现代仪器分析教案

教案

2007 ～ 2008 学年第二学期

教学单位环境学院化学工程教研室课程名称现代仪器分析

课程编号

学时48 学分3

适用专业R应用化学年级2005授课教师

职称讲师

课程教学实施计划

§2-5定性、定量分析方法（重点）

1.依据：由于待测元素原子的能级结构不同，因此发射谱线的特征不同，据此可对样品进

行定性分析；根据待测元素原子的浓度不同，因此发射强度不同，可实现元素的

定量测定。

2．定性分析方法

①几个概念

灵敏线：指各种元素谱线中最容易激发或激发电位较低的谱线；

最后线：当样品中某元素的含量减少时，最后仍能观察到的几条谱线，它是该元素的最灵敏线；

共振线：由激发态直接跃迁至基态时所辐射的谱线；第一共振线：第一激发态→基态，最灵敏；

自吸收：发光层四周的蒸气原子，一般比中心原子处于较低的能级，因而当辐射能通过该路程时，将为其自身的原子所吸收，而使谱线中心强度减弱。

自蚀线：自吸最强的谱线。

②分析方法

a.铁光谱比较法

b.标准试样比较法

3.定量分析方法

①光谱定量分析的依据是： I = ACb

I：谱线强度；C：待测元素的浓度；A：常数；

b: 分析线的自吸系数，在ICP-AES中为1。

②配制一组有浓度梯度的标准溶液，依次测量标准溶液的强度值，作出标准工作曲

线。

测量样品中待测元素的谱线强度值，利用已作出的标准工作曲线，计算出样品中

该元素的浓度。

③ICP-AES标准溶液配制：

a.多元素的标准溶液，元素之间要注意光谱线的相互干扰，尤其是基体或高含

量元素对低含量元素的谱线干扰。

b.所用基准物质要有99.9％以上的纯度。

c.标准溶液中酸的含量与试样溶液中酸的含量要相匹配，两种溶液的粘度、表

面张力和密度大致相同。

（3）空心阴极灯(Hollow Cathode Lamp, HCL)

组成：阳极(吸气金属)、空心圆筒(使待测原子集中)形阴极(W+待测元素)、低压惰性气体(谱线简单、背景小)。

3.原子化系统

（1）火焰原子化系统(预混合型和全消耗型)

包括雾化器、混合室、燃烧器和火焰

（2）无火焰原子化系统

高温石墨炉原子化器(Graphite furnace，GF)

组成：电源、保护气及冷却水、石墨管

（3）低温原子化方法

4.光学系统

（1）外光路系统（照明系统）

使光源发出的共振线能整体地通过被测试样的原子蒸气，并投射到单色器的狭缝上。

（2）单色器

将待测元素的共振线与邻近的谱线分开

5.检测系统

（1）检测器

将单色器分出的光信号进行光电转换光电倍增管

（2）放大器

将电压信号放大

（3）对数变换器

（4）显示装置

指示仪表

§3-4定量分析方法

1.标准曲线法

配制一组含有不同浓度被测元素的标准溶液，在与试样测定完全相同的条件下，按浓度由低到高的顺序测定吸光度值。绘制吸光度对浓度的校准曲线。测定试样的吸光度，在校准曲线上用内插法求出被测元素的含量。

2.标准加入法

分取几份相同量的被测试液，分别加入不同量的被测元素的标准溶液，其中一份不加

被测元素的标准溶液，最后稀释至相同体积，使加入的标准溶液浓度为0，C

S 、 2C

S

、3C

S

…，

然后分别测定它们的吸光度，绘制吸光度对浓度的校准曲线，再将该曲线外推至与浓度轴相交。交点至坐标原点的距离Cx即是被测元素经稀释后的浓度。

第七课教学过程设计：复习 5 分钟；授新课 80 分钟

讨论 5 分钟；其它分钟

授课类型（请打√）：理论课√讨论课□实验课□习题课□其它□

教学方式（请打√）：讲授√讨论√示教□指导√其它□

教学手段（请打√）：多媒体√模型□实物□挂图□音像□其它□

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

第7章核磁共振波谱法(NMR)

§7-1概述

1.一般认识

NMR是研究原子核对射频辐射(Radio-frequency Radiation)的吸收，它是对各种有机和无机物的成分、结构进行定性分析的最强有力的工具之一，有时亦可进行定量分析

在强磁场中，原子核发生能级分裂，当吸收外来电磁辐射(10-9～10-10nm,4～900MHz)时，将发生核能级的跃迁----产生所谓NMR现象。

与UV-vis和红外光谱法类似，NMR也属于吸收光谱，只是研究的对象是处于强磁场中的原子核对射频辐射的吸收。

2.历史

§7-2 核磁共振基本原理

1.原子核的能级的分裂及描述

2.能级分布与弛豫过程

3.化学位移与自旋-自旋分裂

化学位移

现象：在一定的辐射频率下，处于不同化学环境的有机化合物中的质子，产生核磁共振的磁场强度或共振吸收频率不同的现象，称为化学位移。

产生原因：分子中的原子核处在核外电子氛围中，电子在外加磁场的的作用下产生次级磁场，该原子核受到了屏蔽。

表示方法:于待测物中加一标准物质（如TMS: 四甲基硅烷），分别测定待测物和标准物的吸收频率νx和νs，以下式来表示化学位移δ：

影响化学位移的因素:

1）诱导效应

2）共轭效应

3）磁各向异性效应

4）氢键效应

5）自旋耦合与自旋分裂