仪器分析复习提纲(lastversion)

仪器分析复习提纲 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：

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

入=1/波数E=hc/入=h v 波速=»入 （1eV=1.602,10

"J h=6.626 切

）

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：原子发射一一原

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 ----- N ernst 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

△ E=h v

梁颖 2012

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-b *、n - n *

2. N—Q跃迁：非键电子跃迁到反键轨道：n- b *、n- n *

3. N—R跃迁：b电子激发到更高能级或电离

能量大小顺序：b - b *

测量到的是n - n*D n-冗俩种跃迁

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—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 £ = 104 （60000）

E2 吸收带在204nm £ = 103 （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 f,吸收J

吸光度A= lg1/T = Igl0/la A f,吸收f

数学表达式：A=kcl= e cl

比吸光系数:卩畑=10 e /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。