分析化学光学分析法
环境监测常用分析方法简介
环境监测常用分析方法简介环境样品的测试方法是在现代分析化学各个领域的测试技术和手段的基础上发展起来的,用于研究环境污染物的性质、来源、含量、分布状态和环境背景值。
随科学技术的不断发展,除经典的化学分析、各种仪器分析为环境分析监测服务外,一些新的测试手段和技术,如色谱-质谱联用、激光、中子活化法、遥感遥测技术也很快被广泛应用于环境污染的监测中,为了及时反映监测对象和取样时的真实情况,确切掌握环境污染连续变化的状况,许多小型现场监测仪器和大型自动监测系统也获得迅速的发展。
一、化学分析法是以特定的化学反应为基础的分析方法,分重量分析法和容量分析法两类。
重量法操作麻烦,对于污染物浓度低的,会产生较大误差,它主要用于大气中总悬浮颗粒、降尘量、烟尘、生产性粉尘及废水中悬浮固体、残渣、油类、硫酸盐、二氧化硅等的测定。
随着称量工具的改进,重量法得到进一步发展。
例如,近几年用微量测重法测定大气飘尘和空气中的汞蒸汽等。
容量法具有操作方便、快速、准确度高、应用范围广、费用低的特点,在环境监测中得到较多应用,但灵敏度不够高,对于测定浓度太低的污染物,也不能得到满意的结果。
它主要用于水中的酸碱度、NH3-N、COD、BOD、DO、Cr6+、硫离子、氰化物、氯化物、硬度、酚等的测定,及废气中铅的测定。
二、光学分析法是以光的吸收、辐射、散射等性质为基础的分析方法,主要有以下几种:(一)分光光度法是一种具有仪器简单、容易操作、灵敏度较高、测定成分广等特点的常用分析法。
可用于测定金属、非金属、无机和有机化合物等。
在国内外的环境监测分析法中占有很大的比重。
(二)原子吸收分光光度法是在待测元素的特征波长下,通过测量样品中待测元素基态原子(蒸气)对特征谱线吸收的程度,以确定其含量的一种方法。
此法操作简便、迅速、灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强、测定元素范围广,是环境中痕量金属污染物测定的主要方法,可测定70多种元素,国内外都用作测定重金属的标准分析方法。
(完整版)分析化学知识点总结
1.分析方法的分类按原理分:化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法仪器分析:以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法光学分析方法:光谱法,非光谱法电化学分析法:伏安法,电导分析法等色谱法:液相色谱,气相色谱,毛细管电泳其他仪器方法:热分析按分析任务:定性分析,定量分析,结构分析按分析对象:无机分析,有机分析,生物分析,环境分析等按试样用量及操作规模分:常量、半微量、微量和超微量分析按待测成分含量分:常量分析(>1%), 微量分析(0.01-1%), 痕量分析(<0.01%)2.定量分析的操作步骤1) 取样2) 试样分解和分析试液的制备3) 分离及测定4) 分析结果的计算和评价3.滴定分析法对化学反应的要求➢有确定的化学计量关系,反应按一定的反应方程式进行➢反应要定量进行➢反应速度较快➢容易确定滴定终点4.滴定方式a.直接滴定法b.间接滴定法如Ca2+沉淀为CaC2O4,再用硫酸溶解,用KMnO4滴定C2O42-,间接测定Ca2+c.返滴定法如测定CaCO3,加入过量盐酸,多余盐酸用标准氢氧化钠溶液返滴d.置换滴定法络合滴定多用5.基准物质和标准溶液基准物质: 能用于直接配制和标定标准溶液的物质。
要求:试剂与化学组成一致;纯度高;稳定;摩尔质量大;滴定反应时无副反应。
标准溶液: 已知准确浓度的试剂溶液。
配制方法有直接配制和标定两种。
6.试样的分解分析方法分为干法分析(原子发射光谱的电弧激发)和湿法分析试样的分解:注意被测组分的保护常用方法:溶解法和熔融法对有机试样,灰化法和湿式消化法7.准确度和精密度准确度: 测定结果与真值接近的程度,用误差衡量。
绝对误差: 测量值与真值间的差值, 用 E 表示 E = x - x T相对误差: 绝对误差占真值的百分比,用E r 表示 E r =E /x T = x - x T /x T ×100% 精密度: 平行测定结果相互靠近的程度,用偏差衡量。
分析化学知识点
1.按原理分:化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法仪器分析:以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法光学分析方法:光谱法,非光谱法电化学分析法:伏安法,电导分析法等色谱法:液相色谱,气相色谱,毛细管电泳其他仪器方法:热分析按分析任务:定性分析,定量分析,结构分析2.按试样用量及操作规模分:常量、半微量、微量和超微量分析按待测成分含量分:常量分析(>1%), 微量分析(0.01-1%), 痕量分析(<0.01%)3.定量分析的一般步骤配制标准溶液用的方法:(1)直接法直接准确称取一定量的物质,溶解后。
在容量瓶内稀释到一定体积,然后算出该溶液的浓度。
必须具备一下三个条件:第一物质必须足够的纯度,含量大于等于99.9%。
一般可用基准物质或优级纯试剂;第二物质的组成与化学式应完全符合;第三稳定。
(2)间接法粗略地称取一定量的物质,配制成所需浓度,用基准物质或另一种标准溶液来测定。
第四具备较大的摩尔质量。
4.样品采样(1)固体采样土壤样品: 采集深度0-15cm的表地为试样,按3点式(水田出口,入口和中心点)或5点式(两条对角线交叉点和对角线的其它4个等分点)取样。
每点采1-2kg,经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分等步骤,取粒径小于0.5 mm的样品作分析试样。
沉积物: 用采泥器从表面往下每隔1米取一个试样,经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分,取小于0.5 mm的样品作分析试样。
金属试样: 经高温熔炼,比较均匀,钢片可任取。
对钢锭和铸铁,钻取几个不同点和深度取样,将钻屑置于冲击钵中捣碎混匀作分析试样。
(2)液体试样液体试样一般比较均匀,取样单元可以较少当物料的量较大时,应从不同的位置和深度分别采样,混合均匀后作为分析试样,以保证它的代表性液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶,一般情况下两者均可使用。
但当要检测试样中的有机物时,宜选用玻璃器皿;而要测定试样中微量的金属元素时,则宜选用塑料取样器,以减少容器吸附和产生微量待测组分的影响(3)气体试样⏹用泵将气体充入取样容器;采用装有固体吸附剂或过滤器的装置收集;过滤法用于收集气溶胶中的非挥发性组分⏹固体吸附剂采样:是让一定量气体通过装有吸附剂颗粒的装置,收集非挥发性物质⏹大气试样,根据被测组分在空气中存在的状态(气态、蒸气或气溶胶)、浓度以及测定方法的灵敏度,可用直接法或浓缩法取样⏹贮存于大容器(如贮气柜或槽)内的物料,因密度不同可能影响其均匀性时,应在上、中、下等不同处采取部分试样后混匀大气试样静态气体试样直接采样,用换气或减压的方法将气体试样直接装入玻璃瓶或塑料瓶中或者直接与气体分析仪连接动态气体试样采用取样管取管道中气体,应插入管道1/3直径处,面对气流方向常压,打开取样管旋塞即可取样。
分析化学 第九章 光谱分析法概论
散射
③运动方向改变
Raman散射 ①非弹性碰撞
Stokes线λ散<λ入
②有能量交换,光的频率改变
③运动方向改变
反Stokes线λ散>λ入
散射光强 I ∝ 1/λ λ散-λ入 为拉曼位移,与分子的振动频率有关。
h
10
三、电磁辐射与物质的相互作用
4.折射和反射
反射:当光从介质1照射到与介质2时,一部分 光在界面上改变方向返回介质1的现象。
Planck常数:h = 6.626 × 10 -34 J . S 光速:c = 2.997925×1010cm/s
h
5
⒋波长越小、频率越大,能量越大。 ⒌单色光:
单波长的光(由具有相同能量的光子组成)
⒍能量常用单位:eV erg J ⒎能量换算关系:
1 e V 1 .6 1 0 1 9 J 1 .6 0 2 2 1 0 1 2 e r g
2.发射
2
样品
1
E 21h21hC / 21 E2h2hC/2
火焰或电弧
0
E1h1hC/1
λ2 λ1
λ21
λ
火焰、电弧激发的发射光谱示意图
2
I0
样品
I
E 21h21hC / 21 2hC/2
E1h1hC/1
光致发光示意图
λ2 λ1
λ21
h
9
三、电磁辐射与物质的相互作用
3.散射
