人教版高中化学选修六 附录Ⅶ 几种仪器分析方法
分析化学中几种常用的分析仪器
ε：摩尔吸光系数，单位 L·mol-1 ·cm -1 ；
或
A＝lg（I0/It)= a l ρ
ρ ：溶液的质量浓度，单位 g·L -1
a：吸光系数，单位 L·g -1 ·cm -1
a与ε的关系为： a = ε /M （M为摩尔质量）
应用
研究不饱和有机化合物,特别是具有共轭 体系的有机化合物.
在生产、科研的众多领域有着十分广泛 的应用，主要应用于定性分析、定量分 析、纯度检测、化合物结构的推测、氢 键强度的测定。
红外光谱还可作为色谱检测器。
应用
在化学方面的应用 用于分子结构的基础研究,应用红外光谱可
以测定分子的键长、键角，以此推断出分 子的立体构型和所含的特征性基团. 用于化学组成的分析，红外光谱最广泛的 应用在于对物质的化学组成进行分析，用 红外光谱法可以根据光谱中吸收峰的位置 和形状来推断未知物结构，依照特征吸收 峰的强度来测定混合物中各组分的含量。来自分类光谱法包括：
紫外-可见光光度法、红外分光光度法、 近红外光谱法、荧光分光光度法、原子吸 收分光光度法、有机质谱法、旋光与折光 分析法、电泳法.
分类
色谱法包括：
薄层色谱法 气相色谱法 高效液相色谱法 电泳法
紫外-可见光分光光度仪
原理： 利用分子对外来辐射的选择性吸收特性. 涉及分子外层电子的能级跃迁；光谱区在
分析方法
利用色谱保留值和GC/MS联用进行定性鉴别. 在实验条件一定时,任意组分的色谱峰面积Ai与该组
分的量ωi成正比: Ai=ωi/fi
fi称为第i种组分的校正因子，即单位色谱峰面积所 代表的组分量。通常用已知量对照品的色谱峰面积 求出校正因子。色谱峰面积根据下式计算：
A=2.507hσ=1.064ω1/2 h为色谱峰高， σ为标准差， ω1/2为半峰宽。 常用定量方法有外标法和内标法。
仪器分析知识点总结大全
仪器分析知识点总结大全仪器分析是化学分析的重要分支，它利用特殊的仪器对物质进行定性、定量和结构分析。
以下是对常见仪器分析方法的知识点总结。
一、光学分析法（一）原子吸收光谱法（AAS）原子吸收光谱法是基于气态的基态原子外层电子对紫外光和可见光范围的相对应原子共振辐射线的吸收强度来定量被测元素含量的一种方法。
其原理是：当光源发射的某一特征波长的辐射通过原子蒸气时，被原子中的外层电子选择性地吸收，使透过原子蒸气的入射辐射强度减弱，其减弱程度与蒸气相中该元素的原子浓度成正比。
原子吸收光谱仪主要由光源、原子化器、分光系统和检测系统组成。
优点：选择性好、灵敏度高、分析范围广、精密度好。
局限性：多元素同时测定有困难、对复杂样品分析干扰较严重。
（二）原子发射光谱法（AES）原子发射光谱法是依据原子或离子在一定条件下受激而发射出特征光谱来进行元素定性和定量分析的方法。
原理是：当原子或离子受到热能或电能激发时，核外电子会从基态跃迁到激发态，处于激发态的电子不稳定，会迅速返回基态，并以光的形式释放出能量，产生发射光谱。
其仪器包括激发光源、分光系统和检测系统。
优点：可同时测定多种元素、分析速度快、选择性好。
缺点：精密度较差、检测限较高。
（三）紫外可见分光光度法（UVVis）该方法是基于分子的紫外可见吸收光谱进行分析的。
原理是：分子中的价电子在不同能级之间跃迁，吸收特定波长的光，从而产生吸收光谱。
仪器主要由光源、单色器、吸收池、检测器和信号显示系统组成。
应用广泛，可用于定量分析、定性分析以及化合物结构研究。
（四）红外吸收光谱法（IR）红外吸收光谱法是利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析和定量分析的一种方法。
原理是：分子的振动和转动能级跃迁产生红外吸收。
