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文檔簡介

1、關于分光光度法及色譜法現(xiàn)在學習的是第一頁,共348頁第二章 分析數(shù)據(jù)的處理和分析工作質(zhì)量保證第一節(jié) 誤差及其表示方法一、誤差的分類(系統(tǒng)誤差、隨機誤差、過失誤差)二、準確度與誤差分析結果的誤差一般用相對誤差表示分析結果的誤差一般用相對誤差表示?,F(xiàn)在學習的是第二頁,共348頁三、精密度與偏差(絕對偏差、相對偏差、平均偏差)四、精密度和準確度的關系五、平均值的標準偏差總體標準偏差樣本標準偏差相對標準偏差nssx現(xiàn)在學習的是第三頁,共348頁第二節(jié) 偶然誤差的分布特性第三節(jié) 分析數(shù)據(jù)的處理(一)有效數(shù)字及計位規(guī)則一、有效數(shù)字(二)有效數(shù)字的修約規(guī)則現(xiàn)在學習的是第四頁,共348頁第三章 紫外可見分光光

2、度法一、電磁輻射與電磁波譜c 光具有波粒二象性,即波動性和粒子性?,F(xiàn)在學習的是第五頁,共348頁光子的能量與波長的關系為:hchE能量J或eVPlanck常數(shù)6.62610-34 Js頻率,Hz光速2.998 108 m/s波長nm1eV=1.602 10-19 J現(xiàn)在學習的是第六頁,共348頁電磁波譜按能量不同可分為:無線電波 11000 m微波 10-31 m紅外 0.761000 m可見 400760 nm紫外 10400 nm近紫外200400 nm遠紫外10200 nmX射線 0.0110 nm本章重點討論現(xiàn)在學習的是第七頁,共348頁 在電子能級躍遷的同時,不可避免地伴隨分子振動和

3、轉動能級的躍遷,使得分子光譜是帶狀光譜?,F(xiàn)在學習的是第八頁,共348頁(一) 吸收曲線(吸收光譜)四、紫外可見光譜與分子結構的關系現(xiàn)在學習的是第九頁,共348頁吸收峰谷肩峰末端吸收現(xiàn)在學習的是第十頁,共348頁第二節(jié) 光的吸收定律一、郎伯-比爾(Lambert-Beer )定律1. 透光度和吸光度0IITt現(xiàn)在學習的是第十一頁,共348頁abcIIT-100abcIITA-0lglg Lambert-Beer 定律可表述為:在一定條件下,物質(zhì)的吸光度與溶液的濃度和液層厚度的乘積成正比,稱為光吸收定律,是吸收光譜定量的依據(jù)?,F(xiàn)在學習的是第十二頁,共348頁2. 吸收系數(shù) absorptivity

4、 a為吸收系數(shù),是指在一定入射光波長下,單位濃度及單位液層厚度時的吸光度。即bcAa 一般b的單位為cm,a的單位與c的單位有關。現(xiàn)在學習的是第十三頁,共348頁比吸光系數(shù) specific absorptivity 比吸光系數(shù)是指一定波長時,溶液濃度為1%(w/V),厚度為1cm的吸光度,用 表示。%1cm1E現(xiàn)在學習的是第十四頁,共348頁摩爾吸光系數(shù) molar absorptivity 摩爾吸光系數(shù)是指一定波長時,溶液濃度c為1 mol/L,液層厚度b為1cm時的吸光度,用表示。%1cm110EM現(xiàn)在學習的是第十五頁,共348頁解:)O,361nmH( cmmolL 108 . 225

5、10001355001. 05 . 0414. 02114-例:稱取1.00mg維生素B12(M=1355),配成25.00 ml水溶液,吸收池厚度為0.5cm,在361nm波長下測得吸光度為0.414,計算摩爾吸光系數(shù)?,F(xiàn)在學習的是第十六頁,共348頁例:用純氯霉素配制100ml含2.00 mg的溶液,在278nm,用1.00cm的吸收池,測得T=24.3%,求比吸光系數(shù)和摩爾吸光系數(shù)。3071000. 2614. 0lg3%1cm1-bcTE99201015.323%1cm1E現(xiàn)在學習的是第十七頁,共348頁與物質(zhì)的本性、溶劑和入射光的波長有關,即現(xiàn)在學習的是第十八頁,共348頁 第三節(jié)

6、紫外可見分光光度計 紫外可見分光光度計一般由五部分構成,即光源、單色器、吸收池、檢測器、指示器(信號顯示裝置)現(xiàn)在學習的是第十九頁,共348頁一、分光光度計的主要部件1. 光源 鎢及碘鎢燈:3402500 nm,多用在可見光區(qū); 氫燈和氘燈:160375 nm,多用在紫外區(qū)。2. 單色器現(xiàn)在學習的是第二十頁,共348頁3. 吸收池 (比色皿)盛放樣品溶液的容器,用玻璃或石英制成,兩透光面互相平行,具有精確的光程。紫外區(qū)用石英、可見區(qū)用玻璃。盛放參比的吸收池和盛放樣品的吸收池應匹配,即有相同的厚度與透光性?,F(xiàn)在學習的是第二十一頁,共348頁4. 檢測器將光信號轉變?yōu)殡娦盘栠M行檢測。光電管 光電倍

7、增管 光二極管陣列檢測器現(xiàn)在學習的是第二十二頁,共348頁第四節(jié) 分光光度法的定性和定量分析 吸收曲線、max和max,不同的化合物可能有相同的max,但不可能max和max完全相同?,F(xiàn)在學習的是第二十三頁,共348頁一、顯色反應條件的選擇 在可見光區(qū)進行測定有很多方便之處。如果待測物本身有色,可直接進行測定;如果待測物無色或顏色較淺,則往往通過顯色反應使待測物成為在可見區(qū)有吸收的物質(zhì)。第五節(jié) 分析條件的選擇現(xiàn)在學習的是第二十四頁,共348頁 能與無色物質(zhì)反應生成有色物質(zhì)的試劑稱為顯色劑顯色劑,生成有色物質(zhì)的反應稱為顯色反應顯色反應,即nMRnRM 待測組分顯色劑有色化合物顯色反應現(xiàn)在學習的是

8、第二十五頁,共348頁(二)顯色反應條件的選擇 顯色反應能否滿足上述要求,除選擇合適的顯色劑外,控制顯色反應條件也是非常重要的。因此,必須了解影響顯色反應平衡及反應速度的各種因素,并進行嚴格控制,才能保證分析結果的準確可靠?,F(xiàn)在學習的是第二十六頁,共348頁1. 顯色劑的用量 通常顯色反應是可逆的,為了使待測組分完全定量地轉變?yōu)槲馕镔|(zhì),顯色劑必須過量。過量的顯色劑可使反應完全,但顯色劑用量過大,可能改變吸光物質(zhì)的組成。所以顯色劑的用量應遵守過量、過量、適量、定量適量、定量。現(xiàn)在學習的是第二十七頁,共348頁2. 溶液的pH值 酸效應,最重要,直接影響顯色劑的濃度和生成物的顏色。不少有機顯色劑

9、是有機弱酸或弱堿,溶液pH變化,顯色劑的存在型體會發(fā)生變化,顯色劑的顏色以及顯色反應的完全程度都會受到影響。現(xiàn)在學習的是第二十八頁,共348頁3. 顯色時間 有的顯色反應瞬間即可完成,即顯色后即可測定;有的顯色反應進行較慢,需經(jīng)過一定時間才能完全生成吸光物質(zhì);有些情況下,吸光度得到一定值后又會慢慢降低。實際工作中,也應通過測定樣品溶液在某波長下的吸光度隨時間變化曲線,確定顯色反應的最佳時間?,F(xiàn)在學習的是第二十九頁,共348頁6. 干擾物的影響及消除方法 (1)干擾物本身有色或與顯色劑形成有色化合物,有吸收; (2)在顯色條件下,干擾物沉淀; (3)與待測離子生成更穩(wěn)定的化合物?,F(xiàn)在學習的是第三

10、十頁,共348頁消除方法 (1)控制酸度 M,N,HR (2)選擇性高的顯色劑,丁二酮肟 (3)掩蔽(絡合、氧還) (4)選擇測定波長,一般選擇最大吸收波長作為測定波長,為什么?(5)選擇適當?shù)膮⒈热芤含F(xiàn)在學習的是第三十一頁,共348頁二、測定條件的選擇 測定條件包括測定波長、狹縫寬度、吸光度讀數(shù)范圍和參比溶液。(一)選擇測定波長,一般選擇最大吸收波長作為測定波長,為什么?現(xiàn)在學習的是第三十二頁,共348頁(三)讀數(shù)范圍 A 0.20.7(四)參比溶液現(xiàn)在學習的是第三十三頁,共348頁在分光光度法中,常使用參比溶液(reference solution)或稱空白溶液(blank solutio

11、n),其作用是調(diào)節(jié)吸光度零點、抵消吸收池和溶劑對入射光的影響、抵消試劑(包括顯色劑)或樣品基體所引起的干擾。正確選用空白溶液,對提高分析的準確度非常重要。常用的參比有:現(xiàn)在學習的是第三十四頁,共348頁溶劑空白試劑空白、樣品空白、平行操作空白現(xiàn)在學習的是第三十五頁,共348頁偏離LB law引起的誤差根據(jù)Beer定律,當液層厚度一定時,測得的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度之間應為線性關系,且直線過原點。當Ac直線發(fā)生彎曲或不通過原點時,則稱為偏離Beer定律。造成偏離的原因很多,主要原因如下:現(xiàn)在學習的是第三十六頁,共348頁1. 待測組分濃度過高2. 待測溶液中發(fā)生化學反應3. 單色性不好4. pH

12、值的影響 因此,為了減小測量誤差,通常將吸光度控制在0.11.0范圍內(nèi)?,F(xiàn)在學習的是第三十七頁,共348頁第四章 原子吸收光譜法 當光源輻射出待測元素的特征譜線,通過樣品的原子蒸氣時,被蒸氣中的待測元素的基態(tài)原子所吸收,測量基態(tài)原子對特征譜線的吸收程度,進行定量分析?,F(xiàn)在學習的是第三十八頁,共348頁第二節(jié) 基本原理一、原子吸收光譜的產(chǎn)生現(xiàn)在學習的是第三十九頁,共348頁 每種元素的原子都有特定數(shù)目的電子圍繞原子核運動,每種原子有多種不同能量的運動狀態(tài),不同的運動狀態(tài)對應不同的能級,其中最穩(wěn)定的狀態(tài)稱為基態(tài)基態(tài)。當原子吸收一定頻率的輻射時,將從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)?,F(xiàn)在學習的是第四十頁,共3

13、48頁 原子對光的選擇性吸收而產(chǎn)生的光譜稱為原子吸收光譜原子吸收光譜(absorption spectrum)。激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定,可發(fā)射出相同頻率的輻射回到基態(tài),由此而產(chǎn)生的光譜稱為原子發(fā)射光譜原子發(fā)射光譜(emission spectrum)?,F(xiàn)在學習的是第四十一頁,共348頁 原子有多種激發(fā)態(tài),從基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)產(chǎn)生的吸收譜線稱為共振吸收線,簡稱共振線。當電子從第一激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時,則發(fā)射相同頻率的光,產(chǎn)生的發(fā)射譜線稱為共振發(fā)射線,也簡稱共振線(resonance line)?,F(xiàn)在學習的是第四十二頁,共348頁 由于原子結構不同,不同元素的原子從基態(tài)被激發(fā)到激發(fā)態(tài)所需能量不同,因此各種元素的共