Rayleigh散射①弹性碰撞 ②无能量交换,光的频率不变
λmax不变。而对于不同物质,它们的吸收曲线形 状和λmax不同。
h
15
h
16
③吸收曲线可以提供物质的结构信息,并作为物质 定性分析的依据之一。
华中师范大学等六校合编《分析化学》(第4版)(下册)配套题库-课后习题-光学分析法导论【圣才出品】
第三章光学分析法导论1.解释下列名词(1)原子光谱和分子光谱;(2)发射光谱和吸收光谱;(3)线光谱和带光谱;(4)光谱项和光谱支项;(5)统计权重和简并度;(6)禁戒跃迁和亚稳态;(7)单重态和多重态;(8)原子发射光谱和原子荧光光谱;(9)荧光、磷光和化学发光;(10)Raman光谱。
答:(1)由原子的外层电子能级跃迁产生的光谱称为原子光谱;由分子的各能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
(2)当原子受到外界能量的作用时,激发到较高能级上处于激发态。
但激发态的原子很不稳定,一般在10-8s内返回到基态或较低能态而发射出的特征谱线形成的光谱称为原子发射光谱;当基态原子蒸气选择性地吸收一定频率的光辐射后跃迁到较高能级,这种选择性吸收产生的原子特征的光谱称为原子吸收光谱。
(3)从谱线上看时线状的,谱峰很锐,很尖,谱宽大概3~10nm,主要是原子受激辐射的谱线称为线光谱。
带状的,谱峰较宽,像山峰一样,谱宽从几十纳米到几百纳米都有,主要是分子受激辐射的谱线称为带光谱。
(4)用n、L、S、J四个量子数来表示的能量状态称为光谱项,符号为n2S+1L;把J 值不同的光谱项称为光谱支项,符号为n2S+1L J。
(5)由能级简并引起的概率权重称为统计权重;在磁场作用下,同一光谱支项会分裂称2J+1个不同的支能级,2J+1称为能级的简并度。
(6)不符合光谱选择定则的跃迁称为禁戒跃迁;若两光谱项之间为禁戒跃迁,处于较高能级的原子具有较长的寿命,原子的这种状态称为亚稳态。
(7)单重态电子两两成对,单电子数为零;多重态是有两个电子自旋平行。
(8)利用物质在热激发或电激发下,每种元素的原子或离子发射特征光谱来判断物质的组成,而进行元素的定性与定量分析的方法称为原子发射光谱;原子荧光光谱法是测量待测元素的原子蒸气在一定波长的辐射能激发下发射的荧光强度进行定量分析的方法。
(9)光照射到某些原子时,光的能量使原子核周围的一些电子由原来的轨道跃迁到了能量更高的轨道,第一激发单线态是不稳定的,当电子由第一激发单线态恢复到基态时,能量会以光的形式释放,产生的光称为荧光;如果受激发分子的电子在激发态发生自旋反转,当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时,就会发生系间窜跃,到达激发三重态,经过振动驰豫达到最低振动能级,然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上,这时发射的光子称为磷光;物质在进行化学反应过程中伴随的一种光辐射现象称为化学发光。
光学分析法
1.红外光谱法 2.紫外-可见分光光度法 3.分子发光分析法 4.原子吸收光谱法 5.原子发射光谱法 6.核磁共振波谱法
(1)测定: 用四氯化碳做溶剂, 分别配制100ml/L 正十六烷100mg/L 姥鲛烷和400mg/L甲苯 溶液。 以四氯化碳作参比溶液,使用1cm 石英池,分别测量正十六烷、姥鲛烷和甲苯三种 溶液在2930cm-1 、 2960cm-1、3030cm-1处的吸光度A2930、A2960、A3030 三种物质的代用符号分别为:正十六烷-H、姥鲛烷-P 和甲苯-T。
(1)测定: 以四氯化碳作参比溶液,使用适当光程的比色皿, 即:1cm 石英比色皿测试样品范围为100~400mg/L、 4cm 石英比色皿测试样品范围0~100mg/L, 将萃取液和硅酸镁吸附后的滤出液倒入石英比色皿, 放入红外分光光度计的样品室, 测2930cm-1 、 2960cm-1、3030cm-1三个波长处的样品吸光度并计算总萃取 物和石油类的含量。 (2)空白试验: 以纯水代替试样,加入与测定时相同体积的试剂, 并使用相同光程的比色皿,按(1)中测定步骤进行空白试验。
