第十章仪器分析法概述

3.色谱法 色谱法
流动相） （流动相） 固定相外形） （固定相外形） 分离机理） （分离机理）
填充柱色谱
气相色谱
毛细管柱色谱 经典 高压
固体吸附剂 液体（固体） 液体（固体） 键合相 固体吸附剂 离子交换树脂 聚合物间隙 液体（固体） 液体（固体） 键合相分配
吸附 分配 分配 吸附色谱 吸附 离子色谱 静电 排阻色谱 筛分 分配色谱 分配 亲和色谱 分配/亲和 分配 亲和
标准工作曲线图
标准溶液系列配制
cx
c
（2）标准加入法 ）
取若干份体积相同的试液
（ cX） ， 依次按比例加入不同 量的待测物的标准溶液 定容后浓度依次为： （cO），定容后浓度依次为： cX ， cX +c0 ， cX +2c0 ， cX +3c0 ， cX +4 c0 …… 分别测得吸光度为： 分别测得吸光度为： AX，A1，A2，A3，A4…… 以添加的标准液浓度为横坐标 以添加的标准液浓度为横坐标 测得的吸光度为纵坐标 纵坐标作图 ，测得的吸光度为纵坐标作图
色 谱 法
柱色谱 液相色谱
平板色谱
薄层色谱 纸色谱
以高压电场为驱动力) 毛细管电泳(以高压电场为驱动力)
超临界流体色谱（ 超临界流体色谱（SFC） ）
以超临界流体作流动相） （以超临界流体作流动相）
10-2 分析仪器的组成
信号发生器： 信号发生器：使样品产生可测信号 。 检测器：又称传感器， 检测器：又称传感器，它是将某种类型的信号转 换成可测定的电信号的器件 。如：色谱法中的 热导池检测器 信号处理器：将微弱的电信号用电子元件组成的 信号处理器： 电路加以放大，以便读出装置指示或记录。 电路加以放大，以便读出装置指示或记录。 读出装置： 读出装置：将信号处理器放大的信号显示出来
10-4 仪器分析的定量方法
仪器的测量信号S与待测样品浓度 成线性关系 仪器的测量信号 与待测样品浓度c成线性关系 与待测样品浓度 成线性关系: S=kc 方法分类： 方法分类： a/标准曲线法 准确度很高，但要求试样基体影响 标准曲线法: 准确度很高， 标准曲线法 要小。当处理大批样品时，该法可简化手续， 要小。当处理大批样品时，该法可简化手续，提 高分析效率。 高分析效率。 b/标准加入法 可消除试样基体对测定的影响，但操 标准加入法:可消除试样基体对测定的影响 标准加入法 可消除试样基体对测定的影响， 作比较繁琐，仅在样品数量较少时采用。 作比较繁琐，仅在样品数量较少时采用。
原子光谱法 AAS，AES，AFS ， ，
1.光谱分析法 1.光谱分析法
物质在光的作用下发生内部能量变化， 物质在光的作用下发生内部能量变化，通 过测量物质内能改变而产生的发射、 过测量物质内能改变而产生的发射、吸收或散 射光的波长 强度变化来进行分析的方法 波长和 变化来进行分析的方法， 射光的波长和强度变化来进行分析的方法，统 称为光谱分析法。光谱分析法包括分子光谱法 称为光谱分析法。光谱分析法包括分子光谱法 原子光谱法。 和原子光谱法。 2.非光谱分析法 2.非光谱分析法 分析时只涉及光的传播方向、 分析时只涉及光的传播方向、速度或其他物 理性质的改变，如折射、反射、干涉、 理性质的改变，如折射、反射、干涉、衍射和 偏振等。例如折光法、干涉法、旋光法、 偏振等。例如折光法、干涉法、旋光法、X射线 衍射法等，统称为非光谱分析法。 衍射法等，统称为非光谱分析法。
仪器分析法分类
