧或
火焰的热激发以及用适当波长的光激发等。
三、光学分析法分类
光学分析法可分为光谱法和非光谱法两大类。 1. 光谱法是基于辐射能与物质相互作用时,测 量由物质内部发生量子化的能级之间的跃迁而产 生的发射、吸收或散射辐射的波长和强度而进行
电磁波具有波的性质,可以用以下的波参数来描述。 1. 周期T ,单位为s(秒) 。
2. 频率v,单位为Hz,。
3. 波长 相邻两个波峰或波谷间的直线距离称为波长。 4. 波数 即波长的倒数 。
1 T
C
~ 1 C
电磁辐射的微粒性
光的粒子论最早是牛顿提出来的。而波动论和粒子论的
光学分析法主要根据物质发射、吸收电磁辐射
以及物质与电磁辐射的相互作用来进行分析的。
光学分析法是仪器分析的重要分支。
电磁辐射包括从波长极短的γ射线到无线电波的 所有电磁波谱范围,而不只局限于光学光谱区。 γ射
线 5~140pm;X射线 10-3~10nm,光学区 10nm~ 1000μm: 其中: 远紫外区 10~200nm 近紫外区 200~380nm
由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的,表现形 式为带光谱。属于这类分析方法的有紫外-可见分光光度法 (UV-Vis),红外光谱法(IR),分子荧光光谱法(MFS),分子磷 光光谱法(MPS)等。
分析的方法。
光谱法依据于辐射作用的物质对象不同,一
般分为原子光谱和分子光谱两大类。
a. 原子光谱法:
是由原子外层或内层电子能级的变化产生的,它的表现形式
为线光谱。属于这类分析方法的有原子发射光谱法(AES)、 原子吸收光谱法(AAS),原子荧光光谱法(AFS)以及X射线荧 光光谱法(XFS)等。 b. 分子光谱法: