儀器分析復(fù)習(xí)資料

1、儀器分析方法分類：1、光分析法凡是以電磁輻射為測量信號的分析方法均為光分析法。可分為光譜法和非光譜法。光譜法則是以光的吸收、發(fā)射和拉曼散射等作用而建立的光譜方法。這類方法比較多，是主要的光分析方法。非光譜法是指那些不以光的波長為特征的信號，僅通過測量電磁幅射的某些基本性質(zhì)（反射，折射，干涉，衍射，偏振等）。 光分析法的分類：原子發(fā)射光譜，原子吸收光譜，紫外可見光譜，紅外光譜，核磁譜，分子熒光光譜，原子熒光光譜2、電化學(xué)分析法是根據(jù)物質(zhì)在溶液中的電化學(xué)性質(zhì)建立的一類分析方法。以電訊號作為計量關(guān)系的一類方法, 主要有四大類:電位法、電導(dǎo)法、電解法、極譜法及伏安法。3.色譜法：色譜法是以物質(zhì)在兩相(

2、流動相和固定相)中分配比的差異而進(jìn)行分離和分析的方法。主要有:氣相色譜法和液相色譜法。4. 其它儀器分析方法質(zhì)譜：根據(jù)物質(zhì)帶電粒子的質(zhì)荷比在電磁場作用下進(jìn)行定性、定量和結(jié)構(gòu)分析的方法。熱分析：依據(jù)物質(zhì)的質(zhì)量、體積、熱導(dǎo)、反應(yīng)熱等性質(zhì)與溫度之間的動態(tài)關(guān)系來進(jìn)行分析的方法是熱差分析法。放射分析：依據(jù)物質(zhì)的放射性輻射來進(jìn)行分析的方法同位素稀釋法，中子活化分析法。儀器分析的應(yīng)用領(lǐng)域社會：化學(xué)：生命科學(xué)：環(huán)境科學(xué)：材料科學(xué)：藥物：外層空間探索：標(biāo)準(zhǔn)曲線是被測物質(zhì)的濃度或含量與儀器響應(yīng)信號的關(guān)系曲線。線性范圍標(biāo)準(zhǔn)曲線的直線部分所對應(yīng)的被測物質(zhì)濃度（或含量）的范圍。精密度是指使用同一方法，對同一試樣進(jìn)行多次

3、平行測定所得測定結(jié)果的一致程度。精密度常用測定結(jié)果得標(biāo)準(zhǔn)偏差 s 或相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（sr）量度。準(zhǔn)確度試樣含量的測定值與試樣含量的真實值(或標(biāo)準(zhǔn)值)相符合的程度稱為準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度常用相對誤差量度。檢出限某一方法在給定的置信水平上可以檢出被測物質(zhì)的最小質(zhì)量，稱為這種方法對該物質(zhì)的檢出限，以濃度表示的稱為相對檢出限，以質(zhì)量表示的稱為絕對檢出限。方法的靈敏度越高，精密度越好，檢出限就越低。檢出限是方法靈敏度和精密度的綜合指標(biāo)，它是評價儀器性能及分析方法的主要技術(shù)指標(biāo)。光學(xué)分析方法： 利用光電轉(zhuǎn)換或其它電子器件測定“輻射與物質(zhì)相互作用”之后的輻射強度等光學(xué)特性，進(jìn)行物質(zhì)的定性和定量分析的方法。 光分析法

4、在研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)表征、表面分析等方面具有其他方法不可取代的地位；電磁輻射的基本性質(zhì)： 電磁輻射（電磁波）：以接近光速（真空中為光速）傳播的能量；以巨大速度通過空間，不需要以任何物質(zhì)作為傳播媒介的一種能量。電磁輻射具有波動性和粒子性；光的波動性：電磁輻射為正弦波(波長、頻率、速度、振幅)。與其它波如聲波不同，電磁波不需傳播介質(zhì)，可在真空中傳輸。 頻率為空間某點的電場每秒鐘達(dá)到正極大值的次數(shù) 周期兩個相鄰矢量極大(或極小)通過空間某固定點所需的時間間隔叫做輻射的周期 光的粒子性：當(dāng)物質(zhì)發(fā)射電磁輻射或者電磁輻射被物質(zhì)吸收時,就會發(fā)生能量躍遷。此時,電磁輻射不僅具有波的特征,而且具有粒子性,最著名

5、的例子是光電效應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)。 1)光電效應(yīng)2)能態(tài) 量子理論 物質(zhì)粒子總是處于特定的不連續(xù)的能量狀態(tài)，即能量是量子化的；處于不同能量狀態(tài)粒子之間發(fā)生能量躍遷時的能量差 DE 可用 hn 表示。兩個重要推論：物質(zhì)粒子存在不連續(xù)的能態(tài)，各能態(tài)具有特定的能量。當(dāng)粒子的狀態(tài)發(fā)生變化時，該粒子將吸收或發(fā)射完全等于兩個能級之間的能量差;反之亦是成立的,即 DE =E1-E0=hn輻射能的特性1)吸收 物質(zhì)選擇性吸收特定頻率的輻射能并從低能級躍遷到高能級；2)發(fā)射 將吸收的能量以光的形式釋放出；3)散射 丁鐸爾散射、瑞利散射、拉曼散射；4)折射 折射是光在兩種介質(zhì)中的傳播速度不同；5)反射6)干涉 干涉現(xiàn)象

6、；7)衍射 光繞過物體而彎曲地向他后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象；8)偏振只在一個固定方向有振動的光稱為平面偏振光。丁達(dá)爾散射：大分子（如膠體粒子和聚合物分子）尺寸與光的波長相近時所產(chǎn)生的散射現(xiàn)象，此時散射光極強（與2成反比），可以肉眼觀察到。 瑞利散射：（彈性碰撞。方向改變，但不變） 當(dāng)分子或分子集合體的尺寸遠(yuǎn)小于光的波長時所發(fā)生的散射現(xiàn)象。散射光強與光的波長的、散射粒子的大小和極化率成反比。 拉曼散射：（非彈性碰撞，方向及波長均改變） 光照導(dǎo)致的分子內(nèi)振動能級躍遷而產(chǎn)生的分子極化過程。分子極化率越大， Raman 散射越強。 電磁波譜的排列從上到下隨波長的逐漸增大，頻率和光量子的能量逐漸減小。(量變質(zhì)變)

7、 朗伯-比爾定律 透光度T=It/I0吸光度A= -lgT光吸收的基本定律朗伯定律：光吸收與溶液層厚度成正比比爾定律：光吸收與溶液濃度成正比摩爾吸光系數(shù)(e)的討論1）吸收物質(zhì)在一定波長和溶劑條件下的特征常數(shù)，可作為定性鑒定的參數(shù)；2）不隨濃度c和光程長度b的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時,僅與吸收物質(zhì)本身的性質(zhì)有關(guān)，與待測物濃度無關(guān)；3）同一吸光物質(zhì)在不同波長下的值是不同的。在最大吸收波長max處的摩爾吸光系數(shù)，常以max表示。max表明了該吸收物質(zhì)最大限度的吸光能力，也反映了光度法測定該物質(zhì)可能達(dá)到的最大靈敏度。 4）max越大表明該物質(zhì)的吸光能力越強，用光度法測定該物質(zhì)的靈敏度越高