1.光学分析法 ：涉及物质光学性质的分析方法。 光学分析法 涉及物质光学性质的分析方法。 2.电化学分析法：基于物质的电化学性质，应用 电化学分析法： 电化学分析法 基于物质的电化学性质，
电化学的基本原理和技术而建立的分析方法 。
3.色谱分析法 ：根据混合物中各组分在互不相溶 色谱分析法
凡是涉及物质光学性质的分析方法。 凡是涉及物质光学性质的分析方法。
折射法，浊度法，旋光法） 非光谱法 （折射法，浊度法，旋光法）
光学分析法 光谱法
分子光谱法
紫外可见吸收光谱法(UV/Vis） ） 紫外可见吸收光谱法 红外吸收光谱法(IR) 红外吸收光谱法 分子荧光光谱法(MFS) 分子荧光光谱法 分子磷光光谱法(MPS) 分子磷光光谱法 拉曼光谱法 (RS)等 等
定量分析基础
1.0
A
c1 c2 c3 c4
样 品 池
标准曲线 标准加入
0.5
0
420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640
λ
定量分析方法标准曲线法 Nhomakorabea标准加入法
（1）标准曲线法
标准曲线法又称校正曲线法。 标准曲线法又称校正曲线法。 当溶液厚度b固定时，吸光度A 例：当溶液厚度b固定时，吸光度A与溶液浓 度c成正比。取一系列不同浓度标准溶液，分 成正比。取一系列不同浓度标准溶液， 别测定其吸光度， 浓度c为横坐标， 别测定其吸光度，以浓度c为横坐标，吸光度 为纵坐标，作校正曲线。 为纵坐标，作校正曲线。试液用同样条件显 色，测定吸光度，从曲线上求得试液浓度。 测定吸光度，从曲线上求得试液浓度。
光谱分析法
分子光谱法：根据分子的电子光谱、 分子光谱法：根据分子的电子光谱、振动 光谱、转动光谱、 光谱、转动光谱、荧光光谱和拉曼光谱 来进行定性、定量和结构分析的方法。 来进行定性、定量和结构分析的方法。 原子光谱法： 原子光谱法：根据原子发射或吸收光谱线 来进行定性和定量分析的一种方法。 来进行定性和定量分析的一种方法。
S DL − S b 3s b c DL (m DL ) = = k k
标准液（ 例：以0.0500 mg⋅L-1的Co标准液（浓度接近空白 ⋅ 标准液 ），在石墨炉原子吸收分光光度计上 在石墨炉原子吸收分光光度计上， 值），在石墨炉原子吸收分光光度计上，每次以 5.00 mL与去离子水交替连续测定，共测 次，所 与去离子水交替连续测定， 与去离子水交替连续测定 共测10次 得数据如下表， 得数据如下表，试计算该原子吸收分光光度计对 Co的检出限。 的检出限。 的检出限
检出限的具体求算方法如下： 检出限的具体求算方法如下： 测定空白样品（或浓度接近空白值）20∼ （1）测定空白样品（或浓度接近空白值）20∼30 次，求其平均值 S b 及标准偏差 sb，则可分辨 的最小非噪音信号可表示为： 的最小非噪音信号可表示为：
S DL = S b + 3s b
通过校正曲线的斜率k 即灵敏度）， ），将最 （2）通过校正曲线的斜率k（即灵敏度），将最 ），即 小待测物信号S 转化为浓度值c 小待测物信号SDL转化为浓度值cDL（mDL），即
分析仪器的基本组成
仪器 pH计 计 信号 发生器 样品 直流电 源和 样品 分析信号 氢离子 活度 电流 电阻 热导） （热导） 电流 氢焰） （氢焰） 衰减光束 检测器 pH玻璃电极 玻璃电极 输入信 号 电位 信号 处理器 放大器 读出装置 表头或 数字显示 数字显示
库仑计
电极
电流
放大器
气相色谱仪
