仪器分析作业,第一章30题ppt课件
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环境仪器分析 第一章 绪论PPT课件
38
领域 ：环境水质、空气、固废、土壤和生物等 方向：金属污染物、非金属无机污染物和有机污
染物等 尤其是在有机污染物的定性、定量、结构分析、
迁移、转换等的研究中
13
环境仪器分析的特点
优势：
灵敏度高，检测下限低，样品用量少--适于微量、 痕量和超痕量成分的测定；
选择性好--适于复杂组分试样的分析； 操作简单，分析速度快--适于批量试样的分析； 组合能力和适应性强--可在线分析，实现数据采
9
化学分析
重量法 化学法
仪器分析
物理分析法 物理化学分析法
10
环境仪器分析？
环境分析及监测中常用的仪器分析方法
仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基
础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号 与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对物 质进行定性、定量、形态和结构分析
11
环境仪器分析的内容
整体与局部 分析仪器—结构流程—关键部件
基础知识 无机化学、有机化学、分析化学、物理化学
7
目标和要求
理解、掌握各类仪器分析方法的基本组成和工作 原理；
掌握各类仪器分析的定性、定量方法； 初步掌握根据需要进行方法选择和基本应用。
8
第一章 绪论
环境仪器分析的内容 环境仪器分析的特点 环境仪器分析常用术语 环境仪器分析的应用实例
质谱分析法
其他分析法
联用技术
20
环境分析中最常用的仪器方法
气相色谱法 紫外可见分光光度法 原子吸收光谱法
21
环境仪器分析应用实例
光分析法：
原子发射光谱法测定土壤、水系沉积物中的微量 银
火焰原子吸收光谱测定空气中的铅 紫外分光光度法测定水体中油类含量 非色散红外吸收法测定固定污染源排气中的一氧
领域 ：环境水质、空气、固废、土壤和生物等 方向：金属污染物、非金属无机污染物和有机污
染物等 尤其是在有机污染物的定性、定量、结构分析、
迁移、转换等的研究中
13
环境仪器分析的特点
优势：
灵敏度高，检测下限低，样品用量少--适于微量、 痕量和超痕量成分的测定；
选择性好--适于复杂组分试样的分析； 操作简单，分析速度快--适于批量试样的分析； 组合能力和适应性强--可在线分析，实现数据采
9
化学分析
重量法 化学法
仪器分析
物理分析法 物理化学分析法
10
环境仪器分析？
环境分析及监测中常用的仪器分析方法
仪器分析：以物质的物理或物理化学性质为基
础，探求这些性质在分析过程中所产生分析信号 与被分析物质组成的内在关系和规律，进而对物 质进行定性、定量、形态和结构分析
11
环境仪器分析的内容
整体与局部 分析仪器—结构流程—关键部件
基础知识 无机化学、有机化学、分析化学、物理化学
7
目标和要求
理解、掌握各类仪器分析方法的基本组成和工作 原理；
掌握各类仪器分析的定性、定量方法； 初步掌握根据需要进行方法选择和基本应用。
8
第一章 绪论
环境仪器分析的内容 环境仪器分析的特点 环境仪器分析常用术语 环境仪器分析的应用实例
质谱分析法
其他分析法
联用技术
20
环境分析中最常用的仪器方法
气相色谱法 紫外可见分光光度法 原子吸收光谱法
21
环境仪器分析应用实例
光分析法：
原子发射光谱法测定土壤、水系沉积物中的微量 银
火焰原子吸收光谱测定空气中的铅 紫外分光光度法测定水体中油类含量 非色散红外吸收法测定固定污染源排气中的一氧
[工学]仪器分析教案第一章绪论ppt
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分类
常量组分分析 半微量组分分析
微量组分分析
组分相对含量/%
>1 0.01~1 <0.01
2021/11/20
第十九页，共32页。
仪器分析属于分析化学的范畴，是分析化 学的一类，也有人称其为现代分析化学。