8、。>105：超高靈敏；=(610）×104 ：高靈敏；<2×104 ：不靈敏。5）在數(shù)值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。Lambert-Beer law的適用條件1) 單色光: 應(yīng)選用lmax處或肩峰處測定2) 吸光質(zhì)點形式不變：離解、絡(luò)合、締合會破壞線性關(guān)系， 應(yīng)控制條件(酸度、濃度、介質(zhì)等)3) 稀溶液： 濃度增大，分子之間作用增強光分析法的分類 (一)光譜法基于物質(zhì)與輻射能作用時，分子發(fā)生能級躍遷而產(chǎn)生的發(fā)射、吸收或散射的波長或強度進(jìn)行分析的方法；產(chǎn)生光譜的物質(zhì)類型不同: 原子光譜、分子光譜、固體光譜光譜的性質(zhì)和形狀

9、：線光譜、帶光譜、連續(xù)光譜產(chǎn)生光譜的物質(zhì)類型不同：發(fā)射光譜、吸收光譜、散射光譜原子光譜（線性光譜）：最常見的三種基于原子外層電子躍遷的原子吸收光譜原子發(fā)射光譜、原子熒光光譜；基于原子內(nèi)層電子躍遷的 X射線熒光光譜基于原子核與射線作用的穆斯堡譜；分子光譜（帶狀光譜）：紫外光譜法（UV）；紅外光譜法（IR）；分子熒光光譜法（MFS）； 分子磷光光譜法；核磁共振與順磁共振波譜；連續(xù)光譜： 固體被加熱到熾熱狀態(tài)時，無數(shù)原子和分子的運動或振動所產(chǎn)生的熱輻射，也稱黑體輻射。通常產(chǎn)生背景干擾。溫度越高，輻射越強，而且短波長的輻射強度增加得最快！ 另一方面，熾熱的固體所產(chǎn)生的連續(xù)輻射是紅外、可見及較長波長的重

10、要輻射源（光源）。（二）非光譜法：不涉及能級躍遷，物質(zhì)與輻射作用時，僅改變傳播方向等物理性質(zhì)；偏振法、干涉法、旋光法等； 光譜儀器通常包括五個基本單元：光源；單色器；樣品；檢測器；顯示與數(shù)據(jù)處理棱鏡的色散作用是基于構(gòu)成棱鏡的光學(xué)材料對不同波長的光具有不同的折射率。波長長的光折射率小；波長短的光，折射率大。平行光經(jīng)過棱鏡后按波長順序排列成為單色光；經(jīng)聚焦后在焦面上的不同位置上成像，獲得按波長展開的光譜； 棱鏡的分辨能力取決于棱鏡的幾何尺寸和材料；棱鏡的光學(xué)特性可用色散率和分辨率來表征；棱鏡的特性與參數(shù)光柵（透射光柵，反射光柵）光柵光譜的產(chǎn)生是多狹縫干涉與單狹縫衍射共同作用的結(jié)果，前者決定光譜出現(xiàn)

11、的位置，后者決定譜線強度分布；光柵的特性可用色散率和分辨率來表征當(dāng) 角色散率只與色散元件的性能有關(guān)；線色散率還與儀器的焦距有關(guān)。狹縫寬度的選擇原則: 在原子發(fā)射光譜分析中，定性分析：選擇較窄的狹縫寬度提高相鄰譜線的分辨率，減少其它譜線的干擾，提高選擇性； 定量分析：選擇較寬的狹縫寬度增加照亮狹縫的亮度，使光強增加,提高分析的靈敏度； 應(yīng)根據(jù)樣品性質(zhì)和分析要求確定狹縫寬度。并通過條件優(yōu)化確定最佳狹縫寬度。 與發(fā)射光譜分析相比，原子吸收光譜因譜線數(shù)少，可采用較寬的狹縫。但當(dāng)背景大時，可適當(dāng)減小縫寬。 狹縫兩邊的邊緣應(yīng)銳利且位于同一平面上；檢測器：光電轉(zhuǎn)換器是將光輻射轉(zhuǎn)化為可以測量的電信號的器件。

12、理想的光電轉(zhuǎn)換器要求： 靈敏度高； S/N 大； 暗電流??； 響應(yīng)快且在寬的波段內(nèi)響應(yīng)恒定。噪聲的來源 化學(xué)噪聲：分析體系中難以控制的一些化學(xué)因素。 儀器的光 ( 電 ) 源、輸入 ( 出 ) 轉(zhuǎn)換器、信號處理單元等都是儀器噪聲的來源。所用儀器的每個部分都可產(chǎn)生不同類別的噪聲。通常將儀器噪聲分為 熱噪聲、散粒噪聲、閃變噪聲、環(huán)境噪聲光檢測器 硒光電池：優(yōu)點：光電流直接正比于輻射能； 使用方便、便于攜帶（耐用、成本低）； 缺點：電阻小，電流不易放大；響應(yīng)較慢。 只在高強度輻射區(qū)較靈敏；長時間使用后，有“疲勞”現(xiàn)象。 真空光電管：優(yōu)點：阻抗大，電流易放大；響應(yīng)快；應(yīng)用廣。缺點：有微小暗電流。 光電

13、倍增管：優(yōu)點：高靈敏度；響應(yīng)快；適于弱光測定，甚至對單一光子均可響應(yīng)。 缺點：熱發(fā)射強，因此暗電流大，需冷卻（ -30oC ）。不得置于強光下，否則可永久損壞 PMT ！ 原子發(fā)射光譜分析法：元素在受到熱或電激發(fā)時，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，返回到基態(tài)時，發(fā)射出特征光譜，依據(jù)特征光譜進(jìn)行定性、定量的分析方法。原子發(fā)射光譜分析法的分類:根據(jù)儀器設(shè)備和檢測手段不同：攝譜分析法、光電直讀法、火焰光度法、原子熒光分析法原子發(fā)射光譜分析的過程，一般有光譜的獲得和光譜的分析兩大過程。具體可分為：試樣的處理、樣品的激發(fā)、光譜的獲得和記錄、光譜的檢測原子發(fā)射光譜分析法的特點:(1)可多元素同時檢測(2)分析速度快(

14、3)選擇性高 (4)檢出限較低 (5)準(zhǔn)確度較高 (6)所需試樣量少；(7) ICP-AES性能優(yōu)越 缺點:(1) 無法檢測非金屬元素： (2) 只能確定物質(zhì)的元素組成與含量，不能給出物質(zhì)分子及其結(jié)構(gòu)的信息。(3) 在經(jīng)典分析中，影響譜線強度的因素較多，尤 其是試樣組分的影響較為顯著，所以對標(biāo)準(zhǔn)參比的組分要求較高。 (4)含量（濃度）較大時，準(zhǔn)確度較差。 原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生在正常狀態(tài)下，元素處于基態(tài)，元素在受到熱（火焰）或電（電火花）激發(fā)時，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，返回到基態(tài)時，發(fā)射出特征光譜（線狀光譜）；激發(fā)電位：由低能態(tài)-高能態(tài)所需要的能量，以 eV 表示。每條譜線對應(yīng)一激發(fā)電位。 原子線：原

