仪器分析各方法
仪器分析
1、仪器分析方法定量的一般方法有哪些归一化法,内标法,内标标准曲线法,外标法2、标准加入法的使用有哪些注意事项:(1) 待测元素的浓度与其对应的吸光度应呈线性关系。
(2 ) 为了得到较为准确的外推结果,最少应采用4个点(包括试样溶液本身)来作为外推曲线,并且第一份加入的标准溶液与试样溶液的浓度之比应适当,这可通过试喷试样溶液和标准溶液,比较两者的吸光度来判断。
增量值的大小可这样选择,使第一个加入量产生的吸收值约为试样原吸收值的一半。
(3) 本法能消除基体效应带来的影响,但不能消除背景吸收的影响。
这是因为相同的信号既加到试样测定值上,也加到增量后的试样测定值上,因此只有扣除了背景之后才能得到待测元素的真实含量,否则将得到偏高结果。
(4) 对于斜率大小的曲线(灵敏度差),容易引进较大的误差。
3、气相色谱方法对试样的要求有哪些?进样器温度对峰型有何影响?(1 ) 只要在气相色谱适用的温度范围内,具有20-1300pa蒸气压或沸点在500.C以下,热稳定性好,相对分子质量在400以下的物质,原则上均可采用气相色谱法进行分析。
(2 ) 当进样器温度过低时,灵敏度过低难以检测出试样峰型当进样器温度过高时,将试样分解,难以测出准确的峰型4、塔板理论的应用通常用塔板数(neff)来评价柱的效能比较符合实际。
neff 越大或Heff越小则色谱柱的柱效越高。
H= L / n5、色谱速率理论与Van-Deemter方程式的物理意义。
速率理论认为,单个组分粒子在色谱柱内固定相和流动相间要发生千万次转移,加上分子扩散和运动途径等因素,它在柱内的运动是高度不规则的,是随机的,在柱中随流动相前进的速度是不均一的。
H=A+B/u+CuA项为涡流扩散项;B/ u项为分子扩散项;C u为传质项;u为载气线速度,单位为cm/s。
6、色谱分析中定性和定量的基础是什么:定性的基础是出峰保留时间,定量的基础是色谱峰面积7、色谱方法中,分离组分与固定相性质,如何决定出峰顺序:相似相溶原理(1)分离非极性物质,一般选用非极性固定液,沸点低的先出峰,沸点高的后出峰(2)分离极性物质,选用极性固定液,极性小的先流出色谱柱,极性大的后流出色谱柱(3)分离非极性和极性混合物时,一般选用极性固定液,这时非极性组分先出峰,极性组分后出峰(4)对于能形成氢键的试样,一般选择极性的或是氢键形的固定液,不易形成氢键的先流出,最易形成氢键的最后流出。
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。
仪器分析知识点总结大全
仪器分析知识点总结大全仪器分析是化学分析的重要分支,它利用特殊的仪器对物质进行定性、定量和结构分析。
以下是对常见仪器分析方法的知识点总结。
一、光学分析法(一)原子吸收光谱法(AAS)原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量的一种方法。
其原理是:当光源发射的某一特征波长的辐射通过原子蒸气时,被原子中的外层电子选择性地吸收,使透过原子蒸气的入射辐射强度减弱,其减弱程度与蒸气相中该元素的原子浓度成正比。
原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统和检测系统组成。
优点:选择性好、灵敏度高、分析范围广、精密度好。
局限性:多元素同时测定有困难、对复杂样品分析干扰较严重。
(二)原子发射光谱法(AES)原子发射光谱法是依据原子或离子在一定条件下受激而发射出特征光谱来进行元素定性和定量分析的方法。
原理是:当原子或离子受到热能或电能激发时,核外电子会从基态跃迁到激发态,处于激发态的电子不稳定,会迅速返回基态,并以光的形式释放出能量,产生发射光谱。
其仪器包括激发光源、分光系统和检测系统。
优点:可同时测定多种元素、分析速度快、选择性好。
缺点:精密度较差、检测限较高。
(三)紫外可见分光光度法(UVVis)该方法是基于分子的紫外可见吸收光谱进行分析的。
原理是:分子中的价电子在不同能级之间跃迁,吸收特定波长的光,从而产生吸收光谱。
仪器主要由光源、单色器、吸收池、检测器和信号显示系统组成。
应用广泛,可用于定量分析、定性分析以及化合物结构研究。
(四)红外吸收光谱法(IR)红外吸收光谱法是利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析和定量分析的一种方法。
原理是:分子的振动和转动能级跃迁产生红外吸收。
仪器包括红外光源、样品室、单色器、检测器和记录仪。
常用于有机化合物的结构鉴定。
二、电化学分析法(一)电位分析法通过测量电极电位来确定物质浓度的方法。
包括直接电位法和电位滴定法。
仪器分析方法
仪器分析方法仪器分析方法是化学分析中常用的一种技术手段,它通过利用各种仪器设备对样品进行分析,从而得到样品的成分、结构和性质等信息。
仪器分析方法的发展,为化学分析提供了更加准确、快速、灵敏的手段,广泛应用于环境监测、食品安全、药物研发等领域。
本文将就常见的仪器分析方法进行介绍和分析。
一、光谱分析。
光谱分析是利用物质对光的吸收、发射、散射等特性进行分析的一种方法。
常见的光谱分析包括紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱等。
这些方法通过测量样品对特定波长的光的吸收或散射情况,从而得到样品的成分和结构信息。
光谱分析方法具有快速、非破坏性、灵敏度高的特点,被广泛应用于化学分析领域。
二、色谱分析。
色谱分析是利用物质在固定相和流动相作用下的分离和检测特性进行分析的一种方法。
常见的色谱分析包括气相色谱、液相色谱、超高效液相色谱等。
这些方法通过样品在色谱柱中的分离和检测,从而得到样品中各种成分的含量和结构信息。
色谱分析方法具有分离效果好、分析速度快、灵敏度高的特点,被广泛应用于食品安全、环境监测等领域。
三、质谱分析。
质谱分析是利用物质在电场或磁场中的运动特性进行分析的一种方法。
常见的质谱分析包括质子磁共振质谱、质子转移反应质谱、质子撞击电离质谱等。
这些方法通过测量样品中各种离子的质荷比,从而得到样品的成分和结构信息。
质谱分析方法具有高分辨率、高灵敏度、高准确度的特点,被广泛应用于药物研发、生物分析等领域。
四、电化学分析。
电化学分析是利用物质在电极上的电化学反应特性进行分析的一种方法。
常见的电化学分析包括极谱法、循环伏安法、恒电位法等。
这些方法通过测量样品在电极上的电流和电压变化,从而得到样品的成分和性质信息。
电化学分析方法具有灵敏度高、实时性好、样品准备简单的特点,被广泛应用于环境监测、能源材料等领域。
综上所述,仪器分析方法在化学分析中具有重要的地位和作用,它为化学分析提供了更加准确、快速、灵敏的手段。
随着科技的不断发展,仪器分析方法将会不断完善和创新,为人类的健康和环境保护提供更多的支持和帮助。
仪器分析及其方法
仪器分析及其方法仪器分析是指利用各种仪器设备进行样品分析的科学技术领域。
它是现代分析化学的重要分支,具有高准确度、高灵敏度、高选择性等特点,广泛应用于环境监测、药品检测、食品安全等领域。
仪器分析的方法主要包括物质分离、物质识别与测定、物质结构研究等方面。
下面我们详细介绍几种常见的仪器分析方法。
一、光谱分析法:光谱分析法利用物质与电磁波相互作用的原理,通过测量样品在不同波长或频率下的吸收、发射、散射等光谱特性来进行分析。
常见的光谱分析方法有紫外可见吸收光谱法、红外光谱法、核磁共振光谱法等。
二、电化学分析法:电化学分析法是利用电化学基本原理,通过物质与电极界面的电化学反应产生的电流、电势等信号来进行分析。
常见的电化学分析方法包括电位滴定法、极谱分析法、循环伏安法等。
三、色谱分析法:色谱分析法是以固定相与流动相之间的分配作用对物质进行分离与测定的方法。
常见的色谱分析方法有气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法等。
四、质谱分析法:质谱分析法是利用物质的质量与电荷比在磁场中的运动轨迹和谱图进行分析的方法。
常见的质谱分析方法有质谱仪法、飞行时间质谱法、离子阱质谱法等。
五、核素分析法:核素分析法是利用放射性核素的独特性质进行分析的方法。
常见的核素分析方法有放射计数法、伽马射线分析法、中子活化分析法等。
六、电子显微镜分析法:电子显微镜分析法是利用电子束与样品相互作用所产生的信号来进行分析的方法。
常见的电子显微镜分析方法包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。
七、光电分析法:光电分析法是利用光电效应测量电流或电压信号进行分析的方法。
常见的光电分析方法有光电比色法、光电导比法、光电堆积法等。
这些仪器分析方法各具特点,可以根据不同样品的性质和需要选择相应的方法进行分析。
仪器分析方法的发展使得分析结果更加准确、灵敏,缩短了分析时间,提高了工作效率,大大推动了科学研究和工业生产的进程。
仪器分析方法比较
仪器分析方法比较常见的仪器分析方法包括原子吸收光谱法(AAS)、紫外可见光谱法(UV-Vis)、红外光谱法(IR)、质谱法(MS)和色谱法(GC、HPLC)。
下面对这些方法进行比较。
1.原子吸收光谱法(AAS)是一种常用的金属元素分析方法。
这种方法可以测定许多金属元素的浓度,具有高灵敏度和高选择性。
然而,AAS 只适用于金属元素的分析,不适用于其他类型的化学物质。
2. 紫外可见光谱法(UV-Vis)是一种非常常用的分析方法,用于测量物质的吸光度。
这种方法适用于有机化合物和无机化合物的分析,可以测量样品的浓度、化学键的结构和化合物的稳定性。
UV-Vis具有灵敏度高、分辨率好和操作简便等优点。
3.红外光谱法(IR)可以用来确定化学物质的功能基团和结构。
这种方法测量物质对红外辐射的吸收情况,因为每个化学物质都有特定的吸收峰,所以可以根据吸收峰的位置和强度来推断化合物的结构。
IR具有高灵敏度和高分辨率。
4.质谱法(MS)是目前最常用的分子结构分析方法之一、质谱仪可以测量化合物离子的质量和相对丰度,从而确定化学物质的分子量和分子结构。
质谱法适用于分析有机和无机化合物,具有高分辨率和高灵敏度。
5.色谱法(GC、HPLC)是一种广泛应用的分离和分析方法,用于分离复杂混合物中的化合物。
气相色谱法(GC)适用于分析气体和挥发性液体的化合物,液相色谱法(HPLC)适用于分析非挥发性化合物。
色谱法具有高分离效率、高分辨率和高灵敏度。
综上所述,不同的仪器分析方法具有不同的优点和适用范围。
在实际应用中,需要根据样品的性质和分析目的选择合适的方法。
例如,对于金属元素的分析,可以选择AAS;对于有机化合物的浓度测定,可以选择UV-Vis或HPLC;对于化合物结构的确定,可以选择IR或MS。
此外,对于复杂样品的分析,也可以采用多种方法的组合,以获得更准确的结果。
环境监测常用仪器分析方法(8类方法)
固定相是色谱柱的填充剂,可分为气固色谱固定 相和气液色谱固定相。
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色谱柱分离条件的选择
气化温度:应以能将试样迅速气化而不分解为准, 一般高于色谱柱温度30—70℃。 柱温:提高色谱柱温度,可加速气相和液相的传 质过程,缩短分离时间,但过高将会降低固定液 的选择性,增加其挥发流失,一般选择近似等于 试样中各组分的平均沸点或稍低温度。
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色谱法的分类
分类依据:固定相的形式
◦ 柱色谱法 ◦ 纸层析法 ◦ 薄层色谱法
分类依据:分离机制
◦ 吸附色谱法、分配色谱法、离子色谱法等
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色谱法
应用
◦ 色谱法是现代分析中最有效、用得最多的分离分析方法 ◦ 痕量分析的主要手段
环境监测中,色谱法是有机污染物分离分析的主 要手段
◦ 气相色谱法、液相色谱法、高压液相色谱法、离子色谱 法使用较多
敏度。 ◦ 氢化物原子化器 ◦ 无火焰原子化法的测定精密度比火焰原子化法差。