用四氯化碳萃取水中油类物质,测定总萃取物, 然后将萃取液用硅酸镁吸附,经脱除动植物油后测定石 油类含量,总萃取物和石油类的含量均 以波长分别为2930cm-1,2960cm-1,3030cm-1谱带处的吸 光度A2930,A500ml 的细口瓶,瓶中加入处理好的活性碳和硅酸 镁各300g,加入2500ml要处理的四氯化碳,盖好盖后震荡 2min,静止30min 或1h将瓶中的四氯化碳倒入放在有120 目筛网的漏斗中,取样后在光谱仪上扫描,得到谱图合格 后即可放入干净的磨口瓶中保存备用。四氯化碳的谱图不 合格时,说明吸附剂已饱和,应停止使用,重新放入新的 吸附剂。 (2)萃取: 根据四氯化碳具有溶解油脂好,不溶于水的特性, 对水中的油份进行有效地萃取。将一定体积的水样倒入分 液漏斗中,加盐酸酸化至pH≤2,用20ml 四氯化碳洗涤采 样瓶后,移入分液漏斗中加约20g 氯化钠充分振荡2min。 经常开启活塞排气,静止分层后将萃取液经已放置10min 厚度无水硫酸钠的玻璃砂芯漏斗流入容量瓶内,用20ml 四氯化碳重复萃取一次,取适量的四氯化碳洗涤玻璃砂芯 漏斗,洗涤液一并流入容量瓶,加四氯化碳稀释至标线定 容,摇匀。
化学分析工作原理
化学分析工作原理化学分析是一种通过实验手段对物质组成和性质进行研究的方法。
它在各个领域都有着广泛的应用,包括环境监测、食品安全、医学诊断等等。
化学分析的工作原理是通过一系列的化学反应和物理测量来确定样品的成分和特性。
本文将介绍常见的化学分析方法及其工作原理。
一、光谱分析法光谱分析法是一种通过测量样品与电磁辐射之间的相互作用,来研究样品组成和分子结构的方法。
常见的光谱分析方法包括紫外可见光谱、红外光谱、质谱等。
其中,紫外可见光谱通过测量样品对紫外或可见光的吸收来确定样品的成分和浓度。
红外光谱则通过测量样品吸收或发射的红外光谱带,来分析样品的有机和无机成分。
质谱则通过测量样品中离子的质量和相对丰度来确定样品中的分子结构。
二、色谱分析法色谱分析法是一种通过样品中物质在固定或流动相中的分配行为进行分析的方法。
常见的色谱分析方法包括气相色谱、液相色谱、层析等。
气相色谱是利用物质在气相流动相中的分配行为实现分离和鉴定的方法。
液相色谱则是利用物质在液相流动相中与固定相之间的相互作用进行分离和鉴定。
层析则是利用物质在液体静相或气体流动相与固定相之间的分配行为进行分离。
三、电化学分析法电化学分析法是利用电化学过程进行分析的方法,包括电解、电沉积和电催化等。
电解是将样品溶解在电解质溶液中,通过施加电场使溶液中的离子发生电解,从而确定样品的成分和浓度。
电沉积则是通过电化学方法将样品中的金属离子还原为金属,从而定量测定样品中金属离子的含量。
电催化则是指通过电化学反应使被测物质发生催化反应,并通过测量电流或电势变化来确定样品中物质的含量。
四、光谱仪器分析法光谱仪器分析法是利用光谱仪器进行分析的方法,包括核磁共振、质谱、拉曼、荧光等。
核磁共振通过测量样品中核自旋的能级差距和各能级上核子的自旋取向,来研究样品分子的结构和性质。
质谱通过测量样品中离子的质量和丰度,来确定样品中的分子结构和相对含量。
拉曼通过测量样品散射光的频率和强度,来分析样品的分子结构和化学键的振动状态。
仪器分析的分类
通过检测光谱的波长和强度来进行分析。 精密度越好,检出限就越低。
其他分析法
化 学 分 析
分 析 化 学
仪 器 分 析
重量分析 滴定分析
酸碱滴定 配位滴定 氧化还原滴定
电化学分析 光化学分析 色谱分析 波谱分析
2.5 检出限
➢ 某一方法在给定的置信水平上可以检出被测物质的最小浓 度或最小质量,称为这种方法对该物质的检出限。
➢ 检出限表明被测物质的最小浓度或最小质量的响应信号可 以与空白信号相区别。用D来表示。
D 3sb S
➢ sb为空白信号的标准偏差,S是方法的灵敏度,也就是标 准曲线的斜率。
➢ 方法的灵敏度越高(工作曲线的斜率越大)。精密度越 好,检出限就越低。
法的灵敏度就越高。 紫外、红外、核磁、质谱
灵敏度也就是标准曲线的斜率。
0.05 0
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 1.1 1.3
准确度常用相对误差度量.
C
2.3 精密度
精密度是指使用同一方法,对同一试样进行多次测定 所得测定结果的一致程度。
精密度常用测定结果的标准偏差s或相对标准偏差sr量 度.