15、子外層電子的躍遷所發(fā)射的譜線，以 I 表示 , 如 Na(I) 共振線：由激發(fā)態(tài)到基態(tài) 躍遷所產(chǎn)生的譜線，激發(fā)電位最小最易激發(fā)譜線最強。 電離電位和離子線：原子受激后得到足夠能量而失去電子電離；所需的能量稱為電離電位；離子的外層電子躍遷離子線。以 II，III，IV 等表示。 等離子體：以氣態(tài)形式存在的包含分子、離子、電子等粒子的整體電中性集合體。等離子體內(nèi)溫度和原子濃度的分布不均勻，中間的溫度、激發(fā)態(tài)原子濃度高，邊緣反之。自吸：中心發(fā)射的輻射被邊緣的同種基態(tài)原子吸收，使輻射強度降低的現(xiàn)象。元素濃度低時，不出現(xiàn)自吸。隨濃度增加，自吸越嚴(yán)重，當(dāng)達(dá)到一定值時，譜線中心完全吸收，如同出現(xiàn)兩條線，這種

16、現(xiàn)象稱為自蝕。發(fā)射光譜按接受光譜方式分：看譜法、攝譜法、光電法；按儀器分光系統(tǒng)分：棱鏡攝譜儀、光柵攝譜儀；性能指標(biāo)：色散率、分辨率、集光能力。發(fā)射光譜的產(chǎn)生電弧點燃后，熱電子流高速通過分析間隔沖擊陽極，產(chǎn)生高熱，試樣蒸發(fā)并原子化，電子與原子碰撞電離出正離子沖向陰極。電子、原子、離子間的相互碰撞，使原子躍遷到激發(fā)態(tài)，返回基態(tài)時發(fā)射出該原子的光譜。弧焰溫度：40007000 K 可使約70多種元素激發(fā)；特點：絕對靈敏度高，譜線背景小，適合定性分析；缺點：弧光不穩(wěn)，再現(xiàn)性差；不適合定量分析。低壓交流電?。禾攸c：1）電弧溫度高，激發(fā)能力強；2）電極溫度稍低，蒸發(fā)能力稍低；3）電弧穩(wěn)定性好，使分析重現(xiàn)性

17、好，適用于定量分析。高壓火花的特點：1）放電瞬間能量很大，產(chǎn)生的溫度高，激發(fā)能力強，某些難激發(fā)元素可被激發(fā)，且多為離子線；2）放電間隔長，使得電極溫度低，蒸發(fā)能力稍低，適于低熔點金屬與合金的分析；3）穩(wěn)定性好，重現(xiàn)性好，適用定量分析（易熔金屬、合金以及高含量元素） ；缺點：靈敏度較差，但可做較高含量的分析；噪音較大；等離子體噴焰作為發(fā)射光譜的光源主要有以下三種形式：直流等離子體噴焰、電感耦合等離子體、微波感生等離子體采用ICP作為光源是ICP-AES與其他光譜儀的主要不同之處。主要部分：高頻發(fā)生器、等離子體炬管、試樣霧化器、光譜系統(tǒng)ICP是由高頻發(fā)生器、等離子體炬管和霧化器等三部分組成。 原理

18、：當(dāng)高頻發(fā)生器接通電源后，高頻電流I通過感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變磁場(綠色)。特點：溫度高，惰性氣氛，原子化條件好，有利于難熔化合物的分解和元素激發(fā)，有很高的靈敏度和穩(wěn)定性；“趨膚效應(yīng)”，渦電流在外表面處密度大，使表面溫度高，軸心溫度低，中心通道進(jìn)樣對等離子的穩(wěn)定性影響小。也有效消除自吸現(xiàn)象，線性范圍寬（45個數(shù)量級）；ICP中電子密度大，堿金屬電離造成的影響?。篈r氣體產(chǎn)生的背景干擾??；無電極放電，無電極污染；缺點：對非金屬測定的靈敏度低，儀器昂貴，操作費用高。等離子體發(fā)射光譜儀1. 光電直讀等離子體發(fā)射光譜儀光電直讀是利用光電法直接獲得光譜線的強度；兩種類型：多道固定狹縫式和單道掃描式；特點 (1

19、) 多達(dá)70個通道可選擇設(shè)置，同時進(jìn)行多元素分析，這是其他金屬分析方法所不具備的；(2) 分析速度快，準(zhǔn)確度高；(3) 線性范圍寬(4) 適用于難激發(fā)或易氧化的元素缺點：(1) 出射狹縫固定，各通道檢測的元素譜線一定；(2) 霧化效率較低，設(shè)備貴。2. 全譜直讀等離子體光譜儀采用CID陣列檢測器，可同時檢測165800nm波長范圍內(nèi)出現(xiàn)的全部譜線；中階梯光柵分光系統(tǒng)，儀器結(jié)構(gòu)緊湊，體積大大縮??；兼具多道型和掃描型特點；儀器特點:(1) 測定每個元素可同時選用多條譜線；(2) 可在一分鐘內(nèi)完成70個元素的定量測定；(3) 可在一分鐘內(nèi)完成對未知樣品中多達(dá)70多元素的定性；(4) 1mL的樣品可檢

20、測所有可分析元素；(5) 扣除基體光譜干擾；(6) 全自動操作；(7) 分析精度：CV 0.5%。光譜定性分析 定性依據(jù)：元素不同電子結(jié)構(gòu)不同光譜不同特征光譜分析線：復(fù)雜元素的譜線可能多至數(shù)千條，只選擇其中幾條特征譜線檢驗，稱其為分析線；最后線：或稱持久線。當(dāng)待測物含量逐漸減小時，譜線數(shù)目亦相應(yīng)減少，當(dāng) c 接近 0 時所觀察到的譜線，是理論上的靈敏線或第一共振線。靈敏線：最易激發(fā)的能級所產(chǎn)生的譜線，每種元素都有一條或幾條譜線最強的線，即靈敏線。最后線也是最靈敏線；共振線：由第一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)所產(chǎn)生的譜線；通常也是最靈敏線、最后線；定性分析的方法純樣光譜比較法和鐵光譜比較法。 純樣光譜比較法（

21、標(biāo)準(zhǔn)試樣比較法）將欲檢出元素的物質(zhì)或純化合物與未知試樣在相同條件下并列攝譜于同一塊感光板上（此時不用鐵譜）。顯影、定影后在映譜儀上對照檢查兩列光譜，以確定未知樣中某元素是否存在。此法多應(yīng)用于不經(jīng)常遇到的元素分析。(2)鐵光譜比較法（標(biāo)準(zhǔn)光譜比較法）：最常用的方法，以鐵譜作為標(biāo)準(zhǔn)(波長標(biāo)尺)；標(biāo)準(zhǔn)譜圖：將其他元素的分析線標(biāo)記在鐵譜上，鐵譜起到標(biāo)尺的作用。譜線檢查：將試樣與純鐵在完全相同條件下攝譜，將兩譜片在映譜器(放大器)上對齊、放大20倍，檢查待測元素的分析線是否存在，并與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對比確定?？赏瑫r進(jìn)行多元素測定。注意：一般有兩條以上靈敏線出現(xiàn)，可確認(rèn)該元素存在；防止過度檢出或漏檢定性分析實驗操

