化学分析原理基本方法简介
化学分析方法与仪器化学分析的基本原理和常用仪器的使用

化学分析方法与仪器化学分析的基本原理和常用仪器的使用化学分析是一种常用的分析方法,通过对样品的组成和性质进行分析,以获得所需信息。
在化学分析中,仪器的使用起着至关重要的作用。
本文将介绍化学分析的基本原理和常用仪器的使用。
一、化学分析的基本原理化学分析是通过一系列的实验操作和分析方法,确定物质成分及性质的科学技术。
它依据物质的化学反应或物理性质,将样品转化为可测量或可观察的信号,再通过这些信号进行定量或定性的分析。
1. 定量分析定量分析是通过测量样品中特定成分的浓度或量,来确定该成分的含量。
常用的定量分析方法包括容量法、重量法、比色法、电量法等。
在定量分析中,常用的仪器有分光光度计、电化学分析仪器等。
2. 定性分析定性分析是通过判断、鉴别样品中存在的特定物质或功能团,来确定样品的成分。
常用的定性分析方法包括颜色反应、沉淀生成反应、气体生成反应等。
常用的仪器有红外光谱仪、质谱仪等。
二、常用仪器的使用在化学分析中,仪器的选择和使用对结果的准确性和精确度具有重要影响。
下面介绍几种常用仪器及其使用。
1. 分光光度计分光光度计是一种用于测量溶液中物质浓度的仪器。
其原理是利用物质对特定波长光的吸收程度与物质浓度之间的关系,进行定量分析。
使用时,将待测溶液与标准溶液进行比较,测得吸光度后,根据比例计算出浓度。
2. 电化学分析仪器电化学分析仪器包括电位计、电解槽等。
它们通过测量电荷传递过程中的电势变化,确定物质的成分和浓度。
电化学分析广泛应用于电解质溶液中物质的测定、电极反应的研究等领域。
3. 红外光谱仪红外光谱仪用于测量物质对红外辐射的吸收情况,通过分析样品所吸收的特定红外波长,确定样品中存在的化学键和功能团。
红外光谱仪在有机物质结构分析和定性分析中有着重要的应用。
4. 质谱仪质谱仪用于测量物质中不同质荷比的离子,并通过离子的质荷比来确定物质的分子结构。
质谱仪广泛应用于有机物质的结构解析、同位素分析等领域。
总结:化学分析方法是通过实验和分析手段来确定物质的组成和性质,其中仪器的使用起着关键作用。
化学分析方法的定性和定量分析原理

化学分析方法的定性和定量分析原理化学分析是一种重要的实验室技术,用于确定物质的组成、性质和含量。
在化学分析中,定性分析和定量分析是两个基本的概念。
定性分析用于确定物质的成分和性质,而定量分析则用于确定物质中每个成分的含量。
本文将介绍化学分析方法的定性和定量分析原理。
一、定性分析原理1. 离子反应法离子反应法是最常用的定性分析方法之一。
它基于不同离子之间的化学反应,通过观察反应产物的特征性质来确定待测物质的成分和性质。
例如,铁离子与硫化氢反应产生黑色沉淀,可以确定铁的存在。
2. 沉淀反应法沉淀反应法是通过观察物质在溶液中是否形成沉淀来判断其成分。
不同物质的溶液混合后,如果形成了可见的沉淀,则可以确定存在特定成分。
例如,氯离子与银离子反应会产生白色沉淀,可以判断溶液中是否存在氯离子。
3. 酸碱中和法酸碱中和法是一种常用的定性分析方法,用于确定待测物质的酸碱性质。
通过将待测物质与酸或碱溶液反应,观察pH变化或指示剂颜色的变化来确定物质的酸碱性质。
例如,酚酞指示剂在酸性溶液中呈红色,在碱性溶液中呈黄色,可以用于确定溶液的酸碱性质。
二、定量分析原理1. 重量法重量法是最基本的定量分析方法,通过测量物质的质量来确定其含量。
在重量法中,常用的工具是天平。
通过称量待测物质和反应产物的质量变化,可以计算出物质的含量。
2. 滴定法滴定法是一种常用的定量分析方法,用于测定溶液中特定成分的含量。
在滴定法中,待测物质与已知浓度的滴定试剂进行反应,通过滴定试剂的使用量来确定待测物质的含量。
常用的滴定试剂包括酸碱滴定试剂、氧化还原滴定试剂等。
3. 光度法光度法是一种利用物质对光的吸收、透射或散射特性来定量分析的方法。
通过测量光的吸收、透射或散射强度的变化,可以确定物质的浓度。
例如,分光光度法利用物质对特定波长的光吸收的特性来测定物质的浓度。
总结:化学分析方法的定性和定量分析原理是实验室中常用的技术之一。
定性分析通过观察化学反应和物质特性来确定物质的成分和性质,而定量分析则通过测量物质的质量、体积或光学特性来确定物质的含量。
强生干化学分析的基本原理(一)

强生干化学分析的基本原理(一)引言概述:
强生干化学分析是一种基于干燥技术的化学分析方法,通过对样品进行干燥处理,实现样品中水分的去除,从而提高分析的准确度和灵敏度。
本文将介绍强生干化学分析的基本原理,包括样品干燥的原理、干化设备的选择和操作、干化后的样品处理方法等。
正文:
一、样品干燥的原理
1.水分对化学分析的影响:解释水分对化学分析的影响,如影响样品重量和体积测量的准确性,影响化学反应的进行等。
2.干燥原理:介绍强生干化化学分析中常用的干燥原理,如加热干燥法、吹风干燥法、真空干燥法等,以及原理的具体操作步骤。
二、干化设备的选择和操作
1.常见的干化设备:列举一些常见的干化设备,如烘箱、干燥器等,介绍它们的特点和适用范围。
2.干化设备的操作要点:详细说明干化设备的操作要点,包括温度控制、风速调节、样品装填等注意事项。
三、干化后的样品处理方法
1.干燥后的样品保存:建议合适的样品保存方式,如冷藏、密封保存等,以确保样品的稳定性。
