武汉大学第五版仪器分析-----红外.46页PPT
武汉大学第五版仪器分析仪器分析讲义
仪器分析讲义绪论(Introduction)仪器分析是化学类专业必修的基础课程之一。
通过本课程的学习，要求学生把握经常使用仪器分析方式的原理和仪器的简单结构；要求学生初步具有依照分析的目的，结合学到的各类仪器分析方式的特点、应用范围，选择适宜的分析方式的能力。
分析化学是研究物质的组成、状态和结构的科学。
它包括化学分析和仪器分析两大部份。
化学分析是指利用化学反映和它的计量关系来确信被测物质的组成和含量的一类分析方式。
测按时需利用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。
它是分析化学的基础。
仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础成立起来的一种分析方式，测按时，常常需要利用比较复杂的仪器。
它是分析化学的进展方向。
仪器分析与化学分析不同，具有如下特点：（1）灵敏度高，检出限量可降低。
如样品用量由化学分析的ml、mg级降低到仪器分析的µL、µg级，乃至更低。
它比较适用于微量、痕量和超痕量成份的测定。
（2）选择性好。
很多仪器分析方式能够通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测按时，彼其间不产生干扰。
（3）操作简便、分析速度决,易于实现自动化。
（4）相对误差较大。
化学分析一样可用于常量和高含量成份的分析，准确度较高，误差小于千分之儿。
多数仪器分析相对误差较大，一样为5％，不适于常量和高含量成份的测定。
（5）需要价钱比较昂贵的专用仪器。
§1-1.仪器分析方式的内容和分类(Classification of Instrumental Analysis)分类:1.光学分析法以物质的光学性质为基础的分析方式(1) 分子光谱: 红外吸收可见和紫外分子荧光拉曼光谱(2) 原子光谱: 原子发射AES 原子吸收AAS 原子荧光AFS(3) X射线荧光: 发射吸收衍射荧光电子探针(4) 核磁共振顺磁共振2.电化学分析法溶液的电化学性质用于确信物质化学成份的方式(1)电导法:电导分析法电导确信物质的含量电导滴定法溶液的电导转变确信容量分析的滴定终点。
武汉大学(第五版)仪器分析13导论1幻灯片PPT
〔2〕 第二类电极
金属-金属难溶盐电极：
例：Ag︱AgCl︱Cl- (a)
AgCl + e Ag + Cl-
电极电位为： EE A OgC l0 /.A 0g5 lg a9 C- l 应用：测定阴离子、常用作参比电极
〔3〕 第三类电极 金属与两种具有共同阴离子的难溶盐(或
难离解的络离子)组成 例:Ag︱AgC2O4,CaC2O4 Ca2+ 应用:测Ca2+ 例:Hg︱Hg-EDTA电极
13.9.3电分析化学方法的特点
1．快速 极谱法— 一次同时测定几种元素
2．准确度高 精细的库仑滴定分析法—— 理论相对误差仅为0.0001%
3.灵敏度高 脉冲伏安法——测水中痕量砷，最低含 量达10-9 %
极谱催化波——检测矿石、金属中的 稀有元素10-9~10-11，最低10-12mol/L
极谱催化波、脉冲极谱、溶出伏安 法——微量、超微量组分的测定
6.易于自动控制，仪器简单 7.用于化学平衡常数的测定，化学反
应机理和历程的研究。
13.9.4 应用(补充) 有机化学、药物化学、生物化学、
临床化学
本章小节 1.原电池、电解池〔正负极、阴阳极〕
2.电极类型〔按用途分〕 3.液相传质过程
充电时，随着NiOOH浓度的增大，Ni(OH)2浓度的减小， 正极的电势逐渐上升；而随着Cd的增多，Cd(OH)2的减 小，负极的电势逐渐降低；当电池充满电时，正极、负 极电位均到达一个平衡值，二者电势之差即为电池之充 电电压。
放电时，反响逆向进展
NiOOH + H2O + e→ Ni(OH)2 + OHCd + 2OH- - 2e→ Cd(OH)2
武汉大学第五版 仪器分析 分子发光课件课件
辐射能量传递过程:
1. 荧光发射：电子由第一激发单重态的最低振动能级→基态（
多为 S1→ S0跃迁），发射波长为 l ‘2的荧光； 10-7～10 -9 s 。
由图可见，发射荧光的能量比分子吸收的能量小，波长长 ； l ‘2 > l 2 > l 1 ； S
2
内转换
S1 吸 收 发 射 荧 光
振动弛豫内转换 系间跨 越 T1 T2 外转换
第八章 分子发光分析法
Molecular luminescence analysis
8.1 概 论 8.1.1 分子发光的类型
1.分子发光—分子吸收外来能量时,分子的外层电子
可能被激发而跃迁到更高的电子能级,这种处于激发 态的分子是不稳定的,它将经多种衰变途径而跃迁回 基态. 包括辐射跃迁和非辐射跃迁,在辐射跃迁中伴随发 光现象,称为分子发光.