14、振線不同,是元素的特征譜線特征譜線?,F(xiàn)在學習的是第四十三頁,共348頁 從基態(tài)到第一激發(fā)態(tài)的躍遷最容易發(fā)生,譜線強度最強,是該元素所有譜線中最靈敏的,常作為分析線。對大多數(shù)元素來說,共振線就是元素的靈敏線靈敏線?,F(xiàn)在學習的是第四十四頁,共348頁四、積分吸收與峰值吸收系數(shù)現(xiàn)在學習的是第四十五頁,共348頁2. 峰值吸收 1955年,Walsh指出,在溫度不太高時,當發(fā)射線和吸收線滿足以下兩個條件,即:aeae;即采用“銳線光源”,發(fā)射線半寬度遠遠小于吸收線的譜線?,F(xiàn)在學習的是第四十六頁,共348頁當e a時,發(fā)射線很窄,發(fā)射線的輪廓可認為是一個矩形,則在發(fā)射線的范圍內(nèi)各波長的吸收系數(shù)近似相等,

15、即KK0,因此可以“峰值吸收”代替“積分吸收”。采用峰值吸收法測量吸收值?,F(xiàn)在學習的是第四十七頁,共348頁3. 基態(tài)原子數(shù)與總原子數(shù)的關系 待測元素在進行原子化時,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)熱力學原理,當在一定溫度下處于熱力學平衡時,激發(fā)態(tài)原子數(shù)與基態(tài)原子數(shù)之比服從 Boltzmann 分配定律:kTEiiieggNN/00-現(xiàn)在學習的是第四十八頁,共348頁盡管原子的激發(fā)電位和溫度 T 使 Nj /N0 值有數(shù)量級的變化,但Nj /N0值本身都很小?;蛘哒f,處于激發(fā)態(tài)的原子數(shù)遠遠小于處于基態(tài)的原子數(shù)!實際工作中,T 通常小于3000 K、波長小于 600 nm,故對

16、大多數(shù)元素來說Nj /N0均小于1,Nj與N0相比可忽略不計,N0可認為就是原子總數(shù)。現(xiàn)在學習的是第四十九頁,共348頁4. 原子吸收值與濃度的關系現(xiàn)在學習的是第五十頁,共348頁當一束頻率為,強度為 I0 的共振輻射通過厚度為 l 的原子蒸汽時,其中一部分光被吸收,使該入射光的光強降低為 I ,原子蒸汽原子蒸汽lhI0 I 現(xiàn)在學習的是第五十一頁,共348頁根據(jù)吸收定律得lNkeII00- 由于N0c,l在一定的儀器中是確定的,所以cKAlNKlNKIIA0000434. 0434. 0log現(xiàn)在學習的是第五十二頁,共348頁第三節(jié) 原子吸收分光光度計 原子吸收分光光度計類型很多,其基本結構

17、相同,主要由光源、原子化系統(tǒng)(類似于吸收池)、分光系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)五部分組成?,F(xiàn)在學習的是第五十三頁,共348頁一、光源空心陰極燈現(xiàn)在學習的是第五十四頁,共348頁二、原子化系統(tǒng) 原子化系統(tǒng)是原子吸收分光光度計的核心部分。其作用是將試樣中的待測元素轉變?yōu)榛鶓B(tài)原子蒸氣,使其對光源發(fā)出的特征輻射產(chǎn)生吸收,相當于UVVis的吸收池?,F(xiàn)在學習的是第五十五頁,共348頁 原子化法有火焰原子化法、無火焰原子化法和化學原子化法。現(xiàn)在學習的是第五十六頁,共348頁1. 組成組成 由三部分組成: a)霧化器; b)霧化室 c)燃燒器(一)火焰原子化法現(xiàn)在學習的是第五十七頁,共348頁1)化學計量性火焰;

18、2)富燃性火焰;3)貧燃性火焰:按燃氣與助燃氣的比例分為三類具不同性質(zhì)的火焰現(xiàn)在學習的是第五十八頁,共348頁(二) 石墨爐原子化法原子化過程可分為干燥、灰化、原子化和凈化四個階段。2. 原子化過程及原子化條件的選擇現(xiàn)在學習的是第五十九頁,共348頁3. 化學原子化法 也稱低溫原子化法,是通過化學反應,使試樣中的待測元素轉變成原子蒸氣,或先生成易于逸出的氫化物,然后再進一步轉化為原子蒸氣?,F(xiàn)在學習的是第六十頁,共348頁如測定Hg含量,是通過亞錫離子的還原作用,產(chǎn)生Hg原子蒸氣進行測定,這種方法稱為冷原子吸收法,并且有專門的冷原子測汞儀。現(xiàn)在學習的是第六十一頁,共348頁另一種化學原子化法稱為