2.样品重量和体积测量:介绍干化后如何进行样品重量和体积的测量,包括仪器的选择和具体操作步骤。
四、其他注意事项
1.样品的选择:说明使用干化分析的适用样品范围,以及不适用样品的特点。
2.干化时间和温度的确定:解释如何确定合适的干化时间和温度,以保证干燥效果和分析结果的准确性。
五、总结
在强生干化化学分析中,正确的样品干燥方法和设备选择是保证分析准确性的关键。
通过掌握样品干燥的原理和操作要点,以及合理选择样品处理方法,能够为化学分析提供可靠的数据基础。
(文档结束)。
分析化学原理

分析化学原理1. 引言分析化学是研究物质组成和性质的科学,是化学的重要分支之一。
本文将介绍分析化学的基本原理、常见的分析方法和仪器设备,以及其在实际应用中的意义。
2. 基本原理分析化学的基本原理包括样品的制备与处理、化学反应、测定方法等。
样品的制备与处理是分析化学的第一步,它包括样品的采集、清洗、分解、萃取等步骤,以获得可分析的物质。
化学反应是分析化学的核心内容,它通过与样品中的分析对象发生特定的化学反应来实现定量或定性分析。
测定方法是分析化学的手段和工具,包括重量法、容量法、电位法、光谱法等,可以对样品中的成分进行精确测定。
3. 分析方法分析化学中常用的分析方法包括定性分析和定量分析。
定性分析是确定样品中存在的化学组分的过程,常用的方法有酸碱中和反应、沉淀法、络合反应等。
定量分析是确定样品中成分含量的过程,常用的方法有滴定法、比色法、光度法、电化学分析等。
不同的分析方法适用于不同的样品和分析要求,选择合适的方法对于准确分析结果的获得非常重要。
4. 仪器设备分析化学依赖于仪器设备的支持,现代分析化学中常用的仪器设备包括光谱仪、色谱仪、质谱仪、电化学分析仪等。
光谱仪可以通过测量样品吸收、发射或散射的光来分析样品的成分和浓度;色谱仪可以通过将混合物分离后,再通过检测器进行分析;质谱仪可以通过样品中的分子离子的质荷比来确定样品的成分。
这些仪器设备的应用大大提高了分析化学的分析速度和准确度。
5. 应用意义分析化学在各个领域都具有重要的应用意义。
在环境监测中,分析化学可以对污染物进行检测和分析,为环境保护提供科学依据。
在食品安全中,分析化学可以检测食品中的有害物质,保障公众的身体健康。
在医药工业中,分析化学可以对药物的纯度和成分进行测定,保证药物的质量和疗效。
在矿产资源的开发中,分析化学可以对矿石中的有用成分进行分析,提高资源的利用率。
总之,分析化学的应用范围广泛,对于推动社会的发展和进步起到了重要的作用。
大二化学分析知识点高中

大二化学分析知识点高中化学分析是指通过对物质进行定性和定量分析,以了解其组成、性质和结构的一种化学实验技术。
在高中化学中,我们已经学习了一些基础的化学分析方法,例如酸碱滴定、络合滴定和沉淀滴定等。
而在大二的化学分析课程中,我们将进一步学习和掌握更加复杂和细致的分析方法和技术。
本文将介绍一些大二化学分析的重要知识点。
1. 分光光度法分光光度法是一种利用物质对不同波长的光的吸收性质来进行分析的方法。
通过测量吸光度和标准曲线的关系,可以确定待测溶液中的物质浓度。
这种方法广泛应用于药物分析、环境监测和食品安全等领域。
2. 火焰光度法火焰光度法是利用物质在火焰中产生特定的颜色,从而确定其含量的一种方法。
通过测量样品溶液在特定的火焰中产生的吸收光谱,可以计算出物质的浓度。
这种方法常用于金属离子的分析。
3. 原子荧光光谱法原子荧光光谱法是一种利用物质在特定条件下产生荧光信号来进行分析的方法。
通过对样品中的元素进行激发和荧光检测,可以确定元素的含量。
这种方法广泛应用于矿产资源调查和环境监测等领域。
4. 电化学分析方法电化学分析方法包括电位滴定、极谱法和电化学传感器等。
通过测量电化学电势的变化或电流的大小,可以确定物质的浓度。
这种方法在生化分析、环境检测和电池材料研究等领域有着重要的应用。
5. 色谱分析方法色谱分析方法是一种利用物质在色谱柱上的分配和迁移行为进行分离和分析的方法。
常见的色谱方法包括气相色谱、液相色谱和离子色谱等。
这种方法常用于药物分析、有机物分离和分析等领域。
6. 质谱分析方法质谱分析方法是一种通过测量样品中离子的质量和相对丰度来确定化合物的结构和组成的方法。
常见的质谱方法包括质谱仪、飞行时间质谱和气相色谱-质谱联用等。
这种方法在有机合成、药物研发和环境监测等领域有着重要的应用。
除了上述介绍的各种分析方法,大二化学分析课程还会涉及到样品前处理、分析数据的处理和解释,以及仪器的操作和维护等实验技术。
化学分析的基本原理与方法

化学分析的基本原理与方法化学分析是一门重要的化学实验技术,它可以通过定量和定性分析来确定物质的成分和性质。
在化学分析中,有一些基本原理和方法被广泛应用,本文将介绍其中一些。
一、定量分析的基本原理与方法定量分析是测定物质中某种或某些成分的含量或浓度的分析方法。
在定量分析中,有一些基本原理和方法被广泛应用。
1.1 比色法比色法是通过比较待测物品和标准溶液的颜色深浅来进行定量分析的一种方法。
该方法适用于某些物质在一定条件下具有明显的颜色变化的情况,如草酸的测定。
1.2 重量法重量法是利用质量守恒定律,通过称重的方法测定待测物品的质量,并通过计算确定其中某种成分的含量。
该方法适用于一些无法通过化学反应来进行定量分析的物质,如盐酸的测定。