仪器包括红外光源、样品室、单色器、检测器和记录仪。
常用于有机化合物的结构鉴定。
二、电化学分析法（一）电位分析法通过测量电极电位来确定物质浓度的方法。
包括直接电位法和电位滴定法。
仪器分析方法
仪器分析方法仪器分析方法是化学分析中常用的一种技术手段，它通过利用各种仪器设备对样品进行分析，从而得到样品的成分、结构和性质等信息。
仪器分析方法的发展，为化学分析提供了更加准确、快速、灵敏的手段，广泛应用于环境监测、食品安全、药物研发等领域。
本文将就常见的仪器分析方法进行介绍和分析。
一、光谱分析。
光谱分析是利用物质对光的吸收、发射、散射等特性进行分析的一种方法。
常见的光谱分析包括紫外可见吸收光谱、红外光谱、拉曼光谱等。
这些方法通过测量样品对特定波长的光的吸收或散射情况，从而得到样品的成分和结构信息。
光谱分析方法具有快速、非破坏性、灵敏度高的特点，被广泛应用于化学分析领域。
二、色谱分析。
色谱分析是利用物质在固定相和流动相作用下的分离和检测特性进行分析的一种方法。
常见的色谱分析包括气相色谱、液相色谱、超高效液相色谱等。
这些方法通过样品在色谱柱中的分离和检测，从而得到样品中各种成分的含量和结构信息。
色谱分析方法具有分离效果好、分析速度快、灵敏度高的特点，被广泛应用于食品安全、环境监测等领域。
三、质谱分析。
质谱分析是利用物质在电场或磁场中的运动特性进行分析的一种方法。
常见的质谱分析包括质子磁共振质谱、质子转移反应质谱、质子撞击电离质谱等。
这些方法通过测量样品中各种离子的质荷比，从而得到样品的成分和结构信息。
质谱分析方法具有高分辨率、高灵敏度、高准确度的特点，被广泛应用于药物研发、生物分析等领域。
四、电化学分析。
电化学分析是利用物质在电极上的电化学反应特性进行分析的一种方法。
常见的电化学分析包括极谱法、循环伏安法、恒电位法等。
这些方法通过测量样品在电极上的电流和电压变化，从而得到样品的成分和性质信息。
电化学分析方法具有灵敏度高、实时性好、样品准备简单的特点，被广泛应用于环境监测、能源材料等领域。
综上所述，仪器分析方法在化学分析中具有重要的地位和作用，它为化学分析提供了更加准确、快速、灵敏的手段。
随着科技的不断发展，仪器分析方法将会不断完善和创新，为人类的健康和环境保护提供更多的支持和帮助。
分析化学中的常用仪器和方法
分析化学中的常用仪器和方法分析化学是化学的一个重要分支，主要研究物质的组成和性质的分析方法。
在分析化学中，常常使用各种仪器和方法来进行样品的分析。
本文将主要介绍一些常用的仪器和方法。
一、光谱仪器光谱仪器是分析化学中广泛应用的仪器之一。
它通过测量样品对辐射的吸收、发射或散射来获取样品的信息。
常用的光谱仪器包括紫外可见分光光度计、红外光谱仪、质谱仪等。
紫外可见分光光度计常用于测定溶液中物质的浓度，红外光谱仪可以用于鉴别有机物的官能团，质谱仪则可以用于确定物质的分子量和结构。
二、气相色谱仪气相色谱仪是一种常用的分离和分析仪器。
它通过将样品中的化合物挥发为气体后，在柱子中进行分离并检测。
气相色谱仪通常由进样装置、柱子和检测器组成。
它广泛应用于药物分析、环境监测和食品安全等领域。
三、液相色谱仪液相色谱仪是另一种常用的分离和分析仪器。
与气相色谱仪不同，液相色谱仪使用液体作为流动相进行分离。
常见的液相色谱仪有高效液相色谱仪和离子色谱仪。
高效液相色谱仪广泛用于药品的分析和纯化，离子色谱仪主要用于离子分析和水质监测。
四、电化学分析方法电化学分析方法是利用电化学现象进行分析的方法。
常见的电化学分析方法包括电位滴定法、伏安法和电导法等。
电位滴定法可用于测定溶液中的氧化还原物质的浓度，伏安法可用于测定溶液中的金属离子的浓度，电导法则可用于测定溶液的电导率。