19、氫化物原子化法。對于一些元素如As、Sb、Si、Se、Ge、Sn、Pb等,用常規(guī)火焰法分析時,背景吸收嚴重,信噪比低,且這些元素在原子化過程中易揮發(fā)損失。而這些元素的氫化物是揮發(fā)性的,且容易解離,因此常以氫化物原子化法測定這些元素?,F(xiàn)在學習的是第六十二頁,共348頁三、分光系統(tǒng) 必須注意: 在原子吸收光度計中,單色器通常位于原子化器之后,這樣可分掉火焰的雜散光并防止光電管疲勞。現(xiàn)在學習的是第六十三頁,共348頁四、檢測器: 使用光倍增管并可直接得到測定的吸收度信號?,F(xiàn)在學習的是第六十四頁,共348頁第四節(jié) 干擾及其消除一、基體干擾(matrix interference)來源:基體干擾,又稱物

20、理干擾,由于溶液的粘度、表面張力等物理因素,影響溶液的輸送速度、霧化效率及原子化效率?,F(xiàn)在學習的是第六十五頁,共348頁消除:可通過配制與試樣溶液具有相似物理性質(zhì)的標準溶液,消除干擾。也可通過適當稀釋溶液,減少干擾。在基體性質(zhì)不清楚或比較復雜時,使用標準加入法能較好地消除基體干擾現(xiàn)在學習的是第六十六頁,共348頁 二、化學干擾(chemical interference)來源:待測元素與共存的其他物質(zhì)發(fā)生化學反應生成難揮發(fā)的化合物所引起的干擾,主要影響原子化效率,通常使測定結果偏低。如用空氣/乙炔火焰測定Ca時,溶液中若存在磷酸根會生成難于原子化的磷酸鈣,使結果偏低?,F(xiàn)在學習的是第六十七頁,共

21、348頁消除:1. 加入釋放劑:釋放劑的作用是與干擾組分形成更穩(wěn)定或更難揮發(fā)的化合物,使待測元素釋放出來。如 對Ca2+的干擾加入La(III)、Sr(II)釋放Ca2+;-34PO現(xiàn)在學習的是第六十八頁,共348頁2. 加入保護劑(配合劑): 對Ca2+的干擾加入EDTACaY(穩(wěn)定但易破壞) 。 含氧酸中Mg 和Al 形成MgAl2O使A急劇下降加8-羥基喹啉作保護劑。-34PO現(xiàn)在學習的是第六十九頁,共348頁3. 加入緩沖劑: 在試樣中加入過量的干擾成分(稱緩沖劑)也可消除化學干擾,因為當干擾成分高到一定量時,干擾值趨于穩(wěn)定。如測鈦時加入高于200 mg/L的鋁即可準確測定鈦?,F(xiàn)在學習

22、的是第七十頁,共348頁三、電離干擾來源:高溫導致原子電離,從而使基態(tài)原子數(shù)減少,吸光度下降。消除:加入消電離劑(主要為堿金屬元素),產(chǎn)生大電子,從而抑制待測原子的電離。如大量KCl 的加入可抑制Ca的電離,K K + e Ca+ e Ca現(xiàn)在學習的是第七十一頁,共348頁第五章 分子熒光分析法第一節(jié) 基本原理 一、熒光的產(chǎn)生一、熒光的產(chǎn)生 現(xiàn)在學習的是第七十二頁,共348頁分子吸收能量后,從基態(tài)最低振動能級躍遷到第一電子激發(fā)態(tài)或更高電子激發(fā)態(tài)的不同振動能級(這一過程速度很快,大約10-15 s),成為激發(fā)單重態(tài)分子。激發(fā)態(tài)分子不穩(wěn)定,可以通過以下幾種途徑釋放能量返回基態(tài)。 現(xiàn)在學習的是第七十