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3.离子交换法
有机离子交换剂(离子交换树脂)
◦ 是一种具有渗透性的三维网状高分子聚合物小球,在网 状结构的骨架上含有可电离的活性基团,与水样中的离 子发生交换反应。
◦ 分类(依据:官能团) ◦ 阳离子交换树脂 ◦ 阴离子交换树脂 ◦ 特殊离子交换树脂
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无机离子交换剂
பைடு நூலகம்
强酸性阳离子交换树脂
阳离子交换树脂 R-SO3H树脂, 如国产732
弱酸性阳离子交换树脂
R-COOH, R-OH 树脂
有机离子交换剂 (离子交换树脂)
强碱性阴离子交换树脂
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。
仪器分析教程知识点总结
仪器分析教程知识点总结一、光谱分析1. 原子吸收光谱法原子吸收光谱法是一种常用的分析技术,主要用于测定金属元素的含量。
其原理是通过测量金属元素的特征吸收线强度来定量分析样品中金属元素的含量。
在进行原子吸收光谱法实验时,需要掌握标准曲线法、内标法等定量分析方法,以及样品的预处理和稀释方法。
2. 紫外-可见吸收光谱法紫外-可见吸收光谱法是用于测定有机化合物和无机化合物的含量和结构的方法。
通过测量样品在紫外-可见光区域的吸收强度,可以获得样品的吸收光谱图,从而分析样品的成分和结构。
在进行紫外-可见吸收光谱法实验时,需要掌握分光光度计的操作方法、样品的制备和处理方法,以及吸收峰的解释和定量分析方法。
3. 红外光谱法红外光谱法是用于测定有机化合物和无机化合物的结构和功能基团的方法。
通过测量样品在红外光区域的吸收强度,可以获得样品的红外光谱图,从而分析样品的结构和功能基团。
在进行红外光谱法实验时,需要掌握红外光谱仪的操作方法、样品的制备和处理方法,以及吸收峰的解释和定量分析方法。
二、色谱分析1. 气相色谱法气相色谱法是用于分离和检测样品中有机化合物的方法。
通过样品分子在固定相和流动相之间的分配行为,可以实现样品分离和检测。
在进行气相色谱法实验时,需要掌握气相色谱仪的操作方法、固定相和流动相的选择和配制方法,以及色谱柱的使用和维护方法。
2. 液相色谱法液相色谱法是用于分离和检测样品中有机化合物和无机化合物的方法。
通过样品分子在固定相和流动相之间的分配行为,可以实现样品分离和检测。
在进行液相色谱法实验时,需要掌握液相色谱仪的操作方法、固定相和流动相的选择和配制方法,以及色谱柱的使用和维护方法。
三、质谱分析质谱分析是用于确定样品中有机分子和核素的相对分子质量和结构的方法。
通过测量样品离子的质荷比,可以获得样品的质谱图,从而确认样品的分子质量和结构。
在进行质谱分析实验时,需要掌握质谱仪的操作方法、样品的离子化和碎裂方法,以及质谱图的解释和质谱定性分析方法。
几种常见的仪器分析方法
分析仪器方法类型光分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法、热分析法、分析仪器联用技术。
光谱1.红外光谱仪的主要部件包括:光源,吸收池,单色器、检测器及记录系统。
2.红外光谱是基于分子的振动和转动能级跃迁产生的。
3.物质的分子、原子、离子等都具有不连续的量子化能级,只有当某波长光波的能量与物质的基态和激发态的能量差相等时,才发生物质对某光波的吸收,也就是说物质对光的吸收是有选择性的。
4.红外光谱仪用能斯特灯与硅碳棒做光源。
5.在光谱法中,通常需要测定试样的光谱,根据其特征光谱的波长可以进行定性分析;而光谱的强度与物质含量有关,所以测量其强度可以进行定量分析。
6.根据光谱产生的机理,光学光谱通常可分为:原子光谱,分子光谱。
7.紫外可见分光光度计用钨丝灯,氢灯或氘灯做光源。
1、紫外可见吸收光谱法(U V)朗博比尔定律-单色光成立,测定大部分无机和部分有机物。
紫外光源:氘灯,可见光源:钨丝灯定性描述:几组峰是几种物质,波长是物质种类原理:利用物质的分子或者离子对某一波长范围的光的吸收作用,对物质进行定性、定量和结构的分析,所依据的光谱是分子或者离子吸收入射光特定波长的光而产生的光谱。
操作步骤:打开电源-预热(一般30分钟)-设定波长-模式选择-调零(将蒸馏水倒入比色皿-透射比打开盖子调为0,盖上盖子为100.吸光度相反。
连续几次)-模式调为吸光度(A)-润洗-上样-测定。
思考题:1.试简述产生吸收光谱的原因。
解:分子具有不同的特征能级,当分子从外界吸收能量后,就会发生相应的能级跃迁.同原子一样,分子吸收能量具有量子化特征.记录分子对电磁辐射的吸收程度与波长的关系就可以得到吸收光谱.2.紫外及可见分光光度计与可见分光光度计比较,有什么不同之处?为什么?解:首先光源不同,紫外用氢灯或氘灯,而可见用钨灯,因为二者发出的光的波长范围不同.从单色器来说,如果用棱镜做单色器,则紫外必须使用石英棱镜,可见则石英棱镜或玻璃棱镜均可使用,而光栅则二者均可使用,这主要是由于玻璃能吸收紫外光的缘故.从吸收池来看,紫外只能使用石英吸收池,而可见则玻璃、石英均可使用,原因同上。
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。
各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法
各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法仪器分析是化学分析中的重要分支,它利用各种仪器设备,通过对样品中成分的检测、鉴定和测量,实现对样品的分析和解释。
下面介绍几种常见的仪器分析方法及其基本原理和谱图表示方法。
原子吸收光谱法(AAS)1.基本原理:原子吸收光谱法是基于原子能级跃迁的吸收光谱法。
样品中的原子在高温烈焰中被激发为原子态,当光源发射的光束通过样品时,其中的某些元素会被吸收,导致光强减弱。
