仪器分析技术PPT教学课件(1)

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π→π* trasnsition: red shift with the increase in the solvent polarity
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例题3: 在下列化合物中,哪一个的摩尔吸光系数最大? (1)乙烯;(2)1,3,5-已三烯;(3)1,3-丁二烯
例题4: 下列化合物中哪一个的λmax 最长? (1)CH4;(2)CH3I;(3)CH2I2
0.463 7 .6 4140 cCo 5.5 213c 0Ni
0.371 4 .2 413c 01.7 5140 c
Co
Ni
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第四章 原子吸收分光光度法
第二节:基本原理 第三节:AAS分光光度计 第四节:分析技术 第五节:干扰和消除
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一. 基本原理
例6:原子谱线变宽的主要因素有哪些?对原子吸收 光谱分析有什么影响?
N=16(tR/W)2 =5.54(tR/W)2
4、分离度resolution (R) 分离度亦称分辨率。是指相邻两个峰的分离程度。
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例12:若用He为载气,Van Deemeter 方程中, A=0.08cm,B=0.024cm2s-1,C=0.04s试求:
(1)最小塔板高度
(2)最佳线速
H m iA n 2 B 0 C .0 8 2 0 .0 0 0 2 .04 4 0 .10 4
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二、色谱图中一些重要参数
1.基线 (操作条件稳定后,无样品通过时的响应信号。) 2.保留时间(死时间t0 、保留时间tR、调整保留时间tR’ ) 3.峰宽(半峰宽、峰底宽、标准偏差)
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三、色谱分离中的一些重要参数
1、相对保留值relative retention (α) 亦称选择性因 α= t ' R2/ t ' R1

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CH3-SH
δ=2.000
CH3-C≡N
δ=1.98
CH3-OH (CH3)3C-OH ﹡1H谱的其它测定常数
δ=3.99 δ=1.95
耦合常数与结构的关系等
﹡1H-NMR波谱解析步骤 ——要保证被测样品足够纯 ——要设法获得分子式, 计算不饱和度 ——化合物分子中化学同核的组数大于或等于1H-NMR波谱中
不饱和C-H面外弯曲振动段
掌握哪些基团有哪些振动,对判断有机化合物有很大益处。
﹡红外分光光度计的组成
试样池
光源
参比池
单色器
检测器
放大器 记录仪
——光源:能发射高强度连续红外波长的高温黑体物质,一般采 用近于黑体物质的白炽能斯特灯或硅碳棒
——吸收池:用岩盐窗片制成 如NaCl、KBr、AgCl等 有透明度要求
对照(Sadtler Nuclear Magnetic Kesonance Spectra)
﹡位移试剂
不增加外加磁场强度而能增加化学不等同核化学位移差别
的试剂。稀土元素的β-二酮络合物.一般是正三价铕离子(Eu3+)和 镨离子(Pr3+)的β-二酮络合物
﹡13C-NMR波谱 13C谱的优点
——有机化合物分子骨架主要由C骨架构成,13C-NMR能更全面地 提供有关分子的骨架,特别是一些不与H相连的基团,如=C=O 等用途更广泛。
——常规的1H的化学位移不超过20,(一般为10) 而13C的化学位移不超过200,每个C原子结构上的微小变化可引起 δ值得明显变化,每一组化学等同核都可望显示一独立谱线。 ——13C核的天然丰度很低,可忽略13C核之间的耦合 13C-NMR破谱的灵敏度 ——与磁旋比有关(原子核的性质)与r3成正比 同摩尔数的H、C, 13C核的共振灵敏度只有1H核的1/63