1.3 恒定沉淀法恒定沉淀法是通过沉淀反应的原理进行定量分析的一种方法。
该方法适用于待测物与某种已知成分的溶液发生沉淀反应,可以通过沉淀的质量或体积来进行定量分析,如氯离子的测定。
二、定性分析的基本原理与方法定性分析是通过判定待测物品的性质和特征,确定其组成和成分的分析方法。
在定性分析中,有一些基本原理和方法被广泛应用。
2.1 气体演化法气体演化法是通过观察待测物品在一定条件下产生气体的种类和特征来进行定性分析的一种方法。
该方法适用于一些能产生气体的化合物,如酸与碱反应产生的气体。
2.2 溶液反应法溶液反应法是通过观察待测物品在一定条件下产生的反应情况来进行定性分析的一种方法。
该方法适用于一些能在溶液中发生反应的物质,如金属与酸反应产生气体。
2.3 原子吸收光谱法原子吸收光谱法是通过测量待测物品在特定波长的光线照射下吸收的光强来进行定性分析的一种方法。
该方法适用于某些元素具有特定光谱特征的情况,如金属离子的测定。
三、仪器分析的基本原理与方法仪器分析是利用各种化学仪器与设备进行分析的方法,其基本原理和方法包括以下几种。
3.1 色谱法色谱法是通过利用待测物品在某种载体上的分配行为实现物质分离和定性、定量分析的一种方法。
《化学分析》课件
整理数据,撰写报告,提供结论和建 议。
05
化学分析在环境监测中的应用
水质监测
总结词
化学分析在水质监测中发挥着重要作用,通过对水样中的各 种化学成分进行定性和定量分析,可以了解水质状况并评估 其对环境和生态的影响。
详细描述
水质监测是环境监测的重要组成部分,通过化学分析可以测 定水体中的溶解氧、酸碱度、重金属离子、有机污染物等关 键参数,从而判断水质是否符合相关标准,预防水体污染和 生态破坏。
、准确地完成分析任务。
分析仪器的智能化与自动化
总结词
智能化和自动化是化学分析仪器的重要发展方向,能够提高分析的效率和精度。
详细描述
随着计算机技术和人工智能的不断发展,化学分析仪器正朝着智能化和自动化的方向发 展。智能化仪器能够自动完成样品处理、数据分析等环节,减少人为误差和操作时间。 自动化仪器则可以通过机器人技术实现样品自动进样、自动清洗等功能,大大提高了分
《化学分析》PPT课件
目录
• 化学分析简介 • 化学分析的基本原理 • 化学分析实验技术 • 化学分析中的误差与质量控制 • 化学分析在环境监测中的应用 • 化学分析的未来发展与挑战
01
化学分析简介
化学分析的定义
总结词
化学分析是一种通过化学实验手段对物质进行定性和定量分析的方法。
详细描述
化学分析是对物质进行研究的科学方法,它通过化学实验手段,利用物质的化 学性质和反应,对物质进行定性和定量分析,以确定物质的组成、结构和性质 等。
04
化学分析中的误差与质量控制
误差的来源与控制
误差的来源
设备误差、操作误差、环境误差 等。
误差的控制
定期校准设备、规范操作流程、 控制实验环境等。
干化学分析技术的基本原理
干化学分析技术的基本原理干化学分析技术是一种检测和分析样品中存在的化学成分和化学性质的方法。
它利用物质的化学性质和特性进行分析,并通过一系列的化学反应和测试来确定样品的成分和性质。
以下将详细介绍干化学分析技术的基本原理。
干化学分析技术包括干重分析、干渣分析和干液分析三种主要的分析方法。
首先是干重分析,该方法是通过样品中的水分含量的变化来确定样品中其他成分的含量。
它利用了物质在加热过程中水分的蒸发和损失,从而推断其他成分的含量。
在干重分析过程中,首先需要将样品在一个恒定的温度下进行加热,使样品中的水分蒸发。
然后通过称量干燥后的样品的质量与初始样品的质量的差值来计算水分含量。
根据物质的含水量和其它成分的比例关系,可以推算出其他成分的含量。
其次是干渣分析,该方法是通过将样品加热至高温后,留下样品中的非挥发性固体物质,进而确定其他成分的含量。
在干渣分析中,样品会被加热至较高温度,以蒸发或分解样品中的水分和易挥发物质。
在这个过程中,非挥发性固体物质将留下,并形成一种称为渣的物质。
然后通过称量渣的质量和初始样品的质量的差值来计算非挥发性固体物质的含量。
根据物质的比例关系,可以推算出其他成分的含量。
最后是干液分析,该方法是通过加热样品并确定样品中挥发性物质的含量来分析其他成分的含量。
在干液分析中,样品会被加热至一定温度,挥发性物质会蒸发并冷凝成液体。
然后,通过称量收集到的液体的质量和初始样品的质量的差值来计算挥发性物质的含量。
根据物质的含量和比例关系,可以推算出其他成分的含量。
需要注意的是,干化学分析技术在实际应用中往往与其他分析方法结合使用,以获得更准确和全面的结果。
例如,在干化学分析的基础上,可以进一步使用化学试剂和仪器设备进行定性和定量的分析。
总结起来,干化学分析技术的基本原理是通过加热样品并观察其在加热过程中的变化来确定样品中的化学成分和性质。
通过测量样品中的水分含量、非挥发性固体物质的含量以及挥发性物质的含量,可以推算出其他成分的含量。
化学分析中的荧光分析法基础原理
化学分析中的荧光分析法基础原理荧光分析法是一种广泛应用于化学分析中的方法。
它利用物质在吸收能量后会发生荧光现象的特性,来测定样品中所含物质的质量浓度、元素组成等信息。
荧光分析法有很多种,其中最常见的是荧光光谱分析法和荧光化学分析法。