测定次数 吸光度A 吸光度 测定次数 吸光度A 吸光度 1 0.165 6 0.167 2 0.170 7 0.168 3 0.166 8 0.166 4 0.165 9 0.170 5 0.168 10 0.167
解：求出平行测定信号的标准偏差： 求出平行测定信号的标准偏差：
∑( xi − x) Sb = = 1.83×10−3 n −1
第十章
仪器分析法概述
内容
仪器分析法的分类 分析仪器的组成 仪器分析与化学分析的比较 仪器分析的定量方法 分析仪器的性能表征
1010-1 仪器分析法的分类
仪器分析法： 仪器分析法：指采用较为特殊或 复杂的仪器设备，通过测量物质的某 复杂的仪器设备，通过测量物质的某 仪器设备 些物理或物理化学性质参数及变化来 些物理或物理化学性质参数及变化来 确定其化学组成、成分含量或结构的 确定其化学组成、 分析方法。 分析方法。
的两相（固定相和流动相）中吸附能力、 的两相（固定相和流动相）中吸附能力、分配系数 或其它形式作用力的差异而建立的分离分析方法。 或其它形式作用力的差异而建立的分离分析方法。
4.其它分析方法：质谱法、热分析法、 其它分析方法：质谱法、热分析法、 其它分析方法 放射化学分析法等
1.光学分析法 1.光学分析法
测量方法： 测量方法：
c1 c2 c3 先配制一系列标准溶液， 先配制一系列标准溶液， 在最大吸收波长处， A1 A2 A3 在最大吸收波长处，测出它们 的吸光度，作图， 的吸光度，作图，利用绘图或 最小二乘法或Origin Origin作图等获 最小二乘法或Origin作图等获 A 得直线图和A 的线性关系， 得直线图和A-C的线性关系，同 条件测未知液的吸光度， 条件测未知液的吸光度，可求 Ax 得未知液的浓度。 得未知液的浓度。 c4 c5 A4 A5
一些仪器方法的检出限
仪器方法 紫外可见吸收光谱法 原子发射光谱法 原子吸收光谱法 直接电位法 极谱法 库仑分析法 气相色谱法 检出限 10-6∼10-8 g 10-8∼10-12 g 10-8∼10-14 g 10-6∼10-8 mol⋅L-1 ⋅ 10-5∼10-11 mol⋅L-1 ⋅ 10-9 g 10-9∼10-13 g
Y=AX+B
自学绘图软件Origin 自学绘图软件
10-5 分析仪器的性能表征
表征仪器性能的参数： 表征仪器性能的参数： 分析对象、测定的准确度和精密度、 分析对象、测定的准确度和精密度、 方法的灵敏度、检出限、线性范围和选择性等。 方法的灵敏度、检出限、线性范围和选择性等。 和选择性等
灵敏度：待测组分浓度（或量）改变时所引起仪器信号的改变， 灵敏度：待测组分浓度（或量）改变时所引起仪器信号的改变， 反映了仪器或方法识别微小浓度或含量变化的能力， 反映了仪器或方法识别微小浓度或含量变化的能力，该值越 大，该仪器或方法的灵敏度越高，说明浓度或含量改变很小， 该仪器或方法的灵敏度越高，说明浓度或含量改变很小， 测量值变化很大。 测量值变化很大。 线性范围：又称为动态范围， 线性范围：又称为动态范围，指与测量信号呈线性关系的试样 浓度范围。 浓度范围。 检出限：指在已知置信水平下，可检测到的待测物的最小浓度 检出限：指在已知置信水平下， 或质量， 或质量，它与测定方法的灵敏度和本底信号的波动有关 。 检出限综合体现了分析方法的灵敏度和精密度， 检出限综合体现了分析方法的灵敏度和精密度，是评价仪 器性能及分析方法的主要技术指标。 器性能及分析方法的主要技术指标。 提高分析方法灵敏度和降低噪音提高测定精密度是降低 检出限的有效途径。 检出限的有效途径。