通过测量光强减弱程度,可以推算出样品中元素的含量。
2.谱图表示方法:原子吸收光谱的谱图表示吸光度(Absorbance)与波长(Wavelength)的关系。
横坐标为波长,纵坐标为吸光度。
在每个元素的吸收峰处,吸光度会显著增加,从而实现对元素的定性定量分析。
气相色谱法(GC)1.基本原理:气相色谱法是一种分离和分析复杂混合物的方法。
样品中的组分在气相状态下被载气携带通过色谱柱,不同组分在固定相和移动相之间的分配系数不同,因此会以不同的速度通过色谱柱,从而实现各组分的分离。
通过检测器对分离后的组分进行检测和测量,可以得到各组分的含量。
2.谱图表示方法:气相色谱图的横坐标为时间(Time),纵坐标为峰高(Peak Height)或峰面积(Peak Area)。
各组分会在不同的时间点出现,通过对比标准品可以得到各峰的定性结果,通过测量峰高或峰面积可以计算出各组分的含量。
紫外-可见光谱法(UV-Vis)1.基本原理:紫外-可见光谱法是一种基于分子吸收光子能量的光谱法。
样品中的分子在紫外-可见光照射下会吸收特定波长的光子能量,导致光强减弱。
通过测量光强减弱程度,可以推算出样品中分子的含量及分子结构信息。
2.谱图表示方法:紫外-可见光谱图的横坐标为波长(Wavelength),纵坐标为吸光度(Absorbance)或透过率(Transmittance)。
在每个分子的特征吸收峰处,吸光度会显著增加,从而实现对分子的定性定量分析。
仪器分析的方法
仪器分析的方法仪器分析是一种通过使用各种仪器设备来对物质进行分析的方法。
它是现代化学分析的重要手段,可以帮助我们准确、快速地了解物质的成分和性质。
在仪器分析中,常用的方法包括光谱分析、色谱分析、质谱分析、电化学分析等。
下面我们将对这些方法进行详细介绍。
光谱分析是利用物质对电磁波的吸收、散射、发射等现象来分析物质的成分和结构的方法。
常见的光谱分析方法包括紫外-可见吸收光谱、红外光谱、核磁共振光谱等。
紫外-可见吸收光谱主要用于分析有机化合物和无机化合物的结构,红外光谱则可以用于确定有机物的官能团,核磁共振光谱则可以用于确定有机物分子的结构。
色谱分析是利用不同物质在固定相和流动相中的分配系数差异来进行分离和分析的方法。
常见的色谱分析方法包括气相色谱、液相色谱、超高效液相色谱等。
气相色谱主要用于分析挥发性物质,液相色谱主要用于分析非挥发性物质,超高效液相色谱则是一种高效率、高灵敏度的色谱分析方法。
质谱分析是利用物质的质荷比来进行分析的方法。
质谱分析可以用于确定物质的分子量、结构和同位素组成,常见的质谱分析方法包括质谱仪、质谱-质谱仪等。
质谱分析在生物、药物、环境等领域有着广泛的应用,可以提供非常准确的分析结果。
电化学分析是利用物质在电场作用下的电化学反应来进行分析的方法。
电化学分析包括电位法、电导法、极谱法等。
电化学分析可以用于测定物质的含量、确定物质的氧化还原性质等。
总的来说,仪器分析的方法是现代化学分析中不可或缺的重要手段,它可以帮助我们快速、准确地了解物质的成分和性质。
不同的仪器分析方法有着各自的特点和适用范围,我们可以根据具体的分析目的和样品性质选择合适的方法进行分析。
希望本文对仪器分析的方法有所帮助,谢谢阅读。
仪器分析方法比较
仪器分析方法比较仪器分析方法是化学分析的重要手段之一,可以对样品中的成分和结构进行准确、快速和可靠的分析。
在实际应用中,常用的仪器分析方法有许多种,如光谱分析、色谱分析、电化学分析、质谱分析等。
本文将对其中的几种常见仪器分析方法进行比较。
光谱分析是通过测定样品与辐射之间的相互作用来研究样品的化学组成和结构。
光谱分析包括紫外可见光谱、红外光谱、原子吸收光谱等。
紫外可见光谱常用于检测有机和无机化合物的吸收特性,红外光谱可用于确定有机物的官能团和结构,原子吸收光谱可用于测定金属元素的含量。
光谱分析具有分析速度快、灵敏度高、非破坏性等优点,但对样品的光学性质要求高,并且不能直接获得样品的定量分析结果。
色谱分析是通过样品在固定相和流动相之间的相互作用来分离和检测化合物的方法。
常见的色谱分析方法有气相色谱和液相色谱。
气相色谱主要用于分析挥发性和热稳定性化合物,如有机溶剂、挥发性有机物等。
液相色谱主要用于分析疏水性和热不稳定性化合物,如生物样品、天然产物等。
色谱分析具有分离效果好、分析速度快的优点,但其样品制备复杂,需要使用昂贵且易损坏的色谱柱。
电化学分析是利用电化学原理进行定量和定性分析的方法。
常见的电化学分析方法有电位滴定、电导法、极谱法等。
电位滴定主要用于测定溶液中的氧化还原物质,电导法用于测定溶液中的电解质浓度,极谱法用于测定溶液中的微量物质。
电化学分析具有操作简单、分析速度快的特点,但通常只适用于液体样品分析。
质谱分析是通过测定样品中分子或离子的质量和相对丰度来研究样品的化学组成和结构。
常见的质谱分析方法有质量光谱和质谱成像。
质量光谱主要用于鉴定有机和无机化合物,质谱成像用于研究生物样品的空间分布和代谢过程。
质谱分析具有灵敏度高、分析速度快的优势,但设备复杂且昂贵。
综上所述,不同的仪器分析方法具有各自的特点和适用范围。
在实际应用中,应根据分析目的和样品性质选择合适的仪器分析方法。
同时,也可以通过将不同的仪器分析方法组合起来,以获得更全面、准确的分析结果。
仪器分析方法的特点及选择
四.电位分析法
1,特点:(1)简便、快速、经济和灵活。
(2)可用于有色或浑浊试样的测定;
(3)便于进行连续监测和过程控制; (4)测定物理化学常数外,对生理学生物学和 医学研究具有特别重要的意义。 2.选择:(1)土壤酸度的测定(直接指示法); (2)土壤铵态氮量的测定(标准曲线法); (3)植株中K含量的测定(标准加入法)
五.气相色谱法
1.特点:选择性好;高效能;高灵敏度;分析 速度快;应用范围广。
2.选择:沸点低,热稳定性好,分子量小于 400大部分适合于气相色谱法。
六.高效液相色谱法
1.特点:高压;高速;高效,高灵敏 度;应用范围广。
2.选择:高沸点,热稳定性差,相对分子质 量大于400的有机物。
八.试题 八.试题
仪器分析方法的特点及选择