• 分析化学是一门信息科学，它的基本目的 是研究如何获取有关物质系统化学成分与 化学结构方面定性、定量的相关信息，它 对化学科学发展的贡献极大，甚至被有些 人称为 “现代化学之父”。
红外光谱仪
2021/11/20
第二十四页，共32页。
HP高压液相色谱仪
2021/11/20
第二十五页，共32页。
极谱仪
2021/11/20
第二十六页，共32页。
库仑分析仪
2021/11/20
第二十七页，共32页。
X-射线衍射仪
2021/11/20
第二十八页，共32页。
光栅摄谱仪
2021/11/20
The correlation with instrumental analysis and chemical analysis
2021/11/20
第八页，共32页。
一、仪器分析原理
Principium of the instrumental analysis 1.仪器分析原理
定义：仪器分析是指采用比较复杂、特殊的仪器设备， 通过测定某些物理或物理化学性质以确定待测目标的 组成、含量、结构的一类分析方法。 仪器分析的依据：原则上凡能用仪器来表征物质特征 的性质，都可以用来作为分析该物质的依据。
2021/11/20
第二十页，共32页。
化学分析：以化学反应为基础的分析方法，
使用的仪器设备比较简单。
《仪器分析》幻灯片PPT
〔三〕物质对光的选择性吸收 当辐射光通过某物体时〔气、液、固〕。
其中某些频率的光被物质选择性吸收， Io I , 即局部辐射能被转移到了物质的原子或分 子上，从而使这些粒子的能级发生跃迁〔基 态 激发态〕。
物质对光产生选择性吸收必须符合：
因为不同物质，分子构造不同，跃迁时 能级差不同，决定了其对光的选择性吸收。
激发态的分子〔原子〕不稳定〔瞬间〕，
吸收光谱法
分子吸收光谱法：物质分子在辐射能作用下，分子内部能 级发生跃迁，产生分子吸收光谱，据此建立的分析方法。 〔UV、 VIS 、 IR)
原子吸收光谱法〔基于被测元素基态原子在蒸气状态下对 特征电磁辐射的吸收而进展元素定量分析的方法----金属元 素〕
核磁共振波谱法〔在外磁场作用下，用10—100m无线电波 照射分子，可引起分子中某种核的能级跃迁，使原子核从 低能级跃迁到高能级，即核磁共振，且在某些特定磁场强 度处产生强弱不同的吸收信号。以吸收信号频率对信号强 度作图---NMR波谱图--- NMR 法〕
电磁辐射和电磁波谱
〔一〕电磁辐射
光为电磁辐射，又称电磁波，是宇宙间的一 种能量形式，以极高速度通过空间传播〔 无线电波〕。具有波粒二象性，即波动性和粒 子性。
波动性：
其中 : 波数〔cm-1)
例 计算 =200nm
=?
=?
粒子性：
一个光子具有的能量
h: planck (6.626×10-34 J·S； 6.626 ×10-27 erg ·S) 1eV=1.602 ×10-12 erg = 1.602 ×10-19 J 由上式知，光子越短，越高，E越大
解：
Lambert-Beer定律的应用条件
1.单色光〔复色光失效〕 2.稀溶液 3.可见光、紫外线、红外线 4.气体、液体、透明均质固体 5.吸收值具有加合性，如溶液中有2种或2种以上组 分共存且不互相影响性质，此定律仍然适用，那么： A总=A1 +A2 +…+An 这是测定混合物的依据。
仪器分析 第一章绪论PPT课件
的析； ③要求作分布、断层、微区 分析； ④要求作快速、连续、自动的动态、瞬时分析； ⑤要求作现场在线、实时、遥感分析； ⑥要求作非破坏的无损 、非侵入、活体等分析；
21
理论
科技进步为仪器分析的发展提供了“空前 的 可能” ——主要是新概念、新材料、新技 术、新理论。
学科发展现状：分析化学正突破化学分支的 框框，与数学、物理、计算机及生命、生 物科学、环境、天文、空间等结合构成一 门学科间的交叉边缘科学，即分析科学。
电位分析法
电解分析法 库仑分析法
伏安及极谱分析法。
17
3. 色谱分析法