沉淀滴定
电导、电位、电解、库仑 极谱、伏安
发射、吸收,荧光、光度
气相、液相、离子、超临 界、薄层、毛细管电泳 紫外、红外、核磁、质谱
2.2 灵敏度
物质单位浓度或单位
S=dy/d质c或d量y/dm的变化引起响应信号
值变化的程度,称为方法 同一分析人员在同一条件下测定结果的精密度称为重复性;
精密度越好,检出限就越低。
薄膜成分分析方法
目录
CONTENTS
• 引言 • 薄膜成分分析方法概述 • 化学分析法 • 物理分析法 • 光学分析法 • 结论
01 引言
目的和背景
薄膜在现代工业中广泛应用,如电子 、光学、生物医学等领域,其成分和 结构对性能具有重要影响。
薄膜成分分析的目的是确定薄膜中各 元素的种类、含量及分布,为优化薄 膜性能和制备工艺提供依据。
总结词
通过测量隧道电流的大小和分布,得到 薄膜表面的原子排列和电子结构信息。
VS
详细描述
扫描隧道显微镜法是一种高精度的薄膜成 分分析方法,通过在薄膜表面扫描微小的 探针,测量隧道电流的大小和分布,得到 薄膜表面的原子排列和电子结构信息。该 方法具有极高的空间分辨率和电子结构分 辨率,能够提供详细的薄膜表面信息。
总结词
通过分析X射线在薄膜表面衍射后的光谱,确定薄膜的晶体结构和相组成。
详细描述
X射线衍射法是一种常用的薄膜成分分析方法,通过测量X射线在薄膜表面衍射后的光谱,分析其衍射 角度和强度,得到薄膜的晶体结构和相组成信息。该方法具有较高的精度和可靠性,广泛应用于薄膜 材料的成分分析。
扫描隧道显微镜法(STM)
这些方法可以测定薄膜的表 面形貌、晶体结构、元素分 布等。
物理分析法包括原子力显微 镜、扫描隧道显微镜、X射线 衍射等。
物理分析法的优点是操作简 便、快速,但缺点是精度和 准确度相对较低。
光学分析法
光学分析法是一种通过光学性质来测 定薄膜成分的方法。
这些方法可以测定薄膜中各种元素的 含量,以及各种官能团的性质。
06 结论
各种分析方法的比较和选择
原子吸收光谱法(AAS)
适用于痕量元素分析,具有高灵敏度和准确度,但需要复 杂的样品预处理。
仪器分析-第2章 光学分析法导论
·电子能级变化时,必然伴随着振动能级的变化,振 动能级的变化又伴随转动能级的变化,因此,分子光谱 不是线状光谱,而是带状光谱。
λ =1 / σ
c:光速 (2.9979×1010 cm ·s-1);λ:波长(cm); ν:频率(Hz或s-1);σ:波数(cm-1) ; E :能量(ev或J); h:普朗克常数6.6256 ×10-34J ·s或4.136 ×10-15ev.s
二、电磁波谱
电磁辐射按照波长(或频率、波数、能量)大小的顺序排列.
如: 钠原子的光谱项符号 32S1/2;
表示钠原子的电子处于n=3,M =2(S = 1/2),L =0,
J = 1/2 的能级状态(基态能级);
接下一页
电子的多重态
h +
单重态 (自旋配对)
电子跃迁
激发单重态 (自旋 配对)
h +
单重态
电子跃迁 和 自旋翻转
(自旋配对)
三重态 (自旋 平行)
返回
3. △J = 0、±1 但当J=0时,△J =0跃迁是禁戒的。 4. △S = 0 即单重态只跃迁到单重态,三重态只跃迁到三重
态。不同多重态之间的跃迁是禁阻的。
符合以上条件的跃迁,跃迁概率大,谱线较强.不符合 光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁,禁阻跃迁强度很弱。 若两光谱项之间为禁戒跃迁,处于较高能级的原子具有较长 的寿命,原子的这种状态称为亚稳态。
吸收光谱法
原紫红核 子外外磁 吸可可共 收见见振
光谱分析法
分子光谱法
发射光谱法
原原分分 X 化
子
子
光学分析
在紫外-可见区域内任意可调。 在紫外-可见区域内任意可调。
♦ 单色器一般由入射狭缝、准光器、色散元件、聚 单色器一般由入射狭缝、准光器、色散元件、
焦元件和出射狭缝等几部分组成。 焦元件和出射狭缝等几部分组成。
♦ 其核心部分是色散元件 , 起分光的作用的主要是 其核心部分是色散元件,
棱镜和光栅(狭缝) 棱镜和光栅(狭缝)
♦ 它的基本原理是将光源辐射出的待测元素
二、特点
(1)灵敏度高 (2)选择性强,方法简便 选择性强, (3)分析速度快,应用范围广 分析速度快, (4)精密度高,准确性好 精密度高,
局限性
(l)每种被分析元素都要有一个能发射特 定波长谱线的光源。 定波长谱线的光源。 (2)测定难熔金属如钨、铌、钛、锆等稀 测定难熔金属如钨、 土及非金属元素,结果不能令人满意。 土及非金属元素,结果不能令人满意。 不能同时进行多元素分析。 (3)不能同时进行多元素分析。 由于仪器使用中, (4)由于仪器使用中,需用各种 气体,故操作中一定要注意安全。 气体,故操作中一定要注意安全。
♦ 分光光度计的单色器是衍射(或绕射)光栅。 分光光度计的单色器是衍射(或绕射)光栅。
3. 吸收池
♦ 吸收池(比色皿),用于盛放分析试样,一 吸收池(比色皿) 用于盛放分析试样,
般有石英和玻璃材料两种。 般有石英和玻璃材料两种。
♦ 石英池适用于可见光区及紫外光区,玻璃吸 石英池适用于可见光区及紫外光区,
单元素灯弱。 单元素灯弱。
♦影响空心阴极灯发射强度的因素除
阴极材料、阴极内径与形状、 阴极材料、阴极内径与形状、灯的 结构外,还有充入的气体种类、 结构外,还有充入的气体种类、压 强及灯电流等。 强及灯电流等。
谱和微波波谱。 谱和微波波谱。