一.仪器分析方法的分类 1.光分析方法的分类 (1).光分析方法:原子发射法;原子吸收法;原子荧光 法;紫外可见法;红外法;核磁法;分子荧光法。 2.电子学分析法的分类 (1)电化学:电位分析;电导分析;伏 安分析;库伦分析;电解分析法 (2)色谱分析法:气相色谱法;液相点:灵敏度高;特效性好;抗干扰性强; 稳定性好;适用范围广;操作简单;分析速度 快。 2. 选择:它用于金属元素和类金属元素,对 非金属元素的分析困难。
三.紫外吸收光谱法
1.特点:(1)紫外可见吸收光谱所对应的电磁波长较短, 能量大它反 映了分子中介电子能级跃迁情况。 (2)灵敏度高、准确度好、选择性优,操作 简便、分析速度好。 (3)由于电子能级改变的同时,往往伴随有 振动能级的跃迁,所以电子光谱图比较简单,但峰形 较宽。 2. 选择:它用于共轭体系(共轭烯烃和不饱 和羰基化合物)及芳香族化合物的分析。
1.什么物质难于应用气相色谱法进行分析,而高效液相色谱 法可对其进行分析? 答:沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气 象色谱法进行分析,而高效液相色谱法只要求式样能制 成溶液,而不需要气化,因此不受式样挥发性的限制。 2.下列哪项不是原子吸收光谱法的特点?(B) A.抗干扰性强 C.灵敏度高 B.高效能 D.特效性好
详述仪器分析中常用到的定量分析方法
详述仪器分析中常用到的定量分析方
法
仪器分析中常用到的定量分析方法有多种,其中包括:
1.吸光度测定法:这种方法是利用物质吸收光谱中
的一个或几个特定波长的光能,测定该物质的浓度。
常
见的仪器有分光光度计、紫外-可见分光光度计等。
2.质谱分析法:这种方法是利用离子质谱仪(如质
谱仪、电喷雾质谱仪等)对物质的质谱图进行测定,从
而确定物质的组成成分和浓度。
3.光谱分析法:这种方法是利用物质在不同波长的
光谱图中的吸收或发射光谱来测定物质的浓度。
常见的
仪器有红外光谱仪、拉曼光谱仪等。
4.化学发光分析法:这种方法是利用物质在发生化
学反应时产生的发光来测定物质的浓度。
常见的仪器有
化学发光分析仪等。
5.荧光分析法:这种方法是利用物质在紫外线照射
下产生的荧光来测定物质的浓度。
常见的仪器有荧光光
度计等。
这些定量分析方法都具有较高的精度和灵敏度,在仪器分析中有广泛的应用。
现代仪器分析方法及应用
现代仪器分析方法及应用一、分光光度法分光光度法利用物质对光的吸收、散射、干涉、闪烁等现象进行分析。
常用的分光光度法有紫外可见分光光度法、红外吸收分光光度法、原子吸收分光光度法等。
分光光度法广泛应用于药物分析、环境分析、食品分析等领域。
二、电化学方法电化学方法通过测定电极上物质的电荷转移过程或与电极表面发生的电化学反应来进行分析。
常用的电化学方法有电位滴定法、电化学溶液分析法、恒定电流伏安法等。
电化学方法在药物分析、环境分析、金属离子检测等方面具有广泛应用。
三、质谱分析法质谱分析法通过测定样品中物质的质量与电荷比来进行分析。
常用的质谱分析法有质子化质谱法、电喷雾质谱法、时间飞行质谱法等。
质谱分析法在有机化合物的结构分析、食品中农药残留的检测以及毒性物质的鉴定等方面具有重要应用。
四、色谱分析法色谱分析法通过分离和测定化合物混合物中不同组分的相对含量来进行分析。
常用的色谱分析法有气相色谱法、液相色谱法、超高效液相色谱法等。
色谱分析法广泛应用于药物分析、食品分析、环境分析等领域。
五、核磁共振法核磁共振法利用原子核间的磁耦合和原子核的磁共振现象来进行分析。
常用的核磁共振法有氢核磁共振波谱法、碳核磁共振波谱法等。
核磁共振法在有机化合物结构鉴定、药物分析和生物分子结构研究等方面具有重要应用。
六、质量光谱法质量光谱法通过测定物质的质量与电荷比来进行定性和定量分析。
常用的质谱法有线性离子阱质谱法、四级杆质谱法等。
质谱法广泛应用于有机物质的结构分析、药物代谢研究以及环境污染物的检测等领域。
以上是现代仪器分析方法的几个主要方向,这些方法在现代化学分析中具有重要的地位和作用。
随着科学技术的不断发展,这些方法将进一步提高其灵敏度、准确性和快速性,为化学分析提供更多的选择和可能性。
同时,仪器分析方法的应用范围也将进一步拓展,为人类社会的发展与进步做出更大的贡献。
仪器分析及其方法
仪器分析及其方法仪器分析是指通过运用特定的仪器设备对待分析物进行分析或检测的一种方法。
随着科学技术的不断进步和发展,仪器分析的方法也得到了极大的完善和提高,涉及的技术和领域也越来越广泛。
一、常见仪器分析的方法1.光谱分析法:光谱分析法是应用物质对光或其他电磁波的吸收、发射、散射等特性进行物质分析和定性分析的一种方法。
例如,紫外可见光谱法、红外光谱法等。
2.电化学分析法:电化学分析法是通过测量或控制化学反应过程中发生的电流、电势和电荷量等参数,对待测物质进行分析和检测的一种方法。
例如,电导法、电解析法、电位滴定法等。
3.色谱分析法:色谱分析法是建立在物质成分在液相或气相中的分布系数不同而进行分离和测定的方法。
例如,气相色谱法、高效液相色谱法等。
4.质谱分析法:质谱分析法是利用质谱仪对物质的分子结构和成分进行分离、检测和鉴定的一种方法。
例如,质谱法、质谱联用法等。
5.核磁共振分析法:核磁共振分析法是通过对待测物质的核自旋粒子在磁场中的共振现象进行分析和鉴定的一种方法。
例如,核磁共振波谱法、核磁共振成像法等。
6.电子显微镜分析法:电子显微镜分析法是通过利用电子束对物质进行扫描或成像,再通过对物质电子散射、穿透等特性的分析来进行分析和检测的一种方法。
例如,透射电子显微镜法、扫描电子显微镜法等。
7.质谱分析法:质谱分析法是通过测定待测物质分子的质量和相对丰度来进行分析和鉴定的一种方法。
例如,质谱法、质谱联用法等。
二、仪器分析的应用领域1.环境领域:仪器分析在环境监测方面起着重要作用,可以用于空气、水、土壤等环境样品中有害物质的检测和分析。
2.生物医学领域:仪器分析在生物医学研究和医疗诊断中也得到广泛应用,例如生物芯片技术、核磁共振成像等。
