光譜分析知識(shí)點(diǎn)

1、原子發(fā)射光譜分析1、原子發(fā)射光譜分析的根本原理依據(jù)2、ICP光源形成的原理及特點(diǎn)習(xí)題 2:ICP是利用高頻加熱原理。當(dāng)在感應(yīng)線圈上施加高頻電場(chǎng)時(shí)，由于某種原因如電火花等在等離子體工 作氣體中局部電離產(chǎn)生的帶電粒子在高頻交變電磁場(chǎng)的作用下做高速運(yùn)動(dòng)，碰 撞氣體原子，使之迅速、大量電離，形成雪崩式放電，電離的氣體在垂直于磁 場(chǎng)方向的截面上形成閉合環(huán)形的渦流，在感應(yīng)線圈內(nèi)形成相當(dāng)于變壓器的次級(jí) 線圈并同相當(dāng)于初級(jí)線圈的感應(yīng)線圈耦合，這種高頻感應(yīng)電流產(chǎn)生的高溫又將 氣體加熱、電離，并在管口形成一個(gè)火炬狀的穩(wěn)定的等離子體焰矩。其特點(diǎn)如下：工作溫度高、同時(shí)工作氣體為惰性氣體，因此原子化條件良好，有利于難熔

2、化 合物的分解及元素的激發(fā)，對(duì)大多數(shù)元素有很高的靈敏度。 2由于趨膚效應(yīng)的存在，穩(wěn)定性高，自吸現(xiàn)象小，測(cè)定的線性范圍寬。 3由于電子密度高，所以堿金屬的電離引起的干擾較小。4ICP屬無極放電，不存在電極污染現(xiàn)象。 5 ICP 的載氣流速較低，有利于試樣在中央通道中充分激發(fā)，而且耗樣量也 較少。 6采用惰性氣體作工作氣體，因而光譜背景干擾少。3、掌握特征譜線、共振線、靈敏線、最后線、分析線的含義及其它們之間的內(nèi) 在聯(lián)系。習(xí)題 34、 ：由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷所發(fā)射的譜線稱為共振線reso nance line。共振線具 有最小的激發(fā)電位，因此最容易被激發(fā)，為該元素最強(qiáng)的譜線。5、靈敏線 sensit

3、ive line 是元素激發(fā)電位低、強(qiáng)度較大的譜線，多是共振線 resonance line。最后線last line是指當(dāng)樣品中某元素的含量逐漸減少時(shí)，最后仍能觀察到的幾 條譜線。它也是該元素的最靈敏線。進(jìn)行分析時(shí)所使用的譜線稱為分析線analytical line。 由于共振線是最強(qiáng)的譜線，所以在沒有其它譜線干擾的情況下，通常選擇共振 線作為分析線。發(fā)射光譜定性分析的根本原理和常用方法。 習(xí)題 5由于各種元素的原子結(jié)構(gòu)不同，在光源的激發(fā)下，可以產(chǎn)生各自的特征譜線， 其波長(zhǎng)是由每種元素的原子性質(zhì)決定的，具有特征性和唯一性，因此可以通過 檢查譜片上有無特征譜線的出現(xiàn)來確定該元素是否存在，這就是

4、光譜定性分析 的根底。進(jìn)行光譜定性分析有以下三種方法： 1比擬法。將要檢出元素的純物質(zhì)或純化合物與試樣并列攝譜于同一感光板 上，在映譜儀上檢查試樣光譜與純物質(zhì)光譜。假設(shè)兩者譜線出現(xiàn)在同一波長(zhǎng)位置 上，即可說明某一元素的某條譜線存在。本方法簡(jiǎn)單易行，但只適用于試樣中 指定組分的定性。2對(duì)于復(fù)雜組分及其光譜定性全分析，需要用鐵的光譜進(jìn)行比擬。采用鐵的 光譜作為波長(zhǎng)的標(biāo)尺，來判斷其他元素的譜線。3當(dāng)上述兩種方法均無法確定未知試樣中某些譜線屬于何種元素時(shí)，可以采 用波長(zhǎng)比擬法。即準(zhǔn)確測(cè)出該譜線的波長(zhǎng)，然后從元素的波長(zhǎng)表中查出未知譜 線相對(duì)應(yīng)的元素進(jìn)行定性。光譜定量分析的依據(jù)是什么為什么要采用內(nèi)標(biāo)簡(jiǎn)述內(nèi)