光学分析法
第二节 光谱法仪器
用来研究吸收、发射或荧光的电磁辐射的强度和波 长的关系的仪器叫做光谱仪或分光光度计。这一类仪器 一般包括五个基本单元:光源、单色器、样品容器、检 测器和读出器件。
光源
单色器
检测器
读出器件
样 品 光源的作用是提供足够的能量使试样蒸发、原子化、激发,产生光 谱
发射光谱仪
16
第二节 光谱法仪器
对于同一材料,光的折射率为其波长的函数。在可 见及紫外光谱域,可用下式表示:
24
第二节 光谱法仪器
n = A + B/2 + C/4
式中n为折射率,为波长,A、B、C为常数。 由公式可见,波长越长,折射率愈小。当包含有不
同波长的复合光通过棱镜时,不同波长的光就会因折射 率不同而分开。这种作用称为棱镜的色散作用。色散能 力常以色散率和分辨率表示。
吸收或发射微波区的电磁辐射。在这种吸收光谱中不同
13
第一节 光学分析法及其分类
化合物的耦合常数不同,可用来进行定性分析。根据耦 合常数,可用来帮助结构的确定。 6. 核磁共振波谱法
在强磁场作用下,核自旋磁矩与外磁场相互作用分 裂为能量不同的核磁能级,核磁能级之间的跃迁吸收或
发射射频区的电磁波。利用这种吸收光谱可进行有机化 合物结构的鉴定,以及分子的动态效应、氢键的形成、 互变异构反应等化学研究。
种新型光源在Raman光谱、荧光光谱、发射光谱、 fourier变换红外光谱等领域极受重视。常用的激光器有 主要波长为693.4nm的红宝石激光器,主要波长为632.8 nm的He-Ne激光器和主要波长为514.5nm、488.0nm的Ar离 子器。
二、单色器
单色器的主要作用是将复合光分解成单色光或有一 定宽度的谱带。单色器由入射狭缝和出射狭缝、准直镜
分光光度分析法基本原理
分光光度分析法基本原理
分光光度分析法是一种常用的光学分析方法,基于分子或离子的吸收、散射、荧光等光学性质来定量分析化学物质的方法。
其基本原理可以归纳为以下几个步骤:
1.样品处理:首先,需要将待测的化学物质转化为可测量的形式。
这可能包括溶解、稀释、提取或反应等一系列的样品处理步骤。
2.光源:分光光度分析法使用一种合适的光源,例如白炽灯、
汞灯或滤光片光源,以产生一定波长范围内的光线。
3.选择光谱范围:根据物质的吸收特性,选择适当的光谱范围
用于测试。
常用的光谱范围包括紫外-可见光谱范围、红外光
谱范围等。
4.样品吸收:将样品吸收测量。
通过光源发出的光经过样品后,被样品中的化学物质吸收。
吸收的程度与待测物质的浓度成正比。
可以使用单光束光度计或双光束光度计进行测量。
5.基线校正:为了减少其他介质的吸收对测量结果的影响,需
要进行基线校正。
通常会测量一个不含待测物质的参比溶液,并将其光谱作为基线进行校正。
6.标准曲线:为了获得待测物质的浓度,需要建立一个标准曲线。
通过测量一系列已知浓度的标准溶液的吸光度,并绘制吸光度和浓度的关系曲线,可以确定未知样品的浓度。
7.结果分析:通过进行吸光度测量、基线校正和标准曲线拟合,可以计算出待测物质的浓度。
总的来说,分光光度分析法基于根据待测物质吸收特性对其进行量化分析。
通过选择合适的光源、光谱范围,进行样品吸收测量,并依靠标准曲线和基线校正,可以得出待测物质的浓度。
光谱分析方法的分类。
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3.拉曼(Raman)散射光谱法
频率为v0的单色光照射到透明物质上, 物质分子会发生散射现象。如果这种散射是 光子与物质分子发生能量交换的,即不仅光 子的运动方向发生变化,它的能量也发生变 化,则称为Raman散射。这种散射光的频率 ( vm)与入射光的频率不同,称为Raman位 移。Raman位移的大小ห้องสมุดไป่ตู้分子的振动和转动 的能级有关,利用Raman位移研究物质结构 的方法称为Raman光谱法。
光谱分析方法分类
光谱法依据物质与辐射相互作用的性质, 一般分为发射光谱法、吸收光谱法、拉曼散 射光谱法三种类型。
1.发射光谱法
物质通过电致激发、热致激发或光致激发 等过程获取能量,变成为激发态的原子或分子 M*,激发态的原子或分子是极不稳定的,它们 可能以不同形式释放出能量从激发态跃迁至基 态或低能态,如果这种跃迁是以辐射形式释放 多余的能量就产生发射光谱。
(3)原子吸收光谱法:利用待测元素气态基态原 子对共振线的吸收进行定量测定的方法。其吸 收机理是原子的外层电子能级跃迁,波长在紫 外、可见和近红外光区. (4) 红外光谱法:利用分子在红外区的振动—转 动吸收光谱来测定物质的成分和结构. (5)顺磁共振波谱法:在强磁场的作用下,电子 的自旋磁矩与外磁场相互作用分裂为磁量子数 Ms值不同的磁能级,磁能级之间的跃迁吸收或 发射微波区的电磁辐射。在这种吸收光谱中
光学分析法分类
光分析法 光谱分析法 非光谱分析法 光学分析法是根据物质发射的电磁辐射或 利用物质与电磁辐射作用时,物质内部发生 X 光谱法和非光谱法的区别: 圆 射 射的反射、折射、干涉、衍射和偏振等基本 量子化能级跃迁而产生的吸收、发射或散射 折 干 旋 光谱法:内部能级发生变化 二 线 性质变化的分析方法 辐射等电磁辐射的强度随波长变化的定性、 射 涉 光 色 衍 非光谱法:内部能级不发生变化 法 定量分析方法 法 法 法 射 仅测定电磁辐射性质改变
分析化学(第二版)主要计算公式汇总