22、作技術(shù)(1) 試樣處理 a. 金屬或合金可以試樣本身作為電極，當(dāng)試樣量很少時，將試樣粉碎后放在電極的試樣槽內(nèi)；b. 固體試樣研磨成均勻的粉末后放在電極的試樣槽內(nèi)； c. 糊狀試樣先蒸干，殘渣研磨成均勻的粉末后放在電極的試樣槽內(nèi)。液體試樣可采用ICP-AES直接進(jìn)行分析。(2) 實驗條件選擇a. 光譜儀 在定性分析中通常選擇靈敏度高的直流電??；狹縫寬度57mm；分析稀土元素時，由于其譜線復(fù)雜，要選擇色散率較高的大型攝譜儀。b. 電極 電極材料：采用光譜純的碳或石墨，特殊情況采用銅電極；電極尺寸：直徑約6mm，長34 mm；試樣槽尺寸：直徑約34 mm。 深36 mm；試樣量：10 20mg ；放

23、電時，碳+氮產(chǎn)生氰 (CN)，氰分子在358.4421.6 nm產(chǎn)生帶狀光譜，干擾其他元素出現(xiàn)在該區(qū)域的光譜線，需要該區(qū)域時，可采用銅電極，但靈敏度低。（3）攝譜過程 攝譜順序：碳電極(空白)、鐵譜、試樣；分段暴光法：先在小電流(5A)激發(fā)光源攝取易揮發(fā)元素光譜調(diào)節(jié)光闌，改變暴光位置后，加大電流(10A)，再次暴光攝取難揮發(fā)元素光譜；光譜半定量分析與目視比色法相似；測量試樣中元素的大致濃度范圍；若分析任務(wù)對準(zhǔn)確度要求不高時，多采用光譜半定量分析。應(yīng)用：用于鋼材、合金等的分類、礦石品位分級等大批量試樣的快速測定。譜線強度（黑度）比較法：配制一個基體與試樣組成近似的被測元素的標(biāo)準(zhǔn)系列，在相同條件下

24、，在同一感光板上標(biāo)準(zhǔn)系列與試樣并列攝譜。然后在映譜儀上用目視法直接比較試樣與標(biāo)準(zhǔn)系列中被測元素分析線的黑度。若黑度相同或黑度界于某二個標(biāo)準(zhǔn)樣之間，則可做出試樣中被測元素的含量與標(biāo)準(zhǔn)樣品中某一元素含量近似相等或界于二個標(biāo)準(zhǔn)含量之間的判斷。該法的準(zhǔn)確度取決于被測試樣與標(biāo)準(zhǔn)樣品組成的相似程度及標(biāo)準(zhǔn)樣品中欲測元素含量間隔的大小。 顯線法元素含量低時，僅出現(xiàn)少數(shù)靈敏線、隨著元素含量增加，一些次靈敏線與較弱的譜線相繼出現(xiàn)，于是可以編成一張譜線出現(xiàn)與含量的關(guān)系表，以后就根據(jù)某一譜線是否出現(xiàn)來估計試樣中該元素的大致含量。該法的優(yōu)點是簡便快速，其準(zhǔn)確程度受試樣組成與分析條件的影響較大。光譜定量分析(1) 發(fā)射光

25、譜定量分析的基本關(guān)系式在條件一定時，譜線強度I 與待測元素含量c關(guān)系為： I = a ca為常數(shù)(與蒸發(fā)、激發(fā)過程等有關(guān))，考慮到發(fā)射光譜中存在著自吸現(xiàn)象，需要引入自吸常數(shù) b ，則：I=acb或者logI = blogc + loga 發(fā)射光譜定量分析的基本關(guān)系式，稱為塞伯-羅馬金公式（經(jīng)驗式）。自吸常數(shù) b 隨濃度c增加而減小，當(dāng)濃度很小，自吸消失時，b=1。直接利用賽伯-羅馬金公式進(jìn)行光譜定量分析叫做絕對強度法 (2) 內(nèi)標(biāo)法基本關(guān)系式影響譜線強度因素較多，直接測定譜線絕對強度計算難以獲得準(zhǔn)確結(jié)果，實際工作多采用內(nèi)標(biāo)法（相對強度法）。內(nèi)標(biāo)元素與分析線對的選擇：a. 若內(nèi)標(biāo)元素是外加的，則

26、該元素在分析試樣中應(yīng)該不存在，或含量極微可忽略不計，以免破壞內(nèi)標(biāo)元素量的一致性。     b. 被測元素和內(nèi)標(biāo)元素及它們所處的化合物必須有相近的蒸發(fā)性能，以避免“分餾”現(xiàn)象發(fā)生。     c. 分析線和內(nèi)標(biāo)線的激發(fā)電位和電離電位應(yīng)盡量接近（激發(fā)電位和電離電位相等或很接近的譜線稱為“均稱線對”）；分析線對應(yīng)該都是原子線或都是離子線，一條原子線而另一條為離子線是不合適的。     d. 分析線和內(nèi)標(biāo)線的波長要靠近，以防止感光板反襯度的變化和背景不同引起的分析誤差。分析線對的強度要合適。   

27、;  e. 內(nèi)標(biāo)線和分析線應(yīng)是無自吸或自吸很小的譜線，并且不受其他元素的譜線干擾。定量分析方法a. 標(biāo)準(zhǔn)曲線法(校正曲線法 )當(dāng)以感光板為檢測器時（攝譜法）： DS = S-S0 =g lgR = g blgc + g lgA在完全相同的條件下，將標(biāo)準(zhǔn)樣品與試樣在同一感光板上攝譜，由標(biāo)準(zhǔn)試樣分析線對的黑度差(DS )對lgc作標(biāo)準(zhǔn)曲線(三個點以上，每個點取三次平均值)，再由試樣分析線對的黑度差,在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得未知試樣lgc 。該法即三標(biāo)準(zhǔn)試樣法。當(dāng)以光電管為檢測器時（光電直讀法）： lgU = lgU-lgU0 = blgc + lgA 即以lgU 對 lgc 作圖，也可制作標(biāo)準(zhǔn)曲

28、線，并求得濃度值。標(biāo)準(zhǔn)曲線法是光譜定量分析的基本方法，應(yīng)用廣泛，特別適用于成批樣品的分析。 b.標(biāo)準(zhǔn)加入法（增量法）無合適內(nèi)標(biāo)物時，采用該法。用于測定微量元素 標(biāo)準(zhǔn)加入法可用來檢查基體純度、估計系統(tǒng)誤差、提高測定靈敏度等。干擾來源及其消除方法1.背景干擾由連續(xù)光譜或分子帶光譜等所產(chǎn)生的譜線強度（或黑度）疊加于線狀光譜上所引起的干擾。也是噪音干擾的一種。光譜背景是指在線狀光譜上，疊加著由于某些原因產(chǎn)生的連續(xù)光譜。背景來源：a）分子輻射。 b）連續(xù)輻射c）譜線擴散d）軔致輻射e）復(fù)合輻射f）雜散光背景的扣除：攝譜法（感光板為檢測器） 、光電直讀光譜法 、基體干擾 基體：樣品中除待測物以外的其它組份