五、质谱仪器质谱仪器是一种广泛应用于物质分析的仪器。
它通过将样品中的化合物分解为离子，并根据离子在磁场中的运动轨迹进行分析和鉴定。
质谱仪广泛应用于有机物的结构鉴定、代谢物的分析和药物的定量等领域。
六、核磁共振仪核磁共振仪是一种重要的仪器，用于研究原子核的性质。
核磁共振仪利用核自旋的性质来获取样品的信息，广泛应用于有机物的结构鉴定和药物的研究。
分析化学中的仪器和方法众多，上述只是其中的几个常用仪器和方法的简要介绍。
在实际应用中，我们需要根据具体的分析目的和样品特性来选择合适的仪器和方法。
仪器分析及其方法
仪器分析及其方法仪器分析是指利用各种仪器设备进行样品分析的科学技术领域。
它是现代分析化学的重要分支，具有高准确度、高灵敏度、高选择性等特点，广泛应用于环境监测、药品检测、食品安全等领域。
仪器分析的方法主要包括物质分离、物质识别与测定、物质结构研究等方面。
下面我们详细介绍几种常见的仪器分析方法。
一、光谱分析法：光谱分析法利用物质与电磁波相互作用的原理，通过测量样品在不同波长或频率下的吸收、发射、散射等光谱特性来进行分析。
常见的光谱分析方法有紫外可见吸收光谱法、红外光谱法、核磁共振光谱法等。
二、电化学分析法：电化学分析法是利用电化学基本原理，通过物质与电极界面的电化学反应产生的电流、电势等信号来进行分析。
常见的电化学分析方法包括电位滴定法、极谱分析法、循环伏安法等。
三、色谱分析法：色谱分析法是以固定相与流动相之间的分配作用对物质进行分离与测定的方法。
常见的色谱分析方法有气相色谱法、液相色谱法、超临界流体色谱法等。
四、质谱分析法：质谱分析法是利用物质的质量与电荷比在磁场中的运动轨迹和谱图进行分析的方法。
常见的质谱分析方法有质谱仪法、飞行时间质谱法、离子阱质谱法等。
五、核素分析法：核素分析法是利用放射性核素的独特性质进行分析的方法。
常见的核素分析方法有放射计数法、伽马射线分析法、中子活化分析法等。
六、电子显微镜分析法：电子显微镜分析法是利用电子束与样品相互作用所产生的信号来进行分析的方法。
常见的电子显微镜分析方法包括扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。
七、光电分析法：光电分析法是利用光电效应测量电流或电压信号进行分析的方法。
常见的光电分析方法有光电比色法、光电导比法、光电堆积法等。
这些仪器分析方法各具特点，可以根据不同样品的性质和需要选择相应的方法进行分析。
仪器分析方法的发展使得分析结果更加准确、灵敏，缩短了分析时间，提高了工作效率，大大推动了科学研究和工业生产的进程。
化学成分分析的仪器与方法
化学成分分析的仪器与方法化学成分分析是研究物质组成和性质的重要手段，它在各个领域都有广泛的应用。
为了实现精确的化学成分分析，科学家们开发了各种仪器和方法。
本文将介绍一些常用的化学成分分析仪器和方法，以及它们的原理和应用。
一、光谱仪光谱仪是一种常见的化学成分分析仪器，它通过测量物质与电磁辐射的相互作用来分析物质的成分。
光谱仪可以分为多种类型，如紫外可见光谱仪、红外光谱仪和质谱仪等。
其中，紫外可见光谱仪通过测量物质对紫外可见光的吸收或散射来分析物质的成分。
红外光谱仪则通过测量物质对红外光的吸收来分析物质的成分。
质谱仪则通过测量物质的质量和相对丰度来分析物质的成分。
这些光谱仪在药物分析、环境监测和食品安全等领域有着广泛的应用。
二、色谱仪色谱仪是一种常用的化学成分分析仪器，它通过分离混合物中的各个成分来进行分析。
色谱仪可以分为气相色谱仪和液相色谱仪两种类型。
气相色谱仪通过将混合物蒸发成气体，然后通过柱子分离各个成分。
液相色谱仪则通过将混合物溶解在溶剂中，然后通过柱子分离各个成分。