1.55ppm (3)Si=取代基对化学位移的计算 δC=C-H=5.28+Z同+Z顺+Z反 (4)苯环芳香烃化学位移的计算 δφ-H=7.27(5)自旋系统(一级与二级图谱)的判别式 △υ/J>10(或6) 为一级图谱 △υ/J<10(或6) 为二级图谱
第15章 质谱法 主要计算公式 (1)质谱方程式 m/z= 或R= (2)质谱仪的分辨率 R=M/△M (3)亚稳离子峰质量与母离子和子离子的关系: Mm*=
(备择假设,alternative hypothesis,) 双侧检验,检验水准:α=0.05 2.计算检验统计量
,v=n-1=35-1=34 3.查相应界值表,确定P值,下结论 查附表1,t0.05 / 2.34 = 2.032,t < t0.05 / 2.34,P >0.05,按 α=0.05水准,不拒绝H0,两者的差别无统计学意义 (6)F检验法是英国统计学家Fisher提出的,主要通过比较两组数据 的方差 S^2,以确定他们的精密度是否有显著性差异。至于两组数
第六章 氧化还原滴定法 (1)氧化还原电对的电极电位——Nernst方程式 (2)以浓度替代活度,且考虑到副反应的影响,则电对在25C时的条 件电位 (3)氧化还原反应的条件平衡常数K’(25C时) (4)氧化还原滴定化学计量点时的电位值φsp (5)氧化还原滴定突跃范围计算式 φ2‘+0.59*3/n2(V)—φ1‘+0.59*3/n1(V) (6)氧化还原指示剂变色的电位范围 φ‘±0.059/n(V)
其中
[HA]=c[H+]/([H+]+Ka)
·若[A-]>20[OH-](即cKa>20Kw),可以忽略因水解离产生的
分光光度法的特点
分光光度法的特点
分光光度法是一种常见的分析化学方法,其特点主要体现在以下几个方面:
1. 准确性高:分光光度法可以通过精确的光学测量,对样品中存在的化学物质进行定量测量。
这种方法常常被用于对低浓度物质的分析,能够达到非常高的准确性。
2. 灵敏度高:分光光度法能够检测到非常微小的化学物质含量,通常只需要少量的样品即可进行测试。
3. 可选择性强:分光光度法能够通过改变测试条件和参数,实现对不同化学物质的测量和检测,具有很强的选择性。
4. 操作简单:分光光度法的操作相对简单,不需要复杂的化学反应步骤,只需要样品溶液和光源即可。
5. 适用性广:分光光度法可以应用于各种类型的化学物质分析,包括有机物和无机物,液态和固态样品等。
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光的电磁波性质
10-2 nm 10 nm
射 线 x 射 线
102 nm 104 nm
紫 外 光 红 外 光
0.1 cm 10cm
微 波
103 cm
105 cm
无 线 电 波
可
见
光
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6
光的波粒二象性
择性吸收,某些波长的光被吸收,另一些波长的光则不被吸 收而透过溶液。
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溶液的颜色由透过光的波长所决定
(1)如果物质把各种波长的光完全都吸收,则呈现黑色;
(2)如果完全反射,则呈现白色;
(3)如果透过所有的光,则为无色透明溶液;
(4)如果对各种波长的光吸收程度差不多,则呈现灰色;
350 Cr2O72-
525 545 MnO4-
350
400
500
600
700
/nm
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A
苯 (254nm)
甲苯 (262nm)
230
250
270
苯和甲苯在环己烷中的吸收光谱
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吸收曲线的讨论
(1)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。 (KMnO4的最大 = 525 nm)
灵敏度高。10-3 -10-6 mol/L。
准确度高。相对误差2-5%。 仪器设备简单、操作简便。 应用范围广。
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6.2.1 物质对光的选择性吸收
溶液为什么有颜色,其实质是什么?实验证明, 溶液的颜色是由于均匀分布在溶液中的有色化合物的 质点选择性的吸收了某种颜色的光所造成的。日常生 活中所见到的白光,如日光等是由红、橙、黄、绿、 青、蓝、紫等光按适当的强度比例混合而成的,在 380~760nm范围的一种复合光。
(2)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则不同。可作为物质定性分析的依据之 一。
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( 3 )不同浓度的同一种物质,在某一定波长下
吸光度 A 有差异,A 随浓度的增大而增大 。此特性
可作为物质定量分析的依据。 (4)在λmax处吸光度随浓度变化的幅度最大, 所以测定最灵敏。吸收曲线是定量分析中选择入射 光波长的重要依据。
(二)吸收曲线1.来自用不同波长(400-720nm)的光,照射某一吸 测吸光度(A)
以—A作图,得一曲线
光物质的溶液;
2. 3.
