仪器分析复习提纲(lastversion)教学资料

仪器分析复习提纲( l ast ver si on)

仪器分析复习提纲梁颖2012

Chapter 1

仪器分析定义：仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一

种分析方法，测定时常常需要使用比较复杂的仪器，它是分析化学的发展方

向。

分类：1、光学分析法（紫外-可见光谱法、红外光谱法、分子荧光（磷光）光

谱法、原子吸收光谱法、原子发射光谱法）；2、电化学分析（极谱与伏安分析法、库仑分析法、电解分析法、电位分析法）；3、色谱分析法（气相色谱法、

液相色谱法）；4、其他方法（质谱法、流动注射分析法、热分析法）

特点：1、选择性好；2、操作简便、分析速度快容易实现自动化；3、灵敏度高；4、相对误差大（不宜用于大量分析）

分析仪器的组成：

分析信号电信- =1 号

信号发——转换成检测信——信号处理输出装Chapter 2

光分析的三个基本过程：激发信号、信号转换、输出信号

（能源提供能量；能量与被测物之间的互相作用；产生信号）光谱分析分类：原子光谱（线状光谱）、分子光谱（带状光谱）

吸收光谱、发射光谱

电磁辐射的基本性质（波粒二象性）

电磁辐射的频率、波长、波数、速率的基本概念以及运算关系

Q1/波数E=hc/ Qh v 波速=v^

（1eV=1.602Xl°l（'j h=6.626 s）

光谱法仪器五个基本单元：光源、单色器、样品、检测器、显示与数据处理

棱镜与光栅的分辨率与色散率的计算

1、棱镜色散率=偏向角对波长求导（角色散率）=谱线距离对波长求导（线色散率）

线色散率=角色散率X焦距/Sin光轴夹角

分辨率=平均波长/波长差=棱镜总底边长X色散率

2、光栅色散率=光谱级次/ （光栅常数X cos衍射角）（角色散率）

=角色散率X会聚透镜焦距分辨率=光谱级次X光栅总刻痕数各种光谱中样品池的选择

发射光谱一一激发源

紫外光区一一石英比色皿

可见光区——玻璃比色皿

红外光区一一NaCI、KBr、KRS-5固体试样与KBr做成的盐窗（混合压片）

荧光分析一一低荧光物质做成的比色皿

常用检测器的检测原理

1、硒光电池（光敏半导体）；

2、光电管（光电效应）；

3、光电倍增管（光电效应）

光源：原子发射------ 原子化器

原子吸收一一空心阴极灯（紫外-可见区锐线光源）

紫外吸收一一氢灯、氘灯（紫外区连续光源）

可见吸收一一钨灯（可见区连续光源）

红外吸收——Nernst灯、硅碳棒（中红外区连续光源）

分子荧光（磷光）一一高压汞灯（紫外-可见区线光源）

Chapter 3紫外-可见分光光度法

分子吸收光谱形成原因：价电子和分子轨道上的电子在电子能级间跃迁，并伴

随有振动和转动能级间的跃迁A E=h v

电子跃迁类型

与有机化合物有关的价电子有c、n和n电子，主要跃迁有：

1. N —V跃迁：由基态跃迁至反键轨道：c - o*、n- n*

2. N —Q跃迁：非键电子跃迁到反键轨道：n-0、n-n*

3. N —R跃迁：c电子激发到更高能级或电离

能量大小顺序：c - o*

测量到的是n - n和n- n两种跃迁

n- n跃迁一般在200nm附近；n- n跃迁一般在近紫外区，吸收强度弱。

常用术语：

1. 生色基团：含有n键的不饱和基团（为C= C、C = 0、N = N、一N = O等）能产生n-

n*跃迁，使得有机化合物分子在紫外-可见光区产生吸收的基团。

①非共轭生色团

a基团结构不同：独立吸收

b、相同，仅一个吸收峰，但强度随生色团数目增加叠加。

②共轭：仅一个吸收峰（红移强度显著增大）。

2. 助色基团：含有非键电子（n电子）的基团（为一OH、一NH2、一SH、一X

等），其本身在紫外一可见光区无吸收，但能与生团中n电子发生n-n*共

轭，使生色团吸收峰红移的基团。

3. 红移和蓝移

使分子的吸收峰向长波方向移动的效应称红移。

使分子的吸收峰向短波方向移动的效应称蓝移。

吸收带

K吸收带（共轭带）：n- n*跃迁能量比R大，强度强，红移程度与共轭程度有

关，是共轭分子的特征吸收带。

R吸收带（基团带）：n-n*跃迁在270—300nm范围，能量小，强度弱。

苯在紫外区有三个吸收带，均由n - n*引起（有取代基时，三带分布就会变化且趋于光滑）：E1 吸收带在185nm &T04 （60000）

E2 吸收带在204nm &T03 （7900）

B吸收带（苯环带）在254- 260nm （230-270nm）&=200，由于振动跃迁叠加

在n- n*上引起。

影响紫外-可见光谱的因素：1、共轭效应（红移变强）；2、空间效应；3、溶

剂极性（蓝移）；4、体系pH。

Lambert-Beer 定律

透光率T = la/10 T T,吸收J

吸光度A = lg1/T = Igl0/la A T,吸收T

数学表达式：A=kcl= Q I

比吸光系数:A J為=10 Q /M

适用条件：只有当溶液浓度小于0.01mol*；' 的稀溶液中Lambert-Beer定律才

能成立

Lambert-Beer定律只适用于单色光

分析条件的选择：

1、波长的选择选择：吸光物质的最大吸收波长作为分析波长，另外，当吸光度

A=0.434时，吸光度相对误差最小；

2、参比溶液的选择（原则：背景干扰最少）1、溶剂参比；2、试剂参比；

3、试样参比;

4、平行操作溶液参比。

紫外-可见分光光度计主要组成部件及作用

1、光源

作用：提供入射光

要求：提供足够强度和稳定的连续辐射，强度基本不随波长变化而改变。

2、单色器

作用：将复合光分解程度单色光或有一定宽度的谱带

3、吸收池