29、稱為基體，基體對測定的干擾是非常復(fù)雜的。光譜添加劑分為光譜載體和光譜緩沖劑。 1）光譜載體 光譜載體多是一些化合物和碳粉。1、其作用包括控制蒸發(fā)行為： 2控制電弧溫度：3增加停留時間： 2）光譜緩沖劑 大量輔助物質(zhì)的加入，可補償由于試樣組成變化對測定的影響，減少標(biāo)樣與試樣間的基體差異。原子熒光分析法原子在輻射激發(fā)下發(fā)射的熒光強度來定量分析的方法；屬發(fā)射光譜但所用儀器與原子吸收儀器相近；特點 檢出限低、靈敏度高、譜線簡單、干擾小、線性范圍寬（可達(dá)35個數(shù)量級）、易實現(xiàn)多元素同時測定（產(chǎn)生的熒光向各個方向發(fā)射）缺點：熒光淬滅效應(yīng)、復(fù)雜基體效應(yīng)等可使測定靈敏度降低；散射光干擾；可測量的元素不多，應(yīng)用

30、不廣泛 原子熒光光譜的產(chǎn)生過程過程：當(dāng)氣態(tài)原子受到強特征輻射時，由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，約在10-8s后，再由激發(fā)態(tài)躍遷回到基態(tài)，輻射出與吸收光波長相同或不同的輻射即為原子熒光； 特點：（1）屬光致發(fā)光；二次發(fā)光（2）激發(fā)光源停止后，熒光立即消失（3）發(fā)射的熒光強度與照射的光強有關(guān)（4）不同元素的熒光波長不同（5）濃度很低時，強度與蒸氣中該元素的密度成正比，定量依據(jù)(適用于微量或痕量分析)；原子熒光的產(chǎn)生類型共振熒光、非共振熒光與敏化熒光熒光猝滅： 受激發(fā)原子與其他原子碰撞，能量以熱或其他非熒光發(fā)射方式給出，產(chǎn)生非熒光去激發(fā)過程，使熒光減弱或完全不發(fā)生的現(xiàn)象。熒光猝滅程度與原子化氣氛有關(guān)，氬氣氣氛

31、中熒光猝滅程度最小。如何恒量熒光猝滅程度？熒光量子效率： F = F f / F a F f 發(fā)射熒光的光量子數(shù)；F a吸收的光量子數(shù)之比；熒光量子效率1待測原子濃度與熒光的強度當(dāng)光源強度穩(wěn)定、輻射光平行、自吸可忽略 ，發(fā)射熒光的強度 If 正比于基態(tài)原子對特定頻率吸收光的吸收強度 Ia ；If = F Ia在理想情況下： I0 原子化火焰單位面積接受到的光源強度；A為受光照射在檢測器中觀察到的有效面積；K0為峰值吸收系數(shù)；l 為吸收光程；N為單位體積內(nèi)的基態(tài)原子數(shù)；這就是原子熒光定量原理。原子熒光光度計儀器組成(1) 光源 (2) 原子化器 (3) 分光系統(tǒng) (4) 檢測器儀器類型 單通道、

32、多通道、色散型、非色散型 原子發(fā)射光譜分析在鑒定金屬元素方面（定性分析）具有較大的優(yōu)越性，不需分離、多元素同時測定、靈敏、快捷，可鑒定周期表中約70多種元素，長期在鋼鐵工業(yè)（爐前快速分析）、地礦等方面發(fā)揮重要作用；在定量分析方面，原子吸收分析有著優(yōu)越性； AAS與AES之比較：相似之處產(chǎn)生光譜的對象都是原子； 不同之處AAS是基于“基態(tài)原子”選擇性吸收光輻射能(h )，并使該光輻射強度降低而產(chǎn)生的光譜(共振吸收線)；AES是基態(tài)原子受到熱、電或光能的作用，原子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，然后再返回到基態(tài)時所產(chǎn)生的光譜(共振發(fā)射線和非共振發(fā)射線)。優(yōu)點：(1) 靈敏度高：絕對靈敏度可達(dá)10-15一10-

33、13g。(2) 選擇性好：干擾較少，易于消除。(3) 精密度和準(zhǔn)確度高：(4) 測定元素多：元素周期表中能夠用原子吸收法測定的元素多達(dá)70多種。(5) 需樣量少、分析速度快 一次測定，只需幾微升到幾毫升樣品，幾秒鐘便可測定一個樣品。缺點：對多數(shù)非金屬元素還不能直接測定。原子吸收光譜的產(chǎn)生光輻射氣態(tài)原子價電子光輻射減弱 (基態(tài) 激發(fā)態(tài))原子吸收光譜測量輻射被吸收程度的光譜基態(tài)原子數(shù)與待測元素含量的關(guān)系 待測元素在進(jìn)行原子化時，其中必有一部分原子吸收了較多的能量而處于激發(fā)態(tài)，據(jù)熱力學(xué)原理，當(dāng)在一定溫度下處于熱力學(xué)平衡時，激發(fā)態(tài)原子數(shù)Nq與基態(tài)原子數(shù)N0之比服從 Boltzmann 分配定律：可見，

34、 Nq/N0 的大小主要與“波長” 及“溫度”有關(guān)。即a ）當(dāng)溫度保持不變時：激發(fā)能越小或波長越長， Nq/N0 則越大，即波長長的原子處于激發(fā)態(tài)的數(shù)目多；但在 AAS 中，波長不超過 600nm 。換句話說，激發(fā)能對 Nq/N0 的影響有限！ b ）溫度增加，則 Nq/N0 大，即處于激發(fā)態(tài)的原子數(shù)增加譜線變寬因素(1) 自然變寬 無外界因素影響時譜線具有的寬度。其大小為 ：K為激發(fā)態(tài)壽命， 10-7-10-8s K越大，寬度越小，一般約為10-4nm(2) 多普勒變寬（熱變寬）原子在空間作不規(guī)則的熱運動所引起的譜線變寬。(3) 壓力變寬（碰撞變寬）吸收原子與外界氣體分子之間的相互作用引起的

35、變寬洛倫茲變寬待測原子和其它粒子碰撞而產(chǎn)生的變寬赫爾茲馬克變寬待測原子之間相互碰撞而產(chǎn)生的變寬原子吸收線的測量 1）積分吸收法圍繞著中心頻率v0，在它的半寬范圍內(nèi)，吸收系數(shù)的積分面積。即：實際中積分吸收不能測量原因：光源通帶寬0.2nm 吸收窄吸收10-3nm導(dǎo)致：待測原子吸收線引起的吸收值，僅相當(dāng)于總?cè)肷涔鈴姸鹊?.5%亦即：入射光強度與透射光強度相差很小。2）極大（峰）值吸收法以半寬比吸收線的半寬還要小得多的銳線光源來代替產(chǎn)生連續(xù)光譜的激發(fā)光源，測量譜線的峰值吸收。原子吸收光譜的儀器裝置銳線光源 原子化器 分光系統(tǒng) 檢測系統(tǒng)（1）光源 （空心陰極燈、無極放電燈、蒸氣放電燈）空心陰極燈結(jié)構(gòu)及