3.食品安全领域:仪器分析可以用来检测食品中的残留农药、重金属等有害物质,并确保食品的安全。
4.材料科学领域:仪器分析在材料科学研究和制备中起着重要作用,可以用于材料成分分析和结构表征等。
26种仪器分析的原理及谱图方法大全
26种仪器分析的原理及谱图方法大全1.紫外吸收光谱 UV分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息2.荧光光谱法 FS分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息3.红外吸收光谱法 IR分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率4.拉曼光谱法 Ram分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率5.核磁共振波谱法 NMR分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息6.电子顺磁共振波谱法 ESR分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息7.质谱分析法 MS分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息8.气相色谱法 GC分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据;峰面积与组分含量有关9.反气相色谱法 IGC分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数10.裂解气相色谱法 PGC分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型11.凝胶色谱法 GPC分析原理:样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布12.热重法 TG分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区13.热差分析 DTA分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区14.示差扫描量热分析 DSC分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息15.静态热―力分析 TMA分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线提供的信息:热转变温度和力学状态16.动态热―力分析 DMA分析原理:样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化谱图的表示方法:模量或tgδ随温度变化曲线提供的信息:热转变温度模量和tgδ17.透射电子显微术 TEM分析原理:高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射,使得在相平面形成衬度,显示出图象谱图的表示方法:质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象提供的信息:晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等18.扫描电子显微术 SEM分析原理:用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象谱图的表示方法:背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等提供的信息:断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等19.原子吸收AAS原理:通过原子化器将待测试样原子化,待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光,从而使用检测器检测到的能量变低,从而得到吸光度。
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各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法!!!来源:张月娟的日志
紫外吸收光谱UV
分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁
谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化
提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息
荧光光谱法FS
分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光
谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化
提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息
红外吸收光谱法IR
分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁
谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化
提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率
拉曼光谱法Ram
分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射
谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化