利用各待测组分在互不相容的两相中的吸附、分 配、离子交换、排斥渗透等性质方面的不同而进行 分离和分析的方法。 包括：气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法 和离子交换色谱法等。
4.其它仪器分析方法
利用热学、力学、声学、动力学等性质进行测定 分析的分析方法 包括： 质谱法、电泳法、热分析法、放射分析法 等
•国外 1.Analytical Chemistry 2.Analyst 3.Talanta 4. Analytical Science
9
推荐几个仪器分析有关的网站
➢ / 中国生物论坛 ➢ /bbs/
仪器信息网——仪器论坛 ➢ /bbs/bmb/ind
2
仪器分析
一、仪器分析的三个重要环节 ❖ 掌握仪器分析的基本原理 ❖ 了解仪器的结构和性质，学会一些仪器的
使用 ❖ 掌握定性、定量分析的各种方法原理及相
关计算 二、内容多，学时少，讲的快 三、成绩—课堂表现、作业、考勤及考试
3
本课程的教学要求
本课程是化学专业的必修课之一。 通过本课程的学习要达到以下目的： 1、要求学生掌握常用仪器分析方法的原理和
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理论
科技进步为仪器分析的发展提供了“空前 的 可能” ——主要是新概念、新材料、新技 术、新理论。
学科发展现状：分析化学正突破化学分支的 框框，与数学、物理、计算机及生命、生 物科学、环境、天文、空间等结合构成一 门学科间的交叉边缘科学，即分析科学。
电位分析法
电解分析法 库仑分析法
伏安及极谱分析法。
17
3. 色谱分析法
利用各待测组分在互不相容的两相中的吸附、分 配、离子交换、排斥渗透等性质方面的不同而进行 分离和分析的方法。 包括：气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法 和离子交换色谱法等。
4.其它仪器分析方法
利用热学、力学、声学、动力学等性质进行测定 分析的分析方法 包括： 质谱法、电泳法、热分析法、放射分析法 等
•国外 1.Analytical Chemistry 2.Analyst 3.Talanta 4. Analytical Science
9
推荐几个仪器分析有关的网站
➢ / 中国生物论坛 ➢ /bbs/
仪器信息网——仪器论坛 ➢ /bbs/bmb/ind
2
仪器分析
一、仪器分析的三个重要环节 ❖ 掌握仪器分析的基本原理 ❖ 了解仪器的结构和性质，学会一些仪器的
使用 ❖ 掌握定性、定量分析的各种方法原理及相
关计算 二、内容多，学时少，讲的快 三、成绩—课堂表现、作业、考勤及考试
3
本课程的教学要求
本课程是化学专业的必修课之一。 通过本课程的学习要达到以下目的： 1、要求学生掌握常用仪器分析方法的原理和
分析仪器第一章优秀课件
分析仪器第一章
主要内容
• 1.1 紫外－可见分光光度计 （自学）
• 1.2 荧光光谱仪
（8学时）
• 1.3 红外光谱仪
（自学）
• 1.4 激光拉曼光谱仪
（2学时）
荧光光谱仪
Spectrophotofluorimetry
主要内容
一、荧光的发现 二、荧光与荧光光谱 三、荧光光谱仪及主要谱参量 四、荧光生色团的结构特点 五、影响荧光测量的因素 六、荧光技术在生物学、医学研究中的应用
换句话说，不管激发波长如何，电子都是从第一电子 激发态的最低振动能层跃迁到基态的各个振动能层。
iii）镜像对称
通常荧光光谱与吸收光谱呈镜像对称关系。
解释1：能层结构相似性
荧光用强光源：
随着光强的增加，会同时导致散射光和热量的增多 强光源照射，容易使样品产生光化分解 强光源需要的稳压稳流装置复杂而昂贵 产生大量臭氧，损害健康
对于光源要注意以下几点:
（1）正负极不要接错。 （2） 拿灯时，不要碰窗口，以免手上的油污经紫外照射后，难以清除。
应及时用无水乙醇擦干净。 （3） 灯有寿命，要节约使用。 （4） 启动间隔一般要大于半小时，待灯冷却后，在重新启动。
豫回到三重态最低振动能层，最后，在10-4-10s内跃迁到基态的 各振动能层所产生的辐射。
