比色法和可见分光光度法- 第三章仪器分析法简单介绍
仪器分析 第三章 紫外可见吸收光谱法
第三章紫外可见吸收光谱法1.定义2.紫外吸收光谱的产生3.物质对光的选择性吸收4.电子跃迁与分子吸收光谱第一节概述11. 定义根据溶液中物质的分子或离子对紫外、可见光谱区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法，包括比色分析法与分光光度法。
◆比色分析法：比较有色溶液颜色深浅来确定物质含量的方法。
◆分光光度法：使用分光光度计进行吸收光谱分析测量的方法。
2/紫外-可见波长范围：（真空紫外区）◆远紫外光区：10-200 nm；◆近紫外光区：200-400 nm；◆可见光区：400-780 nm。
◆O2、N2、CO2、H2O等可吸收远紫外区(60-200 nm)电磁辐射。
◆测定远紫外区光谱时，须将光学系统抽真空，并充入惰性气体。
◆准确：近紫外-可见分光光度法(200-780 nm)。
3/方法特点：◆仪器较简单，价格较便宜；◆分析操作简单；◆分析速度较快。
4/紫外可见吸收光谱：分子中价电子能级跃迁（伴随着振动能级和转动能级跃迁）。
2. 紫外可见吸收光谱的产生价电子的定义?AB 电磁辐射5/◆分子内部三种运动形式：电子相对于原子核的运动；原子核在其平衡位置附近的相对振动；分子本身绕其重心的转动。
◆分子具有三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级（量子化，具有确定能量值）。
◆分子内能：包括电子能量E e、振动能量E v、转动能量Er 。
2.1 电子跃迁与分子吸收光谱6/分子的各能级：◆转动能级能量差：0.005~0.05 eV，跃迁产生吸收光谱位于远红外区（远红外光谱或分子转动光谱）。
◆振动能级能量差：0.05~1 eV，跃迁产生吸收光谱位于红外区（红外光谱或分子振动光谱）。
◆电子能级能量差：1~20 eV。
电子跃迁产生的吸收光谱在紫外-可见光区（紫外-可见光谱或分子的电子光谱）。
7/8/◆电子能级间跃迁的同时，总伴随有振动和转动能级间的跃迁。
◆电子光谱中总包含有振动/转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带（带状光谱）。
目视比色法和分光光度法的分析和比较
目视比色法和分光光度法的分析和比较2015年12月5日龙浪李珂璇王宇鑫李嘉浩程卫东王佳佳临床医学院指导教师：徐尧一、摘要本讨论报告通过分析和比较目视比色法和分光光度法两种比色法的主要优缺点，即目视比色法操作简便但精度较低，分光光度法精确度较高但对溶液的性质要求较高；并且结合实例说明两种比色法各自的适用范围和浓度限制，即两种比色方法分别在光的波长、物质的组分、以及对朗伯-比尔定律的符合情况上有不同的适用范围，并给出了适用的吸光度范围（0.2-0.8）和浓度范围。
由此针对不同情况给出了不同的选择方案。
这对实际的研究和生产生活具有指导性的意义。
二、前言在确定有色溶液待测组分含量时，常常可以通过比较和测量溶液的颜色来进行，这种方法叫做比色法。
早在19世纪30-40年代，比色法就开始作为一种定量分析的方法被应用到研究和生产中。
常用的比色法有目视比色法和分光光度法两种，其中前者主要通过眼睛观察得出结论，后者借助光电比色计进行。
由于这两种比色方法的实际应用非常广泛，因此分析和比较两种方法对于方法的优化显得尤为重要。