S
2
内转换 S1 吸 收
振动弛豫 内转换 系间跨 越 T1 T2
能 量
S0
2018/12/2
发 射 荧 光
外转换
发 射 振动弛豫 磷 光
l1
l2
l 2
l3
2. 荧光、磷光的寿命和量子产率
荧光量子产率（）
发射的荧光量子数 吸收的激发光量子数
可见，荧光量子产率的大小取决于荧光发射过程与非辐射跃 迁过程的竞争结果。
的辐射；量子化；跃迁一次到位； 激发态→基态：有多种途径和方式；速度最快、激发态寿命 最短的途径占优势； 第一、第二、…电子激发单重态 S1 、S2… ； 第一、第二、…电子激发三重态 T1 、 T2 … ；
传递途径 辐射跃迁 无辐射跃迁
荧光
延迟荧光
磷光
系间跨越 内转移
武汉大学第五版 仪器分析.光谱法仪器与光学仪器 课件
B、光栅的线色散率
D=
K f K f dl d f d d d cos d
f 为会聚透镜的焦距。 线色散率还与仪器的焦距有关。 在实际工作中，常用倒线色散率：用dλ/dl 表示 dλ/dl 值越大，色散率越小
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C、光栅的分辨能力
光栅的分辨能力根据 Rakleigh准则来确定。
在波长相近的两条谱线中，当一条谱线波长的极大值正好落在另 一条谱线波长的极小值上时，认为这两条线是可分辨的。 实际工作中，两衍射图样中间的光强约为中央最大的80%，在这种 情况下，两谱线中央最大距离即是光学仪器能分辨的最小距离（可分离 的最小波长间隔）；
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D、光栅的分辨率R
光栅的分辨率R 等于光谱级次（K）与光栅刻痕条数（N） 的乘积：
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棱镜单色仪—用来色散紫外、可见和红外辐射
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光栅单色仪—有透射光栅和反射光栅。
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(二)滤光片
1、吸收滤光片---由有色玻璃或夹在玻璃两片间的分散在 明胶薄层中的吸光染料组成。适用于可见光区。
特点：带宽较宽，透射效率低。用于较简单的定量测定， 便宜，较好的热稳定性。 2、干涉滤光片---由两层半透明银膜和银膜间的介电薄膜 （氟化钙或氟化镁）组成。 可获得较窄的辐射宽带。 波长选择性比吸收滤光片好。
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光栅公式 d (sinα±sinθ)=Kλ dsinα为相邻入射光波Ⅰ与Ⅱ的光程差； dsinθ为相邻衍射光波Ⅰ’与Ⅱ’的光程差； d (sinα±sinθ)为光波Ⅰ Ⅰ’与光波Ⅱ Ⅱ’的总光程差； 加号表示衍射光和入射光在光栅法线的同侧 减号表示它们在光栅法线的异侧； 当一束复合光以一定的入射角α照射光栅时，不同波长的单色光在不同 衍射角θ的方向发生干涉。
分析化学武汉大学第五版课件(全)
化学计量学 新技术 活体分析
表面分析
新仪器
环境分析
新原理
微型化
原位分析 无损分析 单分子检测
生物分析 单细胞分析
分析化学主 要发展趋向
在线分析 大分子表征
实时分析
化学图象
过程分析
分离技术
传感器
联用技术
接口
定性
1.2 定量分析化学概论
定量分析化学中的基本工具、专业名词 定量分析的操作步骤
经典定量分析方法－化学分析
按试样用量及操作规模分： 常量、半微量、微量和超微量分析