36、工作原理陰極空心圓柱體： 直接用某元素制成內(nèi)壁襯有某元素或其合金制成陽極鎢棒 末端焊有鈦絲或鉭片管內(nèi)充低壓惰性氣體氖氣、氬氣工作原理：向兩極加電壓 （300-500V） 陰極 e 陽極 使惰性氣體原子獲得足夠動能電離，氣體正離子碰撞陰極內(nèi)壁，金屬原子“濺射”激發(fā)，激發(fā)態(tài)原子躍遷到基態(tài)輻射能量，產(chǎn)生銳線光譜源。使用要求：不超過最大工作電流使用電流選擇最大工作電流 ½過高：譜線變寬、靈敏度過低：光強穩(wěn)定性靈敏度種類：單元素?zé)?、雙元素?zé)?、多元素?zé)簦?）原子化器作用：把試樣中的待測元素轉(zhuǎn)化為基態(tài)原子要求：原子化效率高、不受濃度影響、穩(wěn)定性好、重現(xiàn)性好分類：火焰原子化器石墨爐原子化器 （電熱原

37、子化器）低溫原子化技術(shù) 火焰原子化器（預(yù)混合型、全消耗型）組成：霧化器、預(yù)混合室、燃燒器、供氣系統(tǒng)層流火焰：第一燃燒區(qū)預(yù)熱區(qū)第二燃燒區(qū)中間薄層區(qū)中間薄層區(qū)溫度最高，是原子吸收的主要觀測區(qū)?；鹧嬖踊鳎A(yù)混合）優(yōu)點：重現(xiàn)性好、操作簡便缺點：原子化效率低、不能直接分析固樣試樣霧滴在火焰中，經(jīng)蒸發(fā)，干燥，離解（還原）等過程產(chǎn)生大量基態(tài)原子?；鹧鏈囟鹊倪x擇：（a）保證待測元素充分離解為基態(tài)原子的前提下，盡量采用低溫火焰；（b）火焰溫度越高，產(chǎn)生的熱激發(fā)態(tài)原子越多；（c）火焰溫度取決于燃?xì)馀c助燃?xì)忸愋?，常用空氣乙炔最高溫?600K能測35種元素?；鹧骖愋停夯瘜W(xué)計量火焰（燃助比為1:4）：溫度高，干擾

38、少，穩(wěn)定，背景低，常用。富燃焰（燃助比大于1:3）還原性火焰，燃燒不完全，用于測定較易形成難熔氧化物的元素Mo、Cr、稀土等。貧燃焰（燃助比小于1:6）火焰溫度低，氧化性氣氛，適用于堿金屬測定。石墨爐原子化器（電熱）原理：利用電流直接加熱石墨，使其達(dá)到高溫并使貯裝的樣品在高溫下直接原子化而進(jìn)行測定。特點：樣品用量少、原子化效率高 靈敏度高于火焰法數(shù)百倍 能直接分析液體、固體樣品缺點：操作條件不易控制、穩(wěn)定性差、有記憶效應(yīng)、測量精度差、價高 低溫原子化技術(shù)：氫化物發(fā)生法和冷原子吸收法a 氫化物發(fā)生法特點：原子化溫度低 ；靈敏度高、基體干擾和化學(xué)干擾??； b 冷原子化法原理：將試樣中的汞離子用Sn

39、Cl2或鹽酸羥胺完全還原為金屬汞后，用氣流將汞蒸氣帶入具有石英窗的氣體測量管中進(jìn)行吸光度測量。特點：常溫測量；靈敏度、準(zhǔn)確度較高（3）分光系統(tǒng)主要組成：入射狹縫、反射鏡、色散元件、出射狹縫作用：將待測元素的分析線（分析線）與干擾線（鄰近線）分開，使檢測系統(tǒng)只能接受分析線單色器性能參數(shù)（1）線色散率（D）兩條譜線間的距離與波長差的比值dL/d。實際工作中常用其倒數(shù) d/dL（2）通帶寬度（W）指通過單色器出射狹縫的光束的波長寬度。當(dāng)?shù)股⒙剩―）一定時，可通過選擇狹縫寬度（S）來確定： W=D´S（3）分光系統(tǒng)主要組成：入射狹縫、反射鏡、色散元件、出射狹縫作用：將待測元素的分析線與干擾

40、線分開，使檢測系統(tǒng)（4）檢測系統(tǒng)包括：光電轉(zhuǎn)換器 光電倍增管放大器 同步解調(diào)放大器 顯示器 數(shù)字打印和顯示濃度直讀自動校準(zhǔn)和微機處理（5）測定條件選擇 狹縫寬度不引起吸光度減小的最大狹縫寬度 分析線靈敏度高、干擾少 燈電流保證輸出穩(wěn)定和適當(dāng)光強的條件下，盡量選用低的工作電流試樣用量根據(jù)實驗確定，在合適的燃燒器高度下，調(diào)節(jié)毛細(xì)管出口的壓力以改變進(jìn)樣速率，達(dá)到最大吸光度值的進(jìn)樣量原子吸收光譜法的分析方法1、定量分析方法（1）標(biāo)準(zhǔn)曲線法優(yōu)點：大批量試樣測定方便缺點：組成復(fù)雜樣品難以配制標(biāo)準(zhǔn)試液，基體效應(yīng)差別大，準(zhǔn)確度差（2）標(biāo)準(zhǔn)加入法優(yōu)點：可消除基體影響缺點：批量樣品測定手續(xù)太繁瑣2、靈敏度與檢出限

41、靈敏度：指在一定濃度時，測定值（吸光度）的增量（A）與相應(yīng)的待測元素濃度（或質(zhì)量）的增量（c或m）的比值石墨爐原子吸收法特征質(zhì)量（絕對靈敏度）：檢出限：在適當(dāng)置信度下，能檢測出的待測元素的最小濃度或最小量。用接近于空白的溶液，經(jīng)若干次（10-20次）重復(fù)測定所得吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍求得。干擾及消除方法物理干擾、化學(xué)干擾、電離干擾、光譜干擾1、物理干擾指試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)及原子化過程中，由于溶質(zhì)或溶劑的物理化學(xué)性質(zhì)改變而引起的干擾。消除：配制與待測溶液組成相似的標(biāo)準(zhǔn)溶液或者采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，使試液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的物理干擾相一致2、化學(xué)干擾指在溶液或原子化過程中待測元素與其它組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而使其原子化