三、内容（一）两种比色方法优缺点比较1.目视比色法1）优点（1）比色时操作简便，成本较低相比分光光度法，目视比色法不需要动用分光光度计，只需要几个比色管便可以完成测定，因此显得仪器设备简单，操作简便，使用成本低。
同时节省了电能，有利于能源的节约和保护。
在分析大批试样时，其优势就显得更加明显，大大节省了人力、物力、财力以及测定消耗时间。
在本实验中，我们仅需配置5个标准溶液，便可直接在比色管架上进行比较，与分光光度法中所需的多次清洗比色皿的操作要求相比比较简易。
（2）适用范围较广，可用于不严格符合Lambert-Beer定律的情况目视比色法是通过比较通过光的强度来测定组分含量，可以在白光下进行[2]，因此对于有些不严格符合Lambert-Beer定律的显色反应也是适用的。
例如在用碘量比色法测定油脂中过氧化值时，碘和淀粉反应的特征蓝色只有在含碘量在2~10μg[6]时才较为严格地符合Lambert-Beer定律，因此只要反应产生的碘稍稍过量或不足，使用分光光度法测定就会产生较大误差，只能使用目视光度法。
仪器分析4大分析方法
附录V A 紫外-可见分光光度法（4）比色法供试品本身在紫外-可见区没有强吸收，或在紫外区虽有吸收但为了避免干扰或提高灵敏度，可加入适当的显色剂显色后测定，这种方法为比色法。
用比色法测定时，由于显色时影响显色深浅的因素较多，应取供试品与对照品或标准品同时操作。
除另有规定外，比色法所用的空白系指用同体积的溶剂代替对照品或供试品溶液，然后依次加入等量的相应试剂，并用同样方法处理。
在规定的波长处测定对照品和供试品溶液的吸光度后，按上述（1）对照品比较法计算供试品浓度。
当吸光度和浓度关系不呈良好线性时，应取数份梯度量的对照品溶液，用溶剂补充至同一体积，显色后测定各份溶液的吸光度，然后以吸光度与相应的浓度绘制标准曲线，再根据供试品的吸光度在标准曲线上查得其相应的浓度，并求出其含量。
附录ⅧA 电位滴定法与永停滴定法电位滴定法与永停滴定法是容量分析中用以确定终点或选择核对指示剂变色域的方法。
选用适当的电极系统可以作氧化还原法、中和法（水溶液或非水溶液）、沉淀法、重氮化法或水分测定法第一法等的终点指示。
1.电位滴定法选用两支不同的电极。
一支为指示电极，其电极电位随溶液中被分析成分的离子浓度的变化而变化；另一支为参比电极，其电极电位固定不变。
在到达滴定终点时，因被分析成分的离子浓度急剧变化而引起指示电极的电位突减或突增，此转折点称为突跃点。
2.永停滴定法采用两支相同的铂电极，当在电极间加一低电压（例如50mV）时，若电极在溶液中极化，则在未到滴定终点时，仅有很小或无电流通过；但当到达终点时，滴定液略有过剩，使电极去极化，溶液中即有电流通过，电流计指针突然偏转，不再回复。
反之，若电极由去极化变为极化，则电流计指针从有偏转回到零点，也不再变动。
仪器装置电位滴定可用电位滴定仪、酸度计或电位差计，永停滴定可用永停滴定仪。
电流计的灵敏度除另有规定外，测定水分时用10-6A／格，重氮化法用10-9A／格。
方法电极系统说明水溶液氧化还原法铂-饱和甘汞铂电极用加有少量三氯化铁的硝酸或用铬酸清洁液浸洗水溶液中和法玻璃-饱和甘汞非水溶液中和法玻璃-饱和甘汞饱和甘汞电极套管内装氯化钾的饱和无水甲醇溶液。
分析化学(仪器分析)第三章-仪器分析(UV)
1
第一节
概述
一、紫外-可见吸收光谱法
根据溶液中物质的分子或离子对紫外和可见光谱
区辐射能的吸收来研究物质的组成和结构的方法。
包括比色分析法和紫外-可见分光光度法。 紫外-可见吸收光谱的产生：分子价电子能级跃迁。 波长范围：10-800 nm.