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中红外光谱分为:基团频率区(官能团区)和指纹区。
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二、红外吸收产生的原理与条件
条件一:辐射光子的能量应与振动跃迁所 需能量相等。(刚好满足振动跃迁)
条件二:辐射与物质之间必须有耦合作用 (偶极矩发生变化)
T值为0%至100%内的任何值。
A值可以取任意. 的正数值。
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2. 多组分普通的分光光度法
A1c1l2c2l
(nm)
Co Ni
510 3.64×104 5.52×103
656 1.24×103 1.75×104
将0.376g土壤样品溶解后定容至50ml,取25ml试液进行处理,以除 去干扰元素,显色后定容至50ml,用1cm吸收池在510nm处和656nm 处分别测得吸光度为0.467和0.374,计算土壤样品中钴和镍的质量分数 。
π→π* trasnsition: red shift with the increase in the solvent polarity
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例题3: 在下列化合物中,哪一个的摩尔吸光系数最大? (1)乙烯;(2)1,3,5-已三烯;(3)1,3-丁二烯
例题4: 下列化合物中哪一个的λmax 最长? (1)CH4;(2)CH3I;(3)CH2I2
0.463 7 .6 4140 cCo 5.5 213c 0Ni
0.371 4 .2 413c 01.7 5140 c
Co
Ni
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第四章 原子吸收分光光度法
第二节:基本原理 第三节:AAS分光光度计 第四节:分析技术 第五节:干扰和消除
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一. 基本原理
例6:原子谱线变宽的主要因素有哪些?对原子吸收 光谱分析有什么影响?

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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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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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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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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

大学仪器分析(概述)PPT教学课件(1)

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并加以评析:
举例分析:
1.大雪三日,湖中人鸟声俱绝。
这句在结构上可谓横空出世,突兀而来,使人陡 生荒寒之感。尽管这时作者还没有描绘雪景,但 已可以想见大雪封湖之状,读之使人遍体生寒 了。 ——通过听觉写景,写出了大雪后一片静寂, 湖山封冻,人鸟瑟缩不敢外出,寒噤不敢作声,连 空气仿佛也冻结了。一个“绝”字巧妙地从人的听 觉和心理感受上画出了大雪的威严。这不禁让我 们联想到唐人柳宗元《江雪》中的“千山鸟飞绝,万 径人踪灭”。(视觉)二者虽写法不同,但达到了同 样的艺术效果。
更定 毳衣 雾凇 沆砀
gēng
cuì
sōng
读一读
hàng dàng
朗读课文,读出味道.
注意感情基 调.细微变
第一段:独往 湖心亭看雪
第二段:大喜 曰:焉得湖中 更有此人
自读课文, 疏通文句 并质疑。
同桌之 间讨论交 流,质疑 解难。
积累文言字词: 是日更定( 这
古代计时单位,一夜分
)(
) 五更,美更约两小时
(2) ︱r︱=0时, y与x之间完全不存在线性关系。
(3) 0<︱r︱<1时, y与x之间存在一定的线性关系。
︱r︱值愈接近1,线性关系就愈好
例:用光度法测定合金钢中Mn的含量,吸光度与Mn的含量间有下列关系: Mn的质量/µg 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 未知样 吸光度/A 0.032 0.135 0.187 0.268 0.359 0.435 0.511 0.242 试求出标准曲线的回归方程及其相关系数r并计算未知样品中Mn的含量
0
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3 C
(二)灵敏度
物质单位浓度或单位质 量的变化引起响应信号值 变化的程度,称为方法的 灵敏度,用S表示。