42、降低或升高引起的干擾。消除：加釋放劑消除：能與干擾元素生成更穩(wěn)定、更難揮發(fā)的化合物，而釋放待測元素。 加保護(hù)劑消除：能與待測元素形成絡(luò)合物，在元素中更易原子化 3、電離干擾指待測元素在形成自由原子后進(jìn)一步失去電子，而使基態(tài)原子數(shù)減少、測定結(jié)果和靈敏度降低的現(xiàn)象。消除：加入消電離劑消除大量易電離的其它元素抑制待測元素的電離4、光譜干擾指與光譜發(fā)射和吸收有關(guān)的干擾效應(yīng)消除：非共振線干擾減小狹縫消除背景吸收干擾（分子吸收、光散射假象吸收）原子吸收光譜法的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于環(huán)保、材料、臨床、醫(yī)藥、食品、冶金、地質(zhì)、法醫(yī)、交通、能源等1、直接原子吸收分析 ：樣品前處理、 測定2、間接原子吸收分析紫外-可見吸

43、收光譜法利用紫外-可見分光光度計測量物質(zhì)對紫外-可見光的吸收程度和紫外-可見吸收光譜來確定物質(zhì)的組成、含量，推測物質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析方法。類屬：分子吸光分析法特點 靈敏度高 準(zhǔn)確度較高 方法簡便 應(yīng)用廣泛分子吸光分析法基于物質(zhì)分子對光的選擇性吸收而建立的分析方法；包括比色法和分子吸收分光光度法比色法基于比較待測溶液顏色的分子吸光分析法；分為：目視比色法：通過日光照射待測溶液，用肉眼比較溶液顏色深淺來確定待測物質(zhì)含量的方法光電比色法：利用光電比色計進(jìn)行測定的比色分析法分子吸收分光光度法采用棱鏡和光柵作為分光系統(tǒng)元件的分子吸光分析法1、可見吸收分光光度法2、紫外吸收分光光度法（1、2屬于紫外-可見吸收分

44、光光度法）3、紅外吸收分光光度法吸收曲線物質(zhì)的吸光度隨入射光波長變化的關(guān)系曲線光的吸收定律朗伯-比爾定律K越大，光吸收能力越強，則定量分析靈敏度越高物質(zhì)對光吸收的加和性:A=A1+A2+An顯色反應(yīng)應(yīng)具備的條件：選擇性好 顯色劑僅與待測組分顯色而不與其它共存組分顯色，否則須進(jìn)行分離或掩蔽后才能測定靈敏度高 物質(zhì)應(yīng)具有較大的摩爾吸光系數(shù)k，104-105數(shù)量級，保證足夠的靈敏度有色化合物組成恒定，穩(wěn)定性好 顯色劑與待測物質(zhì)的反應(yīng)要定量進(jìn)行，生成配合物的組成要恒定，符合一定化學(xué)式；要有較大的穩(wěn)定常數(shù)，保證有較好的重現(xiàn)性。 色差大影響顯色的因素：顯色劑的用量 溶液的酸度 顯色溫度顯色時間 副反應(yīng)的影

45、響溶液中共存離子的影響紫外可見吸收光譜法的基本原理根據(jù)吸收光譜可進(jìn)行定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析。用最大吸收峰或次峰所對應(yīng)的波長為入射光，測定待測物質(zhì)的吸光度，對物質(zhì)進(jìn)行定量分析。紫外-可見吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系電子躍遷的類型與紫外-可見吸收光譜有關(guān)的價電子是： 成鍵電子（單鍵軌道）成鍵電子（雙鍵或叁鍵軌道）未成鍵 n 電子（非鍵軌道）當(dāng)外層電子吸收紫外或可見輻射后，就從基態(tài)向激發(fā)態(tài)(反鍵軌道)躍遷。主要有四種躍遷所需能量大小順序為：n*n*紫外-可見吸收光譜的主要研究對象四種躍遷躍遷所需能量最大；電子只有吸收遠(yuǎn)紫外光的能量才能發(fā)生躍遷；飽和烷烴的分子吸收光譜出現(xiàn)在遠(yuǎn)紫外區(qū)；近紫外、可見光區(qū)不產(chǎn)生吸收

46、； 吸收波長<200 nm；n躍遷所需能量較大。吸收波長為150250nm，大部分在遠(yuǎn)紫外區(qū)，近紫外區(qū)仍不易觀察到；屬于中等強度吸收。含非鍵電子的飽和化合物(含N、O、S和鹵素等雜原子)均呈現(xiàn)n* 躍遷。躍遷所需能量較小 吸收波長處于遠(yuǎn)紫外區(qū)的近紫外端或近紫外區(qū)，吸收峰在200nm附近；Kmax一般在104L·mol1·cm1以上，屬于強吸收；含有雙鍵或三鍵的不飽和有機化合物都能產(chǎn)生p p*躍遷；共軛體系中的p p*躍遷，吸收峰向長波方向移動，在200-700nm的紫外-可見光區(qū)n 躍遷含雜原子的雙鍵不飽和化合物。 化合物分子中同時含電子和n電子，可產(chǎn)生 n躍遷max

47、大，但 ?。?lt;100）：丙酮max =280, =15所需能量小，吸收峰出現(xiàn)在200-400nm的紫外光區(qū)，弱吸收以上4種躍遷以n ，* 最有實際意義發(fā)色團與助色團、長移與短移、吸收帶 1. 發(fā)色團含有不飽和鍵，能夠吸收紫外、可見光，產(chǎn)生n *和 *躍遷的基團。 2. 助色團本身不吸收紫外、可見光，但與發(fā)色團相連時，可使發(fā)色團產(chǎn)生的吸收峰向長波方向移動，且吸收強度增強的雜原子基團。3. 長移當(dāng)有機物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，吸收峰向長波方向移動的現(xiàn)象。 4. 短移當(dāng)有機物分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，吸收峰向短波方向移動的現(xiàn)象。5. 吸收帶吸收峰在紫外、可見吸收光譜中的波帶位置影響紫外可見吸收光譜的因素

48、1. 共軛效應(yīng)共軛使吸收峰波長長移，吸收強度增加2. 助色效應(yīng)助色團的n電子與發(fā)色團的電子共軛，使吸收峰波長長移，吸收強度增加的現(xiàn)象。3. 超共軛效應(yīng)烷基的電子與共軛體系中的電子共軛，使吸收峰波長長移，吸收強度增加的現(xiàn)象。4. 溶劑效應(yīng)由溶劑的極性強弱引起吸收峰波長發(fā)生位移，吸收強度和形狀發(fā)生改變的現(xiàn)象。5. 空間效應(yīng)由于空間障礙，防礙兩個發(fā)色團處在同一平面，使共軛程度降低，吸收峰向短波方向移動，吸收強度降低的現(xiàn)象。 儀器的基本構(gòu)造 （ 測定波長范圍 2001000 nm ）光源、單色器、 吸收池、檢測器、顯示器1、光源 紫外光光源、可見光光源2、單色器 作用：將光源發(fā)射的連續(xù)光色散成單一波長

49、的單色光 組成：色散元件（棱鏡或光柵）+ 狹縫 + 透鏡系統(tǒng)3、吸收池 可見光區(qū)用玻璃制吸收池；紫外光區(qū)用石英制吸收池4、檢測器作用：檢測光信號，并將其轉(zhuǎn)變成電信號 要求：靈敏度高，響應(yīng)時間短，噪音低，穩(wěn)定性好常用：光電管：放大光電流，可測量弱光；藍(lán)敏（210-625nm）和紅敏（625-1000nm）光電倍增管：能將光電流放大108倍光電二極管陣列檢測器：掃描速度快，可得到三維（A, ,t）光譜圖5、顯示器 電表指示、圖表指示、數(shù)字顯示裝置等二、儀器的類型1、單光束分光光度計 優(yōu)點：簡單，價廉，適于在給定波長處測量吸光度或透光度，一般不能作全波段光譜掃描，要求光源和檢測器有高的穩(wěn)定性。缺點：