(1) 远紫外光区: 10-200nm
(2) 近紫外光区: 200-400nm (3) 可见光区:400-800nm
结束结束结束25一基本部件二分光光度计的构造原理26紫外可见分光光27光源单色器样品室检测器显示光源在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱具有足够的辐射强度较好的稳定性较长的使用寿命
第三章 紫外-可见吸收光谱法
第一节 概述
第二节 紫外-可见吸收光谱
第三节 紫外-可见分光光度计
第四节 紫外-可见吸收光谱法的应用
金属离子的影响，将引起配位体 吸收波长和强度的变化。变化与成键 性质有关，若共价键和配位键结合， 则变化非常明显。
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3.电荷转移吸收光谱
电荷转移跃迁：辐射下，分子中原定域在金属
M轨道上的电荷转移到配位体L的轨道，或按相反
方向转移，所产生的吸收光谱称为荷移光谱。
Mn+—Lbh M(n-1) +—L(b-1) h [Fe2+SCN]2+ [Fe3+SCN-]2+ 电子接受体
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2. 定量分析
依据：朗伯-比耳定律—分子吸收光谱定量分析 的基本定律，它指出：当一束单色光穿过透明介质 时，光强度的降低同入射光的强度、吸收介质的厚 度以及光路中吸光微粒的数目成正比。
吸光度： A= e b c 透光度：-lgT = e b c
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比色法和分光光度法
例如, 白光通过CuSO4溶液时, 溶液 颜色为蓝色。
吸收曲线: 为了精确表明溶液对不 同波长光的吸收情况, 可将不同波长 的单色光依次通过某一固定浓度的有 色溶液, 测量该溶液对各单色光的吸 收程度, 即吸光度, 以波长为横坐标, 吸光度为纵坐标作图所得曲线, 即为 吸收曲线, 或称吸收光谱。
光栅:色散元件, 利用光的衍射和干 涉原理制成。当白光通过密刻平行条 痕的光栅后, 将不同波长的光色散成 连续光谱。具有波长范围宽、色散均 匀、分辨本领高等优点。
c. 吸收池(比色皿) 用于盛装被测试液和参比溶液。 按制作材料不同分为石英吸收 池和玻璃吸收池。
d. 检测器 作用: 是将光强度信号转换为可 测电信号, 常见检测器有光电池和 光电管。 光电池: 国产581-G型光电比色 计及72型分光光度计。
与目视比色法相比, 光度法的特点: ① 灵敏度高;10-5 ~ 10-6mol/L ② 准确度较高; ③ 仪器设备较简单, 操作简便、 快速； ④ 应用广泛。
(2) 光的性质和物质的颜色 光的性质: 光是一种电磁波, 具 有波粒二象性。光的波动性可用 波长来描述, 其单位常用纳米(nm) 表示, 波长越短, 能量越高。
具有同一波长的光称为单色光,由不 同波长光组成的光称为复合光。
互补色光: 若将两种颜色的光按适当的 强度比混合可成白光, 那么这两种光称为 互补色光。
物质的颜色: 物质对光的吸收是具有选择性的。 当一束白光通过溶液时, 若溶液对各 种色光都不吸收, 则白光全部通过, 溶液呈无色透明; 若各种色光几乎全 被吸收, 则溶液呈黑色; 若溶液只吸收 某种色光, 则溶液呈透过光的颜色, 也 就是说, 溶液呈吸收光的互补色光的 颜色。
(2) 吸光系数 当b以cm, c以g/L为单位, K为吸光 系数, 用符号a表示, 单位为L/g · cm A=abc 当b以cm, c以mol/L为单位时, K为 摩尔吸光系数, 用符号ε表示, 单位 为L/ mol · cm A=εbc a a与ε的关系: M
第三章第一节光谱分析技术讲解
六.比浊分析法
比浊分析法（浊度法），属于散射光谱分析。
原理：当光线通过一个浑浊介质溶液时，由于溶液中存在混浊颗粒，光线被吸收一部分， 吸收的多少与混浊颗粒的量成正比，这种测定光吸收量的方法称为比浊分析法
当一束平行单色光垂直通过某一均匀非散 射的吸光物质时，与其吸光度A与吸光度C 及吸收物质的浓度厚度b成正比。
溶液对光的吸收 当一束强度为I的平 行单色光照到溶液时，一部分光被溶 液吸收，一部分光被界面散射，其余 的光则透过溶液，如图所示
结论：
I0=I a+ I r+ I t