本文将重点介绍这两种方法的基本原理及其在化学分析中的应用。
荧光光谱分析法荧光光谱分析法是基于研究物质在吸收外部能量(通常是光能)后所发出的荧光现象。
荧光分析的关键是光谱,而荧光光谱是物质吸收光后所产生的荧光强度与波长之间的关系图。
通常情况下,荧光光谱会产生波峰和波谷,其中波峰对应着荧光峰,荧光峰的位置、强度以及荧光的寿命都可以直接反映出物质的成分、组成、形态等性质。
荧光光谱分析法是一种非破坏性的检测方法,对样品的破坏仅仅是因为光的吸收引起样品的发光。
虽然这种方法与分子的单重态和三重态的能级有关,然而它依然是一种化学分析方法,因为荧光分析法的结果是由物质的成分和结构来决定的。
荧光光谱分析法非常适用于分析质量浓度比较低,并且需要分析多个成分的样品。
荧光化学分析法除了荧光光谱分析法以外,荧光化学分析法也是一种常见的荧光分析方法。
这种方法是利用荧光物质和待测物质结合形成荧光物质-待测物质复合体,进而检测出待测物质的浓度。
荧光化学分析法常用于分析有机化合物、生物大分子以及环境中的污染物等。
荧光化学分析法可以通过两种方式进行:荧光标记法和荧光敏感材料法。
荧光标记法是把荧光酶、荧光染料或者其他荧光探针标记到待测物质上,形成荧光检测体系。
这种检测方式是在分子水平上实现的,因此具有足够高的灵敏度并且避免了直接接触待测物质的问题。
荧光标记法在生物化学、生物医学等领域都得到广泛的应用。
荧光敏感材料法是基于荧光材料敏感性对待测物质的反应来进行的。
这种方法利用化学或生物体系使荧光物质发生特定的荧光变化,从而检测待测物质的浓度。
荧光敏感材料法依靠荧光物质的基质,具有选择性和快速性,并且对待测物质有更加广泛的适用性。
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。
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紫外吸收光谱 UV
分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁
谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化
提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息
荧光光谱法 FS
分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光
谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化
提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息
红外吸收光谱法 IR
分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁
谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化
提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率
拉曼光谱法 Ram
分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射
谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化
提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率
核磁共振波谱法 NMR
分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁
谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化
提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息
电子顺磁共振波谱法 ESR
分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁
谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化
提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息质谱分析法 MS
分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离
谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化
提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息
气相色谱法 GC
分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离
谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据;峰面积与组分含量有关
反气相色谱法 IGC
分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力
谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线
提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数
裂解气相色谱法 PGC
分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片
谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型
凝胶色谱法 GPC
分析原理:样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出
谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化
提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布
分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化
谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线
提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区
热差分析 DTA
分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化谱图的表示方法:温差随环境温度或时间的变化曲线
提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息
示差扫描量热分析 DSC
分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化
谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线
提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息
静态热―力分析 TMA
分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化
谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线
提供的信息:热转变温度和力学状态
动态热―力分析 DMA
分析原理:样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化
谱图的表示方法:模量或tgδ随温度变化曲线
提供的信息:热转变温度模量和tgδ
透射电子显微术 TEM
分析原理:高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射,使得在相平面形成衬度,显示出图象
谱图的表示方法:质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象
提供的信息:晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等
扫描电子显微术 SEM
分析原理:用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象
谱图的表示方法:背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等
提供的信息:断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等
原子吸收 AAS
原理:通过原子化器将待测试样原子化,待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光,从而使用检测器检测到的能量变低,从而得到吸光度。
吸光度与待测元素的浓度成正比。
(Inductive coupling high frequency plasma)电感耦合高频等离子体 ICP
原理:利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子,由于激发态的原子和离子不稳定,外层电子会从激发态向低的能级跃迁,因此发射出特征的谱线。
通过光栅等分光后,利用检测器检测特定波长的强度,光的强度与待测元素浓度成正比。
X-ray diffraction ,x射线衍射即XRD
X射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。
晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。
由于大量原子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。
满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsinθ=λ
应用已知波长的X射线来测量θ角,从而计算出晶面间距d,这是用于X射线结构分析;另一个是应用已知d的晶体来测量θ角,从而计算出特征X射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。