色谱仪在食品检测、药物研发和环境监测等领域有着广泛的应用。
三、质谱仪质谱仪是一种常用的化学成分分析仪器，它通过测量物质的质量和相对丰度来分析物质的成分。
质谱仪可以分为质量光谱仪和质谱成像仪两种类型。
质量光谱仪通过测量物质的质量和相对丰度来分析物质的成分。
质谱成像仪则通过将物质的质谱图像化来分析物质的成分。
质谱仪在药物分析、环境监测和食品安全等领域有着广泛的应用。
四、核磁共振仪核磁共振仪是一种常用的化学成分分析仪器，它通过测量物质中原子核的共振信号来分析物质的成分。
核磁共振仪可以分为核磁共振光谱仪和核磁共振成像仪两种类型。
核磁共振光谱仪通过测量物质中原子核的共振信号来分析物质的成分。
核磁共振成像仪则通过将物质的核磁共振图像化来分析物质的成分。
核磁共振仪在生物医学研究、材料科学和化学分析等领域有着广泛的应用。
五、质谱成像仪质谱成像仪是一种新兴的化学成分分析仪器，它通过将物质的质谱图像化来分析物质的成分。
高中化学实验仪器分析
高中化学实验仪器分析在高中化学实验中，不可或缺的一部分就是各种仪器的使用。
这些仪器有助于我们更准确地进行实验，从而获得可靠的数据和结论。
本文将对高中化学实验中常用的仪器进行详细分析，希望能够帮助同学们更好地理解和掌握这些实验仪器。
一、量筒量筒是用来准确测量液体体积的仪器。
在高中化学实验中，我们经常需要使用量筒来配制溶液或者测量液体的体积。
使用量筒时，应该将量筒放在水平面上，注意读取液面时应该视线与水平面垂直，避免视差误差。
在读数时，应该以液体最低点与表面接触的位置为参考，避免视线的折射误差。
二、天平天平是用来准确称量物质的仪器。
在高中化学实验中，我们需要使用天平来称取固体或液体物质。
使用天平时，应该先将天平调零，确保称量的准确性。
在称量时，应该避免风吹、震动等外界干扰因素，保持天平处于稳定状态。
同时，应该使用干净的容器放置待称取的物质，避免外界因素对称量结果的影响。
三、试管试管是用来装载试剂或样品的玻璃器皿。
在高中化学实验中，试管常用于加热试剂、混合试剂或进行观察等操作。
使用试管时，应该避免试管口直对火焰，以免试管炸裂。
在加热试管时，应该保持试管倾斜，避免试管内的液体溅出。
同时，应该使用试管夹或试管架来固定试管，以防止试管倾倒或翻滚。
四、烧杯烧杯是用来加热或搅拌试剂的器皿。
在高中化学实验中，烧杯常用于加热反应物、蒸发溶液或者混合试剂等操作。
使用烧杯时，应该注意避免烧杯直接接触火焰，以免烧杯破裂。
在搅拌试剂时，应该使用玻璃棒或玻璃棒架，避免用手或其他物体接触试剂。
同时，应该使用合适大小的烧杯，以免试剂溢出或溢漏。
五、撬棍撬棍是用来搅拌或取出固体的工具。
在高中化学实验中，我们常常需要使用撬棍来搅拌反应物或取出生成的固体产物。
使用撬棍时，应该注意选择适当长度和形状的撬棍，以便于操作。
在搅拌反应物时，应该轻柔均匀地搅拌，避免产生气泡或剧烈搅拌导致反应物溅出。
在取出固体产物时，应该避免损坏容器或者将撬棍插入手中，以确保安全操作。
仪器分析方法比较
仪器分析方法比较常见的仪器分析方法包括原子吸收光谱法（AAS）、紫外可见光谱法（UV-Vis）、红外光谱法（IR）、质谱法（MS）和色谱法（GC、HPLC）。
下面对这些方法进行比较。
1.原子吸收光谱法（AAS）是一种常用的金属元素分析方法。
这种方法可以测定许多金属元素的浓度，具有高灵敏度和高选择性。
然而，AAS 只适用于金属元素的分析，不适用于其他类型的化学物质。
2. 紫外可见光谱法（UV-Vis）是一种非常常用的分析方法，用于测量物质的吸光度。
这种方法适用于有机化合物和无机化合物的分析，可以测量样品的浓度、化学键的结构和化合物的稳定性。
UV-Vis具有灵敏度高、分辨率好和操作简便等优点。