I0--入射光强度 I a--吸收光强度 I r--反射光强度 I t--透射光强度
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（二）吸光系数的应用
1.可作为某物质吸光能力大小的特征数据 2.判定测定方法的灵敏度高低 3.计算待测物的浓度
吸光系数是定性分析的重要依据，也可作为判断该物质纯度的指标，在 相同的吸光度情况下，K值越大，C越小。则该测定法灵敏度越高。
临床上，利用待测物的吸光系数和实际测得的吸光度值。计算待测物的 浓度。
七.原子吸收分光光度法
原理:
又称原子吸收分光光度法是基于蒸汽相中待测元素的基态原子对其共振辐射 的吸收强度来测定试样中该元素含量的一种仪器分析方法。它是测定痕量和 超痕量元素的有效方法。
特点：
具有灵敏度高、干扰较少、选择性好、操作简便、快速、结果准确、可靠、 应用范围广、仪器比较简单、价格较低廉等优点，而且可以使整个操作自动 化，因此近年来发展迅速，是应用广泛的一种仪器分析新技术。
光谱分析技术分类：
药物仪器分析方法
药物仪器分析方法
药物仪器分析方法是一种利用仪器设备进行药物成分分析的方法。
常用的药物仪器分析方法包括以下几种：
1. 高效液相色谱（HPLC）：利用高压下将药物混合物通过吸附剂柱进行分离和定量测定的方法。
2. 气相色谱（GC）：利用气体作为分离介质，将挥发性物质分离和定量测定的方法。
3. 紫外-可见分光光度法（UV-Vis）：利用物质吸收特定波长的光线，测定药物分子的浓度。
4. 质谱法（MS）：利用药物分子在带电粒子加速器穿过质谱仪后静电分析的技术。
5. 电化学法：利用药物分子在外加电场下的反应性状况进行分析的方法。
这些方法与传统的重量法、体积法、光学比色法等有所区别，具有分析精度高、分析速度快、灵敏度高等优点，广泛用于药物研究及药物质量控制等领域。
仪器分析第三章(含练习题)
C
C
p
极性
非极性
n → p*跃迁：兰移； ；
p → p*跃迁：红移；
N-亚硝基二甲胺在不同溶剂中的紫外吸收光谱图
由于溶剂对电子光谱图影响很大，因此，在吸收 光谱图上或数据表中必须注明所用的溶剂。在进行紫 外光谱法分析时，必须正确选择溶剂。选择溶剂时注 意下列几点：
3.2 光吸收的基本定律
如：异丙叉丙酮
吸收带
max(正己烷)
max(氯仿)
max(甲醇)
max(水)
p→p *p n→
*
230nm
329nm
238nm
315nm
237nm
309nm
243nm
305nm
溶剂极性增加，n→π *跃迁吸收带蓝移是因为：
C
O ‥ n轨道
· C
· O
p * 轨道
从上面C=O（羰基）键的电子云分布可以知道，相 对于激发态π*轨道来说，基态时氧原子上的n电子处于定 域状态，更为集中，使得羰基的极性较为明显，因此，在 n→π*跃迁中，基态的极性比激发态更强一些。
3.1.4 常用术语
吸收峰、谷、肩峰、末端吸收
3.1.4 常用术语
☺吸收曲线
同一种物质对不同波长光 的吸光度不同。吸光度最大 处对应的波长称为最大吸收 波长（λmax）
λmax
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则不相同。 ——定性分析依据
第3章 紫外－可见分光光度法法
Ultraviolet and visible Spectrometry (UV-Vis)
• 紫外-可见吸收光谱
• 朗伯-比尔定律
仪器分析各章习题与答案
第一章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点。
第二章色谱分析法1．塔板理论的要点与不足是什么?2．速率理论的要点是什么?3．利用保留值定性的依据是什么?4．利用相对保留值定性有什么优点?5．色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题?6．什么叫死时间?用什么样的样品测定? ．7．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么?8．某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上柱效并不高，试分析原因。