高效毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis,HPCE)
HPLC选用的毛细管一般内径约为50μm(20~200μm),外径为375μm,有效长度为50cm(7~100cm)。
毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中,同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极,该电压使得分析样品沿毛细管迁移,当分离样品通过检测器时,可对样品进行分析处理。
HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。
在毛细管电泳系统中,带电溶质在电场作用下发生定向迁移,其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。
所谓电渗是指在高电压作用下,双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象;电泳是指在电解质溶液中,带电粒子在电场作用下,以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。
溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定,另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。
带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动,带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域,在电场作用下向正极移动。
与此同时,缓冲液的电渗流向负极移动,其作用超过电泳,最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。
MECC的基本原理
MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相,以胶束增溶作为分配原理,溶质在水相、胶束相中的分配系数不同,在电场作用下,毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳,使胶束和水相有不同的迁移速度,同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配,在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。
MECC是电泳技术与色谱法的结合,适合同时分离分析中性和带电的样品分子。
扫描隧道显微镜(STM)
扫描隧道显微镜(STM)的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。
将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极,当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm),在外加电场的作用下,电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。
这种现象即是隧道效应。
原子力显微镜(Atomic Force Microscopy ,简称AFM)
原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端,微悬臂的另一端固定,当探针在样品表面扫描时,探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形,这样,微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。
一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器,可以精确测量微悬臂的微小变形,这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。
俄歇电子能谱学(Auger electron spectroscopy),j简称AES
俄歇电子能谱基本原理:入射电子束和物质作用,可以激发出原子的内层电子。
外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量,可能以X光的形式放出,即产生特征X射线,也可能又使核外另一电子激发成为自由电子,这种自由电子就是俄歇电子。
对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射:特征X射线或俄歇电子。
原子序数大的元素,特征X射线的发射几率较大,原子序数小的元素,俄歇电子发射几率较大,当原子序数为33时,两种发射几率大致相等。
因此,俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。