S1 系 间 T1 （ 跨高 跃振 振 动 动 T能 1 （ 弛层 低 豫） 振 磷 光 动 发 S能 0 射
（二）荧光光谱与吸收光谱
荧光分光光度术：
又称荧光光谱术，属于光谱技术中的一种发射光 谱术。其原理是电磁波和物质作用后，物质首先吸收 电磁波的能量，然后再重新发射电磁波。激发波段在 100-800nm之间，相当于紫外与可见光波段。
主要内容
• 1.1 紫外－可见分光光度计 （自学）
• 1.2 荧光光谱仪
（8学时）
• 1.3 红外光谱仪
（自学）
• 1.4 激光拉曼光谱仪
（2学时）
荧光光谱仪
Spectrophotofluorimetry
主要内容
一、荧光的发现 二、荧光与荧光光谱 三、荧光光谱仪及主要谱参量 四、荧光生色团的结构特点 五、影响荧光测量的因素 六、荧光技术在生物学、医学研究中的应用
换句话说，不管激发波长如何，电子都是从第一电子 激发态的最低振动能层跃迁到基态的各个振动能层。
iii）镜像对称
通常荧光光谱与吸收光谱呈镜像对称关系。
解释1：能层结构相似性
荧光用强光源：
随着光强的增加，会同时导致散射光和热量的增多 强光源照射，容易使样品产生光化分解 强光源需要的稳压稳流装置复杂而昂贵 产生大量臭氧，损害健康
对于光源要注意以下几点:
（1）正负极不要接错。 （2） 拿灯时，不要碰窗口，以免手上的油污经紫外照射后，难以清除。
应及时用无水乙醇擦干净。 （3） 灯有寿命，要节约使用。 （4） 启动间隔一般要大于半小时，待灯冷却后，在重新启动。
豫回到三重态最低振动能层，最后，在10-4-10s内跃迁到基态的 各振动能层所产生的辐射。
S1 系 间 T1 （ 跨高 跃振 振 动 动 T能 1 （ 弛层 低 豫） 振 磷 光 动 发 S能 0 射
（二）荧光光谱与吸收光谱
荧光分光光度术：
又称荧光光谱术，属于光谱技术中的一种发射光 谱术。其原理是电磁波和物质作用后，物质首先吸收 电磁波的能量，然后再重新发射电磁波。激发波段在 100-800nm之间，相当于紫外与可见光波段。
仪器分析ppt课件
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㈢ 材料变形与断裂动态过程的原位观察
1. 双相钢 F+M双相钢拉伸过程的动态原位观察： （a）图：F首先产生裂纹，M强度高，裂纹
扩展至M受阻，加大载荷， M前方F产生裂纹； （b）图：载荷进一步加大， M才断裂，裂纹连接
继续扩展。
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2. 复合材料 Al3Ti/（Al-Ti）复 合材料断裂过程原位观 察： Al3Ti为增强相，裂 纹受Al3Ti颗粒时受阻而 转向，沿着颗粒与基体 的界面扩展，有时颗粒 也断裂。
化合物聚对苯二 甲酸乙二酯中三 种完全不同的碳 原子和两种不同 氧原子1s谱峰的 化学位移
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14
UPS
以紫外光为激发源致样品光电离而获得的光电子能 谱。
目前采用的光源为光子能量小于100eV的真空紫外 光源(常用He、气体放电中的共振线)。这个能量范 围的光子与X射线光子可以激发样品芯层电子不同， 只能激发样品中原子、分子的外层价电子或固体的 价带电子。
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2
XPS能谱分析的基本原理
基本原理就是光电效应。
能量关系可表示：
hv EbEkEr
电子结合能 电子动能
原子的反冲能量
Er
1M
2
ma*2
忽略 E r (<0.1eV）得
hvEk Eb
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3
对试样的要求和注意事项
由于电子能谱测量要在超高真空中进行，测 量从样品表面出射的光电子或俄歇电子。所 以对检测的试样有一定的要求：即样品在超 高真空下必须稳定，无腐蚀性，无磁性，无 挥发性
1 Spurr and Myers: XR= 1+ K IA IR