5、標(biāo)法原理。 內(nèi)標(biāo)元素和分析 線對(duì)應(yīng)具備哪些條件為什么習(xí)題 8 解：在光譜定量分析中， 元素譜線的強(qiáng)度 I 與該元素在試樣中的濃度 C 呈下述關(guān) 系：I= aCb 在一定條件下， a,b 為常數(shù)，因此log I = b logC +loga 亦即譜線強(qiáng)度的對(duì)數(shù)與濃度對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，這就是光譜定量分析的依據(jù)。 在光譜定量分析時(shí)， 由于 a,b 隨被測(cè)元素的含量及實(shí)驗(yàn)條件 如蒸發(fā)、激發(fā)條件， 取樣量，感光板特性及顯影條件等的變化而變化，而且這種變化往往很難避 免，因此要根據(jù)譜線強(qiáng)度的絕對(duì)值進(jìn)行定量常常難以得到準(zhǔn)確結(jié)果。所以常采 用內(nèi)標(biāo)法消除工作條件的變化對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。 用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行測(cè)定時(shí)，是在被

6、測(cè)元素的譜線中選擇一條譜線作為分析線，在基 體元素或定量參加的其它元素的譜線中選擇一條與分析線均稱的譜線作為 內(nèi)標(biāo)線，組成分析線對(duì)，利用分析線與內(nèi)標(biāo)線絕對(duì)強(qiáng)度的比值及相對(duì)強(qiáng)度來進(jìn) 行定量分析。這時(shí)存在如下的根本關(guān)系： logR = logI1/I2 = b1logC + logA 其中 A=a1/I2 內(nèi)標(biāo)元素和分析線對(duì)應(yīng)具備的條件 內(nèi)標(biāo)元素與被測(cè)元素在光源作用下應(yīng)有相近的蒸發(fā)性質(zhì)； 內(nèi)標(biāo)元素假設(shè)是外加的，必須是試樣中不含或含量極少可以忽略的。 分析線對(duì)選擇需匹配；兩條原子線或兩條離子線 ,兩條譜線的強(qiáng)度不宜相差過大。 分析線對(duì)兩條譜線的激發(fā)電位相近。假設(shè)內(nèi)標(biāo)元素與被測(cè)元素的電離電位相近，分析

7、線對(duì)激發(fā)電位也相近，這樣的 分析線對(duì)稱為 “均勻線對(duì) 。 分析線對(duì)波長(zhǎng)應(yīng)盡可能接近。 分析線對(duì)兩條譜線應(yīng)沒有自吸或自吸很小，并不受其它譜線的干擾。 內(nèi)標(biāo)元素含量一定的。原子吸收光譜分析1、簡(jiǎn)述原子吸收分光光度分析的根本原理依據(jù) 。習(xí)題 1要掌握幾個(gè)重要 前提條件： 1由空心陰極燈發(fā)射銳線光源為什么習(xí)題 3；2試樣原子化 蒸汽對(duì)銳線光源所發(fā)射的特征譜線進(jìn)行吸收原子化的方法習(xí)題6；3以峰值吸收代替積分吸收。滿足以上條件，在一定濃度范圍和一定火焰寬度的情況下， A=kc。2、原子吸收分析中產(chǎn)生背景吸收的原因及影響，減免措施與原理。3、定量分析的依據(jù)和方法。 (習(xí)題 9)AAS 是基于物質(zhì)所產(chǎn)生的原子

8、蒸氣對(duì)特定譜線的吸收作用來進(jìn)行定量分析的方 法紫外吸收光譜分析 解:背景吸收是由于原子化器中的氣態(tài)分子對(duì)光的吸收或高濃度鹽的固體微粒對(duì) 光的散射而引起的 ,它們屬于一種寬頻帶吸收 .而且這種影響一般隨著波長(zhǎng)的減短 而增大 ,同時(shí)隨著基體元素濃度的增加而增大 ,并與火焰條件有關(guān) .可以針對(duì)不同 情況采取不同的措施，例如火焰成分中OH,CH,CO等對(duì)光的吸收主要影響信號(hào)的 穩(wěn)定性，可以通過零點(diǎn)調(diào)節(jié)來消除， 由于這種吸收隨波長(zhǎng)的減小而增加， 所以當(dāng) 測(cè)定吸收波長(zhǎng)位于遠(yuǎn)紫外區(qū)的元素時(shí)，可以選用空氣一H2,Ar-H2火焰.對(duì)于火焰中金屬鹽或氧化物、氫氧化物引起的吸收通常利用高溫火焰就可消除。有時(shí)，對(duì)于背

9、景的吸收也可利用以下方法進(jìn)行校正：(1)鄰近線校正法 ;(2)用與試液組成相似的標(biāo)液校正； (3)別離基體解:石墨爐原子化器是將一個(gè)石墨管固定在兩個(gè)電極之間而制成的,在惰性氣體保護(hù)下以大電流通過石墨管 ,將石墨管加熱至高溫而使樣品原子化 .與火焰原子化相比 ,在石墨爐原子化器中 ,試樣幾乎可以全部原子化 ,因而測(cè)定靈 敏度高 .對(duì)于易形成難熔氧化物的元素 ,以及試樣含量很低或試樣量很少時(shí)非常適 用.缺點(diǎn):共存化合物的干擾大 ,由于取樣量少 ,所以進(jìn)樣量及注入管內(nèi)位置的變動(dòng)會(huì) 引起誤差 ,因而重現(xiàn)性較差 .解：在一定的濃度范圍和一定的火焰寬度條件下， 當(dāng)采用銳線光源時(shí)， 溶液的吸 光度與待測(cè)元素