直观地表示出物质对光的吸收特征。
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Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
1.0 0.8 Absorbance 0.6 0.4 0.2 300
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(一) 物质的颜色与光吸收的关系
在可见光区,不同波长的光具有不同的颜色。当一束阳
光 ( 白光 ) 通过棱镜后就色散成红、橙、黄、绿 …… 等颜色的
光,这些光具有不同的波长。
所以不同颜色光,其波长不同,物质的颜色正是由于他
当一束白光通过某一物质或溶液时,由于物质对光的选
们对不同波长的光具有选择性吸收而产生的。
(5) 如果物质选择性地吸收某些波长的光,那么,这种物质的颜 色就由它所反射或透过光的颜色来决定。
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例 如:CuSO4溶液
CuSO4
透过蓝光
白光→
人眼
吸收黄光
实验证明: CuSO4溶液浓度越高,对黄色光的吸收越多, 表现为透过的蓝色越强,溶液的蓝色也越深。
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第六章 光学分析法
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章总目录 本章目录
6.1 概述 6.2 光吸收定律 6.3 分光光度计 6.4 显色反应和显色条件的选择 6.5 吸光度测量条件的选择 6.6 吸光光度光法的应用
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化学分析与仪器分析方法比较
化学分析:常量组分(>1%), Er 0.1%~0.2% 依据化学反应, 使用玻璃仪器 仪器分析:微量组分(<1%), Er 1%~5% 灵敏度高 依据物理或物理化学性质, 需要特殊的仪器 例: 含Fe约0.05%的样品, 称0.2g, 则m(Fe)≈0.1mg
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(三)物质对光产生选择性吸收的原因
当光通过透明物体时,光子是否被物质吸收。 取决于:①光子所具有的能量 ②物质的内部结构
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按照辐射的本质, 分子光谱法和原子光谱法;
按照物质与辐射能相互作用的结果,
吸收 发射 散射等类型的光谱。
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吸光光度法
是基于被测物质的分子 对光 具有选择吸收的特
性而建立的分析方法。 根据波长的不同,可分为:
6.1.1 光的基本性质
紫外光区:200nm ~ 380nm
光谱示意
复合光
表观现象示意
完全吸收
完全透过
吸收黄色光
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6.2 紫外-可见分光光度法
分光光度法及其特点 比色法:利用有色溶液颜色的深度测定该溶液的浓度。 目视比色法:用肉眼直接比较样品和标准溶液的颜色深浅。 分(吸)光光度法:用光电比色计或分光光度计测量溶液吸光度。 分光光度法的特点:
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单色光、复合光、光的互补 单色光 复合光 光的互补 单一波长的光 由不同波长的光组合而成的光 若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混 合得到白光,那么就称这两种单色光为互补色 光,这种现象称为光的互补。
绿 蓝绿 绿蓝 蓝 红
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黄绿 黄 橙
紫
紫红
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6.1.2 物质对光的吸收 物质的颜色与光的关系
重量法 m(Fe2O3)≈0.14mg, 称不准 容量法 V(K2Cr2O7)≈0.02mL, 测不准 光度法 结果0.048%~0.052%, 满足要求
3
准确度高
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6.1
概述
光学分析法可分为:
光谱法与非光谱法两大类
光谱法:物质内部发生量子化的能级跃迁 非光谱法:不涉及物质内部能级的跃迁
光的折射
波动性
E
光的衍射 光的偏振 光的干涉
粒子性
光电效应
hc E h
E:光子的能量(J, 焦耳) :光子的频率(Hz, 赫兹) :光子的波长(cm) c:光速(2.99791010 cm.s-1) h:Plank常数(6.625610-34 J.s 焦耳. 秒)
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