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(2)热分析法 该方法是通过测定物质的质量、体积、热导
或反应热与温度之间的关系而建立起来的一种分 析方法。有热重量法,差热分析法等。
§1-2 仪器分析的发展趋势
当前分析化学的特点:不仅要解决静态物质的 成分分析,而且要解决瞬时变化的暂态的物质的 成分分析;不仅要解决物质总体的总量分析,而 且要解决微区、薄层以及元素所存在的状态与价 态分析。
鉴于以上两种情况,本章讨论几种常用的分 离与富集的方法。
§2-1 沉淀分离法 这是一种较经典的分离方法,经过不断的发
展与完善,目前还经常使用。 一.无机沉淀剂沉淀分离法
定量分析中,当试样组成较简单,如碳酸钠、 氢氧化铁等,可直接把它们处理成溶液后进行滴 定;但如果为混合试样时,如Fe3+、Zn2+混合溶 液,要测其中的Fe3+含量,就必须除去Zn2+。 已知: KspFe(OH )3 3.51038 , KspZn(OH )2 1.2 1017
达到了平衡,即: A水 A有
A物质在两相中的浓度关系可用分配系数KD表 示: KD=[A有]/[A水]
如I2在水和CCl4之间的分配系数KD是一常数为 85.3,即: [I ]2 CCl4 /[I 2]H 2O 85.3
有些物质在两相中的存在形式与I2不同比较复
杂,如:Os(锇),如果同样用CCl4来萃取溶液中 OsO4时,水相中Os是以OsO4、OsO52-、HOsO-5等三 种形式存在;此时若用分配系数(KD=[OsO4]有/ [OsO4]水)来表示锇元素在两相中分配就说明不 了实际情况,为此引入了分配比D的概念,即:
第一章 绪论
§1-1 仪器分析定义、内容和分类 一.定义与内容
分析化学是人们用来认识自然的重要手段之 一,是一门研究物质组成状态和结构的学科。 它包括化学分析和仪器分析两大部分。