方法 常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析
试样质量 >0.1g 0.01-0.1g 0.1-10mg <0.1mg
试液体积 >10ml 1-10ml 0.01-1ml <0.01ml
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％) 仲裁分析及例行分析
2.2 试样的分解
2.1 分析试样的采集和预处理
试样的制备: 试样的采集和预处理 分析试样的采集: 指从大批物料中采取少量样本作 为原始试样，所采试样应具有高 度的代表性，采取的试样的组成 能代表全部物料的平均组成。 根据具体测定需要，遵循代表性原则随机采样 根据状态: 气，固，液等 根据对象: 环境，矿物岩石，生物，金属与合金，食 品等 应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅相关的 国家标准和各行业制定的标准
3 分析化学发展简史
分析化学历史悠久 无机定性分析曾一度是化学科学的前沿 公元一世纪橡子提取物检验铁 十七世纪Boyle将石蕊作酸碱指示剂 1751年Margraf 硫氰酸盐检验Fe(III) 分析化学发展经历3次重大变革
红外光谱分析教学PPT课件
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第一节
概述
波长与 波数之间的关系为： （波数） / cm-1 =104 /（ / µm ） 中红外区的 波数范围是4000 ~ 400 cm-1 。
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第一节
概述
合物以及含氢原子团化合物的定量分析。 中红外光区吸收带（2.5 ~ 25µm ）是绝大多数有机化
合物和无机离子的基频吸收带（由基态振动能级（=0）跃迁 至第一振动激发态（=1）时，所产生的吸收峰称为基频峰）。由 于基频振动是红外光谱中吸收最强的振动，所以该区最 适于进行红外光谱的定性和定量分析。同时，由于中红 外光谱仪最为成熟、简单，而且目前已积累了该区大量 的数据资料，因此它是应用极为广泛的光谱区。通常，
频率计算公式
式中k为化学键的力常数，定 义为将两原子由平衡位置伸 长单位长度时的恢复力
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第二节
基本原理
（单位为N•cm-1）。
单键、双键和三键的力常数分别近似为5、10和15 N•cm-1；c为光速（2.9981010cm •s-1），为折合质量， 单位为g，且
根据小球的质量和相对原子质量之间的关系，上式 可写成：
子振动能级差为0.05 ~ 1.0eV，比转动能级差（0.0001
0.05eV）大，因此分子发生振动能级跃迁时，不可避 免地伴随转动能级的跃迁，因而无法测得纯振动光谱， 但为讨论方便，以双原子分子振动光谱为例，说明红外 光谱产生的条件。
若把双原子分子（A-B）的两个原子看作两个小球，
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第二节
基本原理
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武汉大学仪器分析实验讲义