3.红外光谱法（IR）可以用来确定化学物质的功能基团和结构。
这种方法测量物质对红外辐射的吸收情况，因为每个化学物质都有特定的吸收峰，所以可以根据吸收峰的位置和强度来推断化合物的结构。
IR具有高灵敏度和高分辨率。
4.质谱法（MS）是目前最常用的分子结构分析方法之一、质谱仪可以测量化合物离子的质量和相对丰度，从而确定化学物质的分子量和分子结构。
质谱法适用于分析有机和无机化合物，具有高分辨率和高灵敏度。
5.色谱法（GC、HPLC）是一种广泛应用的分离和分析方法，用于分离复杂混合物中的化合物。
气相色谱法（GC）适用于分析气体和挥发性液体的化合物，液相色谱法（HPLC）适用于分析非挥发性化合物。
色谱法具有高分离效率、高分辨率和高灵敏度。
综上所述，不同的仪器分析方法具有不同的优点和适用范围。
在实际应用中，需要根据样品的性质和分析目的选择合适的方法。
例如，对于金属元素的分析，可以选择AAS；对于有机化合物的浓度测定，可以选择UV-Vis或HPLC；对于化合物结构的确定，可以选择IR或MS。
此外，对于复杂样品的分析，也可以采用多种方法的组合，以获得更准确的结果。
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试样从进样器进入离子源,在离子源中产生正离子。正离子加 速进入质量分析器,质量分析器将离子按质荷比大小不同进行分离。 分离后的离子先后进入检测器，检测器得到离子信号，放大器将 信号放大并记录在读出装置上。
2、质谱图 以荷质比m/z为横座标，以对基峰(最强离子峰，规定相对强度为
100%)相对强度为纵座标所构成的谱图，称之为质谱图。
选修六 附录Ⅶ 几种仪器分析方法简介
一、质谱分析法 二、红外光谱分析法 三、核磁共振氢谱分析法
一 质谱分析法
相对分子质量的测
定——质谱仪
1、原理：质谱分析是用高速电子来撞击气态分子或原子,将电离后 的正离子加速导入质量分析器,然后在磁场中按质荷比(m/z)大小进 行收集和记录,及得到质谱图。根据质谱峰的位置进行物质的定性 和结构分析,根据峰的强度进行定量分析。
反对称伸缩振动 对称伸缩振动 反对称伸缩振动 对称伸缩振动 弱吸收
3000 cm-1 以下
17
2．叁键（C C）伸缩振动区：2500 1900 cm-1 3． 双键伸缩振动区：1900 1500 cm-1 4. X—Y，X—H 变形振动区： < 1500cm-1
18
思考1：
红外光谱中同一官能团或化学键的吸收 峰位置和强度并不完全相同，产生这种现象 的原因是什么？
在谱图上出现的位置也不同，这种差异叫化学位移δ。 从核磁共振氢图谱上可推知该有机物分子有几种不同类型的氢原子
（波峰数）及它们的数目比（波峰面积比）。
核磁共振氢谱光谱鉴定分子结构
2、核磁共振氢谱图
横坐标：吸收峰的位置，用“化学位移”表示。 纵坐标：吸收峰的强度。
核磁共振谱图中化合物的结构信息
１、峰的数目：标志分子中磁不等性质子的种类，多少种； ２、峰的强度(面积)：每类质子的数目(相对)，多少个； ３、峰的位移( )：每类质子所处的化学环境，化合物中位置；
影响基团频率的因素
内部 因素
• 诱导效应 • 共轭效应 • 中介效应 • 氢键 • 振动偶合
外部 因素
• 物质存在形式 • 溶剂效应
20
3、谱图解析
确定分子中所含基团的类型 推测分子结构
21
练习题：试推测化合物C9H10O的分子结构。
22
三、核磁共振氢谱
1、基本原理： 质量数为奇数的原子核，如1H、13C、15N的核自旋所产生的
2、有机化合物分子中常见基团吸收峰
1． X—H伸缩振动区：4000 2500 cm-1 (1）醇、酚、酸的—OH 3650 3200 cm-1