提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率
核磁共振波谱法NMR
分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁
谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化
提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息
电子顺磁共振波谱法ESR
分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁
谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化
提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息
质谱分析法MS
分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离
谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化
提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息
气相色谱法GC
分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离
谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据;峰面积与组分含量有关
反气相色谱法IGC
分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线
提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数
裂解气相色谱法PGC
分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片
谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型
凝胶色谱法GPC
分析原理:样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出
谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布
热重法TG
分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化
谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线
提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区
热差分析DTA
分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化
谱图的表示方法:温差随环境温度或时间的变化曲线
提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息
示差扫描量热分析DSC
分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化
谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线
提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息
静态热―力分析TMA
分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化
谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线
提供的信息:热转变温度和力学状态
动态热―力分析DMA
分析原理:样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化
谱图的表示方法:模量或tgδ随温度变化曲线
提供的信息:热转变温度模量和tgδ
透射电子显微术TEM
分析原理:高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射,使得在相平面形成衬度,显示出图象
谱图的表示方法:质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象
提供的信息:晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等
扫描电子显微术SEM
分析原理:用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象
谱图的表示方法:背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等
提供的信息:断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等
原子吸收AAS
原理:通过原子化器将待测试样原子化,待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光,从而使用检测器检测到的能量变低,从而得到吸光度。
吸光度与待测元素的浓度成正比。
(Inductive coupling high frequency plasma)电感耦合高频等离子体ICP
原理:利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子,由于激发态的原子和离子不稳定,外层电子会从激发态向低的能级跃迁,因此发射出特征的谱线。
通过光栅等分光后,利用检测器检测特定波长的强度,光的强度与待测元素浓度成正比。
X-ray diffraction ,x射线衍射即XRD