9．某人制备了一根填充柱，用组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离，该人推断正确吗?简要说明理由。
10．色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法?11．气相色谱仪一般由哪几部分组成?各部件的主要作用是什么?12．气相色谱仪的气路结构分为几种?双柱双气路有何作用?13．为什么载气需要净化?如何净化?14．简述热导检测器的基本原理。
15．简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。
16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的?17．为什么常用气固色谱分离永久性气体?18．对气相色谱的载体有哪些要求?19．试比较红色载体和白色载体的特点。
20．对气相色谱的固定液有哪些要求?21．固定液按极性大小如何分类?22．如何选择固定液?23．什么叫聚合物固定相?有何优点?24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么?25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类?26．毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点?27．为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置?28．在下列情况下色谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增大载气流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。
分光光度法与比色法
2、分光光度法：也叫吸光光度法，是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的
分析方法，包括比色法、可见及紫外分光光度法及红外光谱法等。
3、比色法与分光光度法的特点
比色法和分光光度法主要应用于测定试样中微量组分的含量，它们的特点是： ①灵敏度高。常用于测定试样中1－10-3％的微量组分； ②准确度较高。比色法的相对误差为5－10％，分光光 度法为2－5％； ③应用广泛。大多无机离子和许多有机化合物都可以直 接或间接地用比色法或分光光度法进行测定； ④操作简便、快速。
三、分光光度法
与光电比色法的原理相同，只是二者获得单色光的方法不同，前者使用滤光片， 后者使用棱镜、光栅。因而分光度法比光电比色法的准确度和选择性好。 1、分光光度法的特点： (1) 用分光光度法可以得到精确细致的吸收光谱曲线。选择波长，可减小对朗伯比耳定律的偏离。分光光度计一般比较精密，分析结果的准确度高； (2) 利用吸光度的加和性可以同时测定溶液中两种或两种以上的组分；
分光光度技术 有色溶液对光线有选择性的吸收作用，不同物质由于其分子结构不同，对不同波 长线的吸收能力也不同，因此，每种物质都具有其特异的吸收光谱。有些无色溶 液，光虽对可见光无吸收作光光度技术吸收用，但所含物质可以吸收特定波长的 紫外线或红外线。分光谱来鉴定物质性质及含量的技术，其理论依据是(分光光 度法)主要是指利用物限于在可见光区，分光光度法则可以扩展 到紫外光区和红外光区。比色法用的单色光是来自滤光片，谱带宽度从40－120n m，精度不高，分光光度法则要求近于真正单色光，其光谱带宽最大不超过3－5n m，在紫外区可到1nm以下，来自棱镜或光栅，具有较高的精度。
物标准溶液在完全相同的一组比色管中，先按分析步骤显色，配成颜色逐渐递变 的标准色阶。试样溶液也在完全相同条件下显色，和标准色阶作比较，目视找出 色泽最相近的那一份标准，由其中所含标准溶液的量，计算确定试样中待测组分 的含量。 光电比色法是在光电比色计上测量一系列标准溶液的吸光度，将吸光度对浓度 作图，绘制工作曲线，然后根据待测组分溶液的吸光度在工作曲线上查得其浓度 或含量。与目视比色法相比，光电比色法消除了主观误差，提高了测量准确度， 而且可以通过选择滤光片来消除干扰，从而提高了选择性。但光电比色计采用钨 灯光源和滤光片，只适用于可见光谱区和只能 得到一定波长范围的复合光 ， 而不是单色光束，还有其他一些局限，使它无论在测量的准确度、灵敏度和应用 范围上都不如紫外-可见分光光度计。20 世纪30～60年代，是比色法发展的旺盛时期，此后就逐渐为分光光度法所代替。