50、操作麻煩;不能進(jìn)行吸收光譜的自動掃描;光源不穩(wěn)定性影響測量精密度2、雙光束分光光度計 特點和不足：測量方便，不需要更換吸收池。補償了儀器不穩(wěn)定性的影響。實現(xiàn)了快速自動吸收光譜掃描。不能消除試液的背景成分吸收干擾3、雙波長分光光度計將不同波長的兩束單色光(1、2) 快束交替通過同一吸收池而后到達(dá)檢測器。產(chǎn)生交流信號。無需參比池?？蓽y定高濃度、多組分、渾濁試樣，準(zhǔn)確度高。雙波長儀器能否消除背景干擾？Al1 = lg I0/ I1 = l1LC + AbAl2 = lg I0/ I2 = l2LC + Ab式中 Ab 為背景吸收或干擾物質(zhì)的吸收； 若波長選擇合適， l1和 l2處 Ab相同，則DA

51、= lg I2/ I1 =（l1-l2）LC 因此測量兩波長吸光度之差，就消除了背景吸收的干擾。光電二極管陣列分光光度計紫外可見吸收光譜法的誤差1、溶液偏離朗伯比爾定律引起的誤差(標(biāo)準(zhǔn)曲線直線段）2、儀器誤差（機械系統(tǒng)誤差、光學(xué)系統(tǒng)誤差）3、操作誤差（如顯色條件和測量條件的把握）紫外可見吸收光譜法測量條件的選擇1、入射光波長的選擇2、吸光度讀數(shù)范圍的選擇3、參比溶液的選擇選擇最適宜的測量條件時，應(yīng)注意以下幾點：1、入射光波長的選擇：選擇被測物質(zhì)的最大吸收波長作為入射光波長。這樣，靈敏度較高，偏離朗伯-比耳定律的程度減小。當(dāng)有干擾物質(zhì)存在時，應(yīng)根據(jù)“吸收最大、干擾最小”的原則選擇入射光波長。2、

52、吸光度讀數(shù)范圍的選擇：透光率讀數(shù)的準(zhǔn)確度是儀器精度的主要指標(biāo)。測定結(jié)果的精度常用濃度的相對誤差c/c表示。參比的溶液選擇參比溶液是用來調(diào)節(jié)儀器工作零點的，若參比溶液選得不適當(dāng)，則對測量讀數(shù)準(zhǔn)確度的影響較大。純?nèi)軇┛瞻祝寒?dāng)試液、試劑、顯色劑均無色時，可用蒸餾水作參比液，稱純?nèi)軇┛瞻?。試劑空白：試液無色，試劑、顯色劑有色，采用不加試液的空白溶液作參比，稱試劑空白。試液空白：試劑和顯色劑均無色時，而試液中其他離子有色時，應(yīng)采用不加顯色劑的試液溶液作參比液，稱試液空白。紫外-可見吸收光譜法的應(yīng)用定性分析根據(jù)吸收光譜圖的形狀（吸收峰波長、強度、摩爾吸收系數(shù)）進(jìn)行定性分析方法： 比較光譜法文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)圖譜比較

53、法結(jié)構(gòu)分析1、根據(jù)化合物的紫外-可見吸收光譜推測化合物所含的官能團2、利用紫外-可見吸收光譜判別有機化合物的同分異構(gòu)體 3、配合物組成的確定 摩爾比法 連續(xù)變化法多組分物質(zhì)的定量分析利用吸光度加和性原理直接測定 1）吸收光譜不重疊2)吸收光譜單向重疊3）吸收光譜雙向重疊4）用雙波長測定法進(jìn)行定量分析分光光度法由于儀器自身的限制，引起分析結(jié)果相對誤差可達(dá)百分之幾普通光度法：濃度測量相對誤差較小的透射率范圍：2065%（0.70.2）即：A=0.434 時 誤差最小不適應(yīng)下列測定： 要求相對誤差低達(dá)千分之幾的高含量組分和低含量組分的測定 樣品的吸光度超出0.2 0.7范圍，幾個待測組分間的濃度差異

54、很小且必須測出這種關(guān)鍵性的差異示差分光光度法（量程擴展技術(shù)）1、單標(biāo)準(zhǔn)示差分光光度法 高濃度試液低濃度試液2、雙標(biāo)準(zhǔn)示差分光光度法一般的分光光度法是在溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡后測量吸光度，然后根據(jù)吸收定律算出待測物質(zhì)的含量。動力學(xué)分光光度法則是利用反應(yīng)速率與反應(yīng)物、產(chǎn)物或催化劑的濃度之間的定量關(guān)系，通過測量與反應(yīng)速率成比例關(guān)系的吸光度，從而計算待測物質(zhì)的濃度。根據(jù)催化劑的存在與否，動力學(xué)分光光度法可分為非催化和催化分光光度法。當(dāng)利用酶這種特殊的催化劑時，則稱為酶催化分光光度法。   由反應(yīng)速度方程式及吸收定律方程式可以推導(dǎo)出催化動力學(xué)分光光度法的基本關(guān)系為&#

55、160;：A=KCct （動力學(xué)分光光度法的基本關(guān)系式）式中K為常數(shù)，Cc為催化劑的濃度。測定Cc的方法： 固定時間法、固定濃度法、斜率法 優(yōu)點：靈敏度高，選擇性好(有時是特效的)、應(yīng)用范圍廣(快速、慢速反應(yīng)，有副反應(yīng)，高、低濃度均可)。 缺點：影響因素較多，測量條件不易控制，誤差經(jīng)常較大。質(zhì)譜分析質(zhì)譜能夠提供的信息： 相對分子質(zhì)量 分子式(樣品的元素組成) 鑒定某些官能團 分子結(jié)構(gòu)信息 人機問答，給出可能的化合物。 質(zhì)譜儀與質(zhì)譜分析原理進(jìn)樣系統(tǒng)1.氣體擴散2.直接進(jìn)樣3.氣相色譜離子源1.電子轟擊2.化學(xué)電離3.場致電離4.激光 質(zhì)量分析器1.單聚焦2.雙聚焦 3.飛行時間4.四極桿檢測器 質(zhì)譜儀需要在高真空下工作：離子源（10-3 10 -5 Pa ）質(zhì)量分析器（10 -6 Pa ）(1)大量氧會燒壞離子源的燈絲；(2)用作加速離子的幾千伏高壓會引起放電；(3)引起額外的離子分子反應(yīng)，改變裂解模型，譜圖復(fù)雜化。EI 源的特點：電離效率高,靈敏度高；應(yīng)用最廣，標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖基本都是采用EI源得到的；穩(wěn)定，操作方便，電子流強度可精密控制；結(jié)構(gòu)簡單，控溫方便；適應(yīng)范圍：揮發(fā)性化