10、濃度成正比關(guān)系，這就是原子吸收光譜定量分析的依據(jù)。 常用兩種方法進(jìn)行定量分析：(1) 標(biāo)準(zhǔn)曲線法：該方法簡(jiǎn)便、快速，但僅適用于組成簡(jiǎn)單的試樣。(2) 標(biāo)準(zhǔn)參加法：本方法適用于試樣確實(shí)切組分未知的情況。不適合于曲線斜率過小的情況。1、電子躍遷的類型有哪些各種躍遷所需能量大小順序如何各處于什么波長(zhǎng)范圍 (習(xí)題 2)2、助色團(tuán)、生色團(tuán)的含義。有機(jī)化合物有幾種類型紫外吸收帶它們產(chǎn)生的原因 是什么有什么特點(diǎn)(習(xí)題 4)3、紫外吸收光譜的應(yīng)用：定性分析、有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的推斷、純度檢查、 定量測(cè)定應(yīng)特別注意 : 有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)的推斷， 應(yīng)用吸收波長(zhǎng)與共軛程度的關(guān)系。 (習(xí)題 7， 8， 9 )4、

11、紫外及可見分光光度計(jì)與可見分光光度計(jì)比擬，有什么不同之處(習(xí)題10)紅外吸收光譜分析1、紅外吸收光譜產(chǎn)生條件是否所有的分子振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收光譜為什么習(xí)題12、 掌握根本概念：何謂基團(tuán)頻率它有什么重要性及用途習(xí)題3何謂指紋區(qū)它有什么特點(diǎn)和用途習(xí)題63、 熟記主要基團(tuán)的基團(tuán)頻率，能指出給定圖譜的主要譜峰的來源。表10-3, 圖 10-9，圖 10-10解：從化學(xué)鍵的性質(zhì)考慮，與有機(jī)化合物分子的紫外-可見吸收光譜有關(guān)的電子 為：形成單鍵的s電子，形成雙鍵的p電子以及未共享的或稱為非鍵的n電子電子躍遷發(fā)生在電子基態(tài)分子軌道和反鍵軌道之間或基態(tài)原子的非鍵軌道和反鍵 軌道之間.處于基態(tài)的電子吸收了一定

12、的能量的光子之后， 可分別發(fā)生 廠s*,s - p*,p s*,n s*,p p*,n p*等躍遷類型.p p*,n p*所需能量較小，吸 收波長(zhǎng)大多落在紫外和可見光區(qū)，是紫外-可見吸收光譜的主要躍遷類型.四種主要躍遷類型所需能量 DE大小順序?yàn)椋簄 p*p p* n s* a cb中有兩個(gè)共軛雙鍵，存在 K吸收帶，a中有兩個(gè)雙鍵，而c中只有一個(gè)雙鍵首先光源不同， 紫外用氫燈或氘燈， 而可見用鎢燈， 因?yàn)槎甙l(fā)出的光的波長(zhǎng)范 圍不同從單色器來說， 如果用棱鏡做單色器， 那么紫外必須使用石英棱鏡， 可見那么石英棱 鏡或玻璃棱鏡均可使用， 而光柵那么二者均可使用， 這主要是由于玻璃能吸收紫外 光的

13、緣故從吸收池來看，紫外只能使用石英吸收池，而可見那么玻璃、石英均可使用，原因 同上。從檢測(cè)器來看，可見區(qū)一般使用氧化銫光電管，它適用的波長(zhǎng)范圍為 625-1000nm,紫外用銻銫光電管，其波長(zhǎng)范圍為 200-625nm.紅外吸收光譜分析4、紅外吸收光譜產(chǎn)生條件是否所有的分子振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收光譜為什么 習(xí)題 15、 掌握根本概念：何謂基團(tuán)頻率它有什么重要性及用途習(xí)題3何謂指紋區(qū)它有什么特點(diǎn)和用途習(xí)題 66、熟記主要基團(tuán)的基團(tuán)頻率，能指出給定圖譜的主要譜峰的來源。 表 10-3， 圖 10-9，圖 10-10解:條件 :激發(fā)能與分子的振動(dòng)能級(jí)差相匹配 ,同時(shí)有偶極矩的變化 . 并非所有的分子振動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生紅外吸收光譜,具有紅外吸收活性 ,