北大仪器分析-紫外可见分光光度法3
示例
芦丁含量测定 分别移取0.200mg / mL标样0 ~ 5mL 25mL
样品3.0mg 25mL
0.710mg/25mL
（三）对照法
前 提 ：固 定 仪 器 和 测 定 条 件截；距 为0； 标样与样品浓度相近
过程：一定 分别测定A样和A标
• 同样条件：、C标、A标、A样
随着导数阶数增加，极值数目增加 （极值数=导数阶数+1）。谱带宽度 变小，分辨能力增高 可分离和检 测两个或两个以上重叠的谱带。
• 药物中的杂质： 制定一个允许其存在的限量
（与分析误差的存在相比较）
A < 最大值 A 峰 / A 谷 > 最小允许值
例：肾上腺素中微量杂质——肾上腺酮含量计算 用0.05mol/L的HCL配制成2mg/mL的溶液，λ 310nm下测 定。规定 A310≤0.05 即符合要求的杂质限量≤0.06%
C
A E11c%m
l
0.05 435 1
1.1104 g /100ml
1.1103 mg / ml
肾上腺酮% 1.1103 100 0.06% 2
三、单组分的定量方法
定量依据：
A = C l A~C（一定）线性
注意要求：
选择：吸收峰， 大，A大，测定灵敏度高。 几个峰，选不易被其它物质干扰的、较高吸收峰。 不选光谱中靠短波长末端的吸收峰。
第三节 紫外-可见分光光度分析法
一、定性分析 二、纯度检查和杂质限量测定 三、单组分的定量方法 四、同时测定多组分的定量方法——计算分光光度法 五、结构分析 六、比色法
一、定性分析 （一）定性鉴别
定性鉴别的依据→吸收光谱的特征 吸收光谱的形状 吸收峰的数目、位置（波长） 吸收峰的强度 相应的吸光系数
仪器分析各章习题与答案
仪器分析各章习题与答案Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】第一章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点。
第二章色谱分析法1．塔板理论的要点与不足是什么2．速率理论的要点是什么3．利用保留值定性的依据是什么4．利用相对保留值定性有什么优点5．色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题6．什么叫死时间用什么样的样品测定．7．在色谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率为什么8．某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大，塔板高度H很小，但实际上柱效并不高，试分析原因。
9．某人制备了一根填充柱，用组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离，该人推断正确吗简要说明理由。
10．色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法11．气相色谱仪一般由哪几部分组成各部件的主要作用是什么12．气相色谱仪的气路结构分为几种双柱双气路有何作用13．为什么载气需要净化如何净化14．简述热导检测器的基本原理。
15．简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。
16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些分别是如何影响的17．为什么常用气固色谱分离永久性气体18．对气相色谱的载体有哪些要求19．试比较红色载体和白色载体的特点。
20．对气相色谱的固定液有哪些要求21．固定液按极性大小如何分类22．如何选择固定液23．什么叫聚合物固定相有何优点24．柱温对分离有何影响柱温的选择原则是什么25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类26．毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点27．为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置28．在下列情况下色谱峰形将会怎样变化(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增大载气流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。