《仪器分析》幻灯片PPT

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〔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。
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——助色团 含有杂原子的饱和基团与发色团相连时. 吸收波 长发生变化,有-OH -NH2, -X,-OC2H5等
——红移和紫易
——朗伯-比耳定律 A=kcl
k比例常数 ,与入射光波长. 吸收光物质性质及溶剂温度等有 关
——增色效应与减色效应
有机化合物结构发生变化或溶剂改变, 在吸收峰红移或紫移 的同时,常伴有吸收增度色的增加或减弱
当测定物质的分子中基团的振动频率与照射红外光谱的频率相同 时,此物质就能吸收这种红外光谱,使分子由振动基态跃迁到激 发态,产生吸收光谱。
——基团频率 λ=1307 k为力常数,与键合类型有关 u为折合质量。1/u=1/m1+1/m2 m1, m2为振动质量 k 、u均可以查表得到
不同的官能团其特征吸收频率不同,可作为红外光谱定性分析 的依据。因此红外光谱法用于有机化合物的结构测定是目前最 成功和最广泛的方法之一。
指纹区内吸收光谱复杂,有伸展振动,弯曲振动,该区谱带特
别密集,能反映分子结构的细微变化,每种化合物在该区的谱带 位置,强度和形状都不一样,形同人的指纹。
——中红外又分为8个吸收段
O-H、N-H键伸展振动段
不饱和C-H伸缩振动段
饱和C-H伸缩振动段
三键与累积双键段
羰基伸缩振动段
双键伸缩振动段
键面内弯曲振动段
﹡红外光谱区段的划分
——红外光谱区分为近红外区、中红外区、远红外区。
其能级跃迁类型分为倍频、振动和转动,应用最广泛的是中红 外区,其波数在4000-400cm-1
——中红外区又分为
特征波谱区(4000-1333cm-1)
指纹区(1333-667cm-1)
特征谱带区内吸收峰比较稀疏,容易辨认,主要反映分子中特 征基团的振动,又称基团频率区。
单独使用进行有机化合物结构分析是比较困难的,但在确定发色团 的种类,判断某些方面的异构体及确定不饱和化合物的骨架起重要 作用。
④分子振动光谱(红外光谱)
波长范围0.7um延伸至300um 现在红外光谱只能扫描2.5-25um 习惯上用cm的倒数来表示,即波数cm-1表示
红外光谱也称分子吸收光谱,它是反映分子振动情况.当不同 频率的红外光谱通过测定分子时,就会出现不同强弱的吸收现象, 用T-λ作图就得到红外吸收光谱。 有很强的特征性,可以作为物质定性和定量的依据。 ﹡红外光谱的分析原理 ——分子振动的类型 伸缩振动,弯曲振动,整个结构基团的振动
紫移
红移
减色
﹡有机化合物最大吸收波长λmax的计算 根据化合物结构的不同, 有很多规律可计算,一般是确定母体,
再加上其它的基团的作用
﹡影响紫外光谱特征的其它因素
溶剂影响:能影响谱带形状,最大吸收波长和吸收强度
——空间位阻效应 ——偶极场效应 ——跨环效应 ——互变异构效应 ——Л→p共轭效应和超共轭效应 ﹡紫外光谱在结构分析中的使用
不饱和C-H面外弯曲振动段
掌握哪些基团有哪些振动,对判断有机化合物有很大益处。
﹡红外分光光度计的组成
试样池
光源
参比池
单色器
检测器
放大器 记录仪
——光源:能发射高强度连续红外波长的高温黑体物质,一般采 用近于黑体物质的白炽能斯特灯或硅碳棒
——吸收池:用岩盐窗片制成 如NaCl、KBr、AgCl等 有透明度要求
③紫外可见分光光度法 ﹡波长200-750nm分析那些具有紫外与可见光吸 收的 化合物。 它是被测分子在紫外可见光照射下外层价 电子产生跃迁而形成的吸收光谱。
﹡术语 ——发色团(生色团) 能吸收紫外光和可见光而引起
电子能 级跃迁的基团。通常指具有不饱和键或不饱和键 上连有杂原子的基团 C=C C=O等
仪器分析技术讲座
一 .仪器分析技术的分类
1.波谱分析 2.色谱分析 3.物相分析 4.元素分析
二.各类仪器分析技术的分类.原理与应用
1.波谱分析
① 分类: ﹡紫外可见分光光谱分析(UV) ﹡分子振动光谱(红外光谱)分析(IR) ﹡ 核磁共振波谱分析(NMR) ﹡ 质谱(MS)分析 也有人把荧光光谱分析(RF)和有机化合物 的元素分析纳入波谱分析范畴
﹡红外光谱试样的制备 ——气体样品,气体池装载,防止水蒸汽在红外区的强吸收干扰 ——液体样品,可拆式液体池,不要带气泡
对吸收很强的液体或固体样用特殊溶剂稀释.CS2,CCl4, CH2Cl2等,并通过溶剂为参比进行校正。
——固体样品 溶液法 ,糊状法,压片法,薄膜法
最通常用压片法 5%试样+95%分析纯KBr混合研磨, 磨至2um装在模具中置于压片机内29.4MP 1min后取出 ——在制备试样时应做到 试样中不含水,多组分试样在测定前要分离,选择适当 试样浓度和厚度。
3.0*10193.0*1015
波数/CM-1
能量/ev
1.0*109-1.0*106 1.2*105-1.2*102
1.0*106-3.0*104 1.2*102-6.2
12820-4000
1.6-0.5
2.5-25um
4000-400
0.5-0.05
25-1.0*103um
400-10
1.0-1.0*103um 1.0-1000m
② 波谱分析的原理 包括两方面的内容:光的波粒二象性(光的 波动性和光的粒子性) 概念:波长. 周期. 波数
光谱区 X射线
远紫外
近紫外 可见 近红外
中红外
远红外
微波 射频
光谱区域的划分
波长 0.01-10nm
10-200nm
200-380nm 380-780nm 0.75-2.5um
频率/HZ
3.0*10193.0*1016
迁 ——分子光谱:分子发生吸收跃迁的能量来自于光照 ,记录
下吸收光子的波长和吸收信号的强弱,称分子吸收光谱 同理发生发射跃迁释放的能量以光的形式释放,记录下 发射出的光的波长和强弱,称做分子发射光谱
——分子吸收光谱的分类 分子的平移移动 分子的转动 分子内化学键振动 价电子能级跃迁 电子的自旋 同位素的原子核的自旋(1H,2H,13C,17O,19F,31P等 )
10-1*10-2 3.0*108-3.0*105
换算关系:ν=1/T ν=C/T 波数 ū=1/λ 波长向短波方向为 宇宙射线或γ射线 波长向长波方向为 声波 光与物质的相互作用 ——分子能级:分子总处于特定的运动状态 每一运动状态
具有一定的能量 ——分子能级跃迁:周围环境吸收能量由低能级到高能级跃
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