X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。
晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。
由于大量原子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。
满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsinθ=λ
应用已知波长的X射线来测量θ角,从而计算出晶面间距d,这是用于X射线结构分析;另一个是应用已知d的晶体来测量θ角,从而计算出特征X射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。
高效毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis,HPCE)
CZE的基本原理
HPLC选用的毛细管一般内径约为50μm(20~200μm),外径为375μm,有效长度为50cm(7~100cm)。
毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中,同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极,该电压使得分析样品沿毛细管迁移,当分离样品通过检测器时,可对样品进行分析处理。
HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。
在毛细管电泳系统中,带电溶质在电场作用下发生定向迁移,其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。
所谓电渗是指在高电压作用下,双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象;电泳是指在电解质溶液中,带电粒子在电场作用下,以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。
溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定,另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。
带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动,带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域,在电场作用下向正极移动。
与此同时,缓冲液的电渗流向负极移动,其作用超过电泳,最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。
MECC的基本原理
MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相,以胶束增溶作为分配原理,溶质在水相、胶束相中的分配系数不同,在电场作用下,毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳,使胶束和水相有不同的迁移速度,同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配,在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。
MECC是电泳技术与色谱法的结合,适合同时分离分析中性和带电的样品分子。
扫描隧道显微镜(STM)
扫描隧道显微镜(STM)的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。
将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极,当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm),在外加电场的作用下,电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。
这种现象即是隧道效应。
原子力显微镜(Atomic Force Microscopy ,简称AFM)
原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端,微悬臂的另一端固定,当探针在样品表面扫描时,探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形,这样,微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。
一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器,可以精确测量微悬臂的微小变形,这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。
俄歇电子能谱学(Auger electron spectroscopy),j简称AES
俄歇电子能谱基本原理:入射电子束和物质作用,可以激发出原子的内层电子。
外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量,可能以X光的形式放出,即产生特征X射线,也可能又使核外另一电子激发成为自由电子,这种自由电子就是俄歇电子。
对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射:特征X射线或俄歇电子。
原子序数大的元素,特征X 射线的发射几率较大,原子序数小的元素,俄歇电子发射几率较大,当原子序数为33时,两种发射几率大致相等。
因此,俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。