仪器分析知识点总结各章
仪器分析知识点总结各章第一章仪器分析的基本概念和原理1.1 仪器分析的定义仪器分析是利用仪器设备对样品进行检测、分析和测量，以获取样品中特定组分的含量、性质和结构等信息的一种分析方法。
1.2 仪器分析的分类仪器分析按照分析方法的不同可以分为物理分析、化学分析和生物分析三大类，其中每类又分为多个不同的分支。
1.3 仪器分析的基本原理仪器分析的基本原理是根据目标分析物的性质和特点，选用合适的分析仪器进行检测和分析。
常用的仪器分析原理包括光谱分析原理、色谱分析原理、质谱分析原理等。
第二章光谱分析2.1 光谱分析的基本概念光谱分析是利用样品对电磁波的吸收、散射、发射或者透射特性进行分析的方法，分析样品中的成分、结构和性质。
2.2 原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析（AAS）是利用原子对特定波长的光的吸收特性来测定样品中金属元素的含量的分析方法。
原子吸收光谱分析的原理是利用吸收特性和比例计算出样品中目标元素的含量。
2.3 紫外可见光谱分析紫外可见光谱分析（UV-Vis）是利用样品对紫外和可见光的吸收特性进行分析的方法，常用于测定有机物和某些无机物的含量和结构。
2.4 荧光光谱分析荧光光谱分析是利用样品对激发光的发射特性进行分析的方法，荧光光谱常用于生物分析、环境分析和材料科学等领域。
第三章色谱分析3.1 色谱分析的基本概念色谱分析是利用色谱仪器对样品中的组分进行分离、检测和定量测定的方法，主要包括气相色谱分析、液相色谱分析和超临界流体色谱分析等。
3.2 气相色谱分析气相色谱分析（GC）是将样品分离为各个成分，再通过气相色谱柱进行分离和检测的方法，主要用于分析有机物、气体和挥发性物质。
3.3 液相色谱分析液相色谱分析（HPLC）是将样品分离为各个成分，再通过液相色谱柱进行分离和检测的方法，主要用于分析生物化学物、药物和小分子有机化合物等。
3.4 色谱联用技术色谱联用技术是将不同色谱方法和检测手段结合起来，以达到更高的分离能力和检测灵敏度，常见的色谱联用技术包括气相色谱-质谱联用（GC-MS）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）等。
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二、朗伯-比尔定律
(1) 朗伯-比尔定律
透光度(透光率T):
T
It I0
吸光度(A): 朗伯-比尔定律:
A lg It I0
AlgTlgI0 Kbc It
此式表明: 当一束平行的单色光通 过吸光物质的均匀溶液时, 溶液的吸 光度与溶液浓度和液层厚度的乘积成 正比。
K:比例常数, 与入射光波长, 溶液 中吸光物质的本性及溶液的温度有 关。
吸收池厚度不变, 以吸光度为纵坐 标, 浓度为横坐标作图时, 应得到一 条通过原点的直线, 称为校正曲线或 标准曲线。
偏离朗伯-比尔定律的主要原因: ① 定律仅适用于稀溶液 ② 化学变化引起的偏离(正偏离) ③ 非单色入射光引起的偏离(负 偏离)
三. 方法和仪器 (1) 目视比色法
目视比色法: 用眼睛观察比较溶液颜色深 度以测量物质含量的分析方法称 为目视比色法。
光度计可连续测量某一定浓度有色溶
液在不同波长下的吸光度, 从而可得其 吸收光谱,通过吸收光谱可选择最适宜 的测定波长。
所以分光光度计采用适当的光源 和检测器, 使测量的范围不只局限于 可见光区。如用红外光作为光源成 为红外分光光度法; 用紫外线作为光 源称为紫外分光光度法。
② 光电比色计和可见分光光度计的 基本部件
例如, 白光通过CuSO4溶液时, 溶液 颜色为蓝色。
吸收曲线: 为了精确表明溶液对不 同波长光的吸收情况, 可将不同波长 的单色光依次通过某一固定浓度的有 色溶液, 测量该溶液对各单色光的吸 收程度, 即吸光度, 以波长为横坐标, 吸光度为纵坐标作图所得曲线, 即为 吸收曲线, 或称吸收光谱。
① 光电比色法的原理: 所用仪器为 光电比色计。