仪器分析实验讲义武汉大学药学院目录仪器分析实验注意事项 (1)实验一色氨酸紫外吸收光谱定性扫描及定量分析 (2)实验二不同物态样品红外透射光谱的测定 (3)实验三二氯荧光素量子产率的测定 (5)实验四核磁共振波谱法测定乙基苯的结构 (7)实验五循环伏安法测定铁氰化钾的电极反应过程 (9)实验六气相色谱定量分析 (12)实验七高效液相色谱法分离巴比妥与苯巴比妥 (15)实验八毛细管区带电泳（CZE）分离硝基苯酚异构体 (165)实验九液相色谱－质谱联用技术测定饮用水中一氯酚异构体 (19)实验十饮料中咖啡因含量的测定（设计实验） (20)仪器分析实验注意事项1.实验前必须详细预习实验讲义，明了实验目的、原理方法及操作步骤。
2.要听从老师的指导，严格按照实验步骤进行，切勿随意乱动。
3.实验中所遇难题，应先独立思考，再与指导老师共同讨论研究。
4.必须如实记录观察到的现象和实验数据。
5.保持实验环境和仪器的清洁整齐。
6.必须遵守实验室的规则：(1)确保人身安全，使用强酸、强碱、有毒试剂时尤其要细心。
(2)室内不得高声谈笑，必须保持安静的实验环境。
(3)按时到实验室，不迟到，不早退。
(4)爱护仪器，不浪费药品，节约水电，遵守实验室的安全措施。
(5)滤纸、火柴棒、碎玻璃等应投入废物缸，切勿丢入水池内。
(6)各组及同学之间应相互协作，合理安排实验时间及实验内容。
(7)每次实验后由班长安排同学轮流值日，值日要负责当天实验室的卫生，安全和一些服务性工作。
最后离开实验室时，应检查水、电、门窗等是否关闭。
(8)对实验的内容和安排不合理的地方可提出改进意见。
对实验中出现的一切反常现象应进行讨论，并大胆提出自己的看法，做到生动活泼，主动地学习。
(9)实验室禁止吸烟。
实验一色氨酸紫外吸收光谱定性扫描及定量分析一、实验目的1．了解紫外-可见光谱定性分析原理。
2．掌握紫外-可见光谱定性图谱数据的处理方法。
3．熟悉紫外-可见光谱分析仪的定性、定量扫描实验操作方法。
仪器分析科目学习PPT-红外光谱法
红外光谱分析法哈工大市政环境工程学院陈忠林•红外光谱：Infrared Spectrometry, IR, 又称分子振动转动光谱，是一种分子光谱。
振动转动光谱是种分子光谱发展历程•发展历程：•19世纪人们通过实验证实了红外光的存在；•20世纪初人们进一步系统地了解了不同官能团具有不同红外吸收频率这事实；频率这一事实；•1950年后出现了自动记录式红外分光光度计，使红外光谱法研究得以开展，揭开了有机物结构鉴定的新篇章；•20世纪50年代末期已积累了丰富的红外光谱数据；年代末期已积累了丰富的红外光谱数据•至20世纪70年代中期，红外光谱法一直是有机化合物结构鉴定的最重要方法；•近30年来，傅立叶变换红外光谱仪的问世以及一些新技术（如反射光谱、光声光谱、色谱红外联用等）的出现，使红外光谱得到更加广泛的应用。
•红外光谱法的优点•气态、液态、固态样品均可进行红外光谱测定。
•每种化合物均有红外吸收，由有机化合物的红外光谱可得到丰富的结构信息。
的结构信息•常规红外光谱仪价格相对低廉（与核磁共振仪、质谱仪相比），易于购置。
•样品用量少。
（毫克级、甚至微克级）•针对特殊样品的测试要求，已发展了多种测量技术，如光声光谱、反射光谱、漫反射、红外显微镜等。
•红外光谱区域及其应用•红外光谱最重要的应用是中红外区有机化合物的结构鉴定。
通过谱的应中有机合物的结构鉴过与标准谱图比较,可以确定化合物的结构;对于未知样品,通过官能团\顺反异构、取代基位置、氢键结合以及配合物的形成等结构信息可以推测结构。
息可以推测结构•红外光谱区域及其应用•波数在4000~400的cm -1红外光不足以使样品分子产生电子能级的跃迁而只是振动能级与转子产生电子能级的跃迁，而只是振动能级与转动能级的跃迁。
•分子在振动和转动过程中只有伴随净的偶极矩变化的键才有红外活性（红外吸收）。
分子振动伴随偶极矩改变时分子内电贺分布•分子振动伴随偶极矩改变时，分子内电贺分布变化会产生交变电场，当其频率与入射辐射电磁波频率相等时才会产生红外吸收磁波频率相等时才会产生红外吸收。