16
1． X—H伸缩振动区：4000 2500 cm-1
（2）饱和碳原子上的—C—H
—CH3 —CH2— —C—H
2960 cm-1 2870 cm-1 2930 cm-1 2850 cm-1 2890 cm-1
４、峰的裂分数：相邻碳原子上质子数；
５、偶合常数(J)：确定化合物构型。
核磁共振分析法近年来发展很快，在医学领域 中也有广泛应用
是将人体置于特殊的磁场中，用无线电射频脉冲激发人体内 氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量。在停止射频脉冲后 ，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收的能量释放出来 ，被体外的接受器收录，经电子计算机处理获得图像，这就叫做 核磁共振成像。
红外光谱鉴定分子结 构
红外光区的划分
12
红外区 近 中 远
常用
波长（m） 0.78-2.5 2.5-50 50-1000 2.5-15
波数（cm-1） 12800-4000
4000-200 200-10
4000-670
对应能级 弱电子跃迁
分子振动 分子转动 分子振动、转动
13
课前作业1：
红外光照射是一种扭伤或肌肉拉伤时常用的理疗方 案，原理是什么？
核磁共振成像提供的信息量不但大于医学影像学中的其他许 多成像术，而且不同于已有的成像术，因此，它对疾病的诊断具 有很大的潜在优越性。
图14.7 质谱图
分子在离子源中可产生各种电离，即同一分子可产生多种离子峰： 分子离子峰、同位素离子峰、碎片离子峰、重排离子峰、亚稳离子峰 等。
（1）质荷比是什么？
分子离子、碎片离子的相对质量与其电荷的比值 （2）如何确定有机物的相对分子质量？
由于分子离子的质荷比越大，达到检测器需要的时间最长，因此谱图中 的质荷比最大的就是未知物的相对分子质量）
弱磁场，在强外磁场中可以对某个特定频率的电磁波发生共振吸 收，吸收频率和吸收强度可以提供分子结构的信息。而12C、16O 质量数为偶数，没有磁矩，所以核磁共振氢谱已经成为测定有机 分子结构时不可或缺的一种技术。
核磁共振的研究对象：质量数为奇数的原子
处在不同化学环境中的氢原子因产生共振时吸收电磁波的频率不同，
b) 采用与标准谱库对照的方法.
由质谱数据推导有机物分子结构的过程，形象地说，如同用弹弓击 碎一个瓷花瓶，再由一堆碎片来拼凑复原花瓶的过程。
二、红外光谱分析法原子处于不断振动状态，且振 动频率与红外光的振动频谱相当。所以，当用红外线照射有机物分子时， 分子中的化学键、官能团可发生震动吸收，不同的化学键、官能团吸收 频率不同，在红外光谱图中将处于不同位置。因此，我们就可以根据红 外光谱图，推知有机物含有哪些化学键、官能团，以确定有机物的结构。
3、质谱分析法应用
1） 相对分子质量的测定 根据分子离子峰质荷比可确定分子量，通常分子离子峰位于质谱图最 右边，但由于分子离子的稳定性及重排等，质谱图上质荷比最大的峰并不 一定是分子离子峰。高中阶段认为质荷比最大的峰是分子离子峰。
2）、结构签定：多采用与标准谱库对照的方法 a) 根据质谱图，找出分子离子峰、碎片离子峰、亚稳离子峰、m/z、 相对峰高等质谱信息，根据各类化合物的裂规律，重组整个分子结 构。
红外线理疗灯是可见光的红外线灯，它辐射频率高 ，渗透性强，红外线波峰值严格在1300nm，使红外线 的波长刚好可以穿透人体真皮层，达到促进血液循环， 增强肌肉对关节组织炎症的吸收能力，缓解关节炎症状 ，促进软组织损伤愈合。
课前作业二：
在海边沙滩进行日光浴时，不仅会感受到全身暖 洋洋，还会把皮肤晒黑。但是用红外光照射身体时， 只会产生局部暖洋洋的感觉，而不会被晒黑，原因是 什么？