光源→滤光片→一定波长范围的 近似单色光→有色溶液→透过光→ 光电池→检流计的标盘
可见分光光度法所用的仪器称为
分光光度计, 它是利用分光能力很强的 棱镜或光栅的原理, 作为单色器, 可连 续获得不同波长的单色光, 其波长范围 比用滤光片获得的更窄。因此用分光
与目视比色法相比, 光度法的特点: ① 灵敏度高;10-5 ~ 10-6mol/L ② 准确度较高; ③ 仪器设备较简单, 操作简便、 快速； ④ 应用广泛。
(2) 光的性质和物质的颜色
光的性质: 光是一种电磁波, 具
有波粒二象性。光的波动性可用 波长来描述, 其单位常用纳米(nm) 表示, 波长越短, 能量越高。
值, 单位为mL/g ·cm
同一物质的ε与 E11c%之m 间的关系:
E1% 1cm
10
Mr
例1 一含Fe2+浓度为0.5mg/L的溶 液, 用邻二氮菲显色测定, 吸收池厚 度为2cm,在508nm处测得吸光度为 0.19, 求其摩尔吸光系数和比吸光系 数。
(3) 偏离朗伯-比尔定律的原因 标准曲线: 根据朗伯-比尔定律,当
缺点: 光电池经强光照射或连续使用时 间过长, 易产生“疲劳现象”, 导
第二节 比色法和可见分光光度法
一. 概述 (1) 比色法和可见分光光度法的特点
比色法: 在分析化学中, 利用比较 有色溶液颜色的深浅来测定物质含 量的分析方法称为比色法。过去大 多用眼睛观察比较, 故又称目视比 色法。
光电比色法(分光光度法): 随着近代分析仪器的发展, 目前已
普遍使用光电比色计(分光光度计)通 过测量有色溶液对入色光的吸收程度 对物质进行分析, 称为光电比色法(分 光光度法)。
宜的滤光片。
分光光度计: 单色器由棱镜或光栅、 狭缝和准直镜等部分组成。
棱镜: 色散元件, 有石英或玻璃两 种, 它们对不同波长光具有不同的折 射率。石英棱镜对紫外光分光效果好, 玻璃棱镜对可见光分光效果好, 因为 玻璃对紫外光有吸收, 故不能用于紫 外光区。
光栅:色散元件, 利用光的衍射和干 涉原理制成。当白光通过密刻平行条 痕的光栅后, 将不同波长的光色散成 连续光谱。具有波长范围宽、色散均 匀、分辨本领高等优点。
(2) 吸光系数
当b以cm, c以g/L为单位, K为吸光
系数, 用符号a表示, 单位为L/g ·cm
A=abc
当b以cm, c以mol/L为单位时, K为
摩尔吸光系数, 用符号ε表示, 单位
为L/ mol ·cm
A=εbc
a与ε的关系:
a M
比吸光系数(
E 1% 1cm
): 指质量浓度为 Βιβλιοθήκη %(g/mL), b为1cm时的吸光度
c. 吸收池(比色皿) 用于盛装被测试液和参比溶液。 按制作材料不同分为石英吸收 池和玻璃吸收池。
d. 检测器 作用: 是将光强度信号转换为可
测电信号, 常见检测器有光电池和 光电管。
光电池: 国产581-G型光电比色 计及72型分光光度计。
优点: 光电池灵敏度较高, 产生的光电 池不需要经过放大便可直接用 灵敏检流计测量。
具有同一波长的光称为单色光,由不 同波长光组成的光称为复合光。
互补色光: 若将两种颜色的光按适当的 强度比混合可成白光, 那么这两种光称为 互补色光。
物质的颜色: 物质对光的吸收是具有选择性的。
当一束白光通过溶液时, 若溶液对各 种色光都不吸收, 则白光全部通过, 溶液呈无色透明; 若各种色光几乎全 被吸收, 则溶液呈黑色; 若溶液只吸收 某种色光, 则溶液呈透过光的颜色, 也 就是说, 溶液呈吸收光的互补色光的 颜色。
标准系列法的原理:
朗伯-比尔定律对标准系列法原 理的解释:
A=εsbscs=εxbxcx
标准系列法的优点: ① 仪器简单, 操作简便,适宜于大批 试样分析
② 适宜于稀溶液中微量组分的测定
③ 某些不完全符合朗伯-比尔定律 的显色反应, 仍可用此法进行测 定。
标准系列法的缺点: 准确度较差。
(2) 光电比色法和可见分光光度法
光源
单色器
吸收池
指示器 检测器
a. 光源 要求: 光源须具有足够的辐射强度, 且稳定性好。 钨灯是可见分光光度计常用 的光源。
b. 单色器 光电比色计: 用滤光片获得单色光。 选择滤光片的原则是: 滤光片最易
透过的光应是有色物质最易吸收的
光, 即滤光片的颜色与溶液的颜色应 为互补色; 也可以使用不同的滤光片 测量同一有色溶液的吸光度, 测得吸 光度最大时所用的滤光片就是最适