23、三頁,共348頁1. 振動馳豫2. 內(nèi)轉換 現(xiàn)在學習的是第七十四頁,共348頁3. 熒光 較高激發(fā)態(tài)分子經(jīng)無輻射躍遷降至第一電子激發(fā)單重態(tài)的最低振動能級后,仍不穩(wěn)定,停留較短時間后(約10-8 s,稱作熒光壽命),以光輻射形式放出能量,回到基態(tài)各振動能級,這時所發(fā)射的光稱為熒光。當然也可以無輻射躍遷形式返回基態(tài)。 現(xiàn)在學習的是第七十五頁,共348頁二、激發(fā)光譜和熒光光譜(一)熒光的檢測 光源發(fā)出的紫外可見光通過激發(fā)單色器分出不同波長的激發(fā)光,照射到樣品溶液上,激發(fā)樣品產(chǎn)生熒光。樣品發(fā)出的熒光為寬帶光譜,需通過發(fā)射單色器分光后再進入檢測器,檢測不同發(fā)射波長下的熒光強度F。由于激發(fā)光不可能完全被吸

24、收,可透過溶液,為了防止透射光對熒光測定的干擾,常在與激發(fā)光垂直的方向檢測熒光(因熒光是向各個方向發(fā)射的)。 現(xiàn)在學習的是第七十六頁,共348頁(二)激發(fā)光譜與熒光光譜的形成 任何熒光物質(zhì),都具有兩種特征光譜,即激發(fā)光譜(excitation spectrum)和熒光發(fā)射光譜(fluorescence emission spectrum)。 現(xiàn)在學習的是第七十七頁,共348頁(三)熒光光譜與激發(fā)光譜的關系 1. 熒光光譜形狀與激發(fā)光波長無關 由于熒光是分子從第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能級返回到基態(tài)的各振動能級時釋放的光輻射,與分子被激發(fā)至哪一個電子激發(fā)態(tài)無關。 現(xiàn)在學習的是第七十八頁,共348頁

25、2. 熒光光譜比激發(fā)光譜波長為長 由于分子吸收激發(fā)光被激發(fā)至較高激發(fā)態(tài)后,先經(jīng)無輻射躍遷(振動馳豫、內(nèi)轉換)損失掉一部分能量,到達第一電子激發(fā)態(tài)的最低振動能級,再由此發(fā)出熒光。因此,熒光發(fā)射能量比激發(fā)光能量低,熒光光譜波長比激發(fā)光波長長。 現(xiàn)在學習的是第七十九頁,共348頁3.鏡像對稱 對于高度對稱的有機分子,其熒光光譜與吸收光譜呈鏡像對稱關系?,F(xiàn)在學習的是第八十頁,共348頁三、影響熒光產(chǎn)生及熒光強度的因素影響熒光產(chǎn)生及熒光強度的因素(一)物質(zhì)產(chǎn)生熒光的必要條件 能夠發(fā)射熒光的物質(zhì)都應同時具備兩個條件:1. 物質(zhì)分子必須有強的紫外吸收(有*躍遷); 2. 物質(zhì)具有較高的熒光效率。熒光效率也稱

26、熒光量子產(chǎn)率,用f 表示。 現(xiàn)在學習的是第八十一頁,共348頁(二)影響熒光及其強度的因素。躍遷類型:如上所述,物質(zhì)必須在紫外可見區(qū)有強吸收和高熒光效率才能產(chǎn)生熒光。具有* 躍遷的分子才有強吸收。* 躍遷的大?,F(xiàn)在學習的是第八十二頁,共348頁共軛效應:大多數(shù)能產(chǎn)生熒光的物質(zhì)都含有芳香環(huán)或雜環(huán),具有共軛的* 躍遷。其共軛程度愈大,熒光效率也愈大,且最大激發(fā)和發(fā)射波長都向長波長方向移動,如苯、萘、蒽三種物質(zhì)。現(xiàn)在學習的是第八十三頁,共348頁剛性平面結構:當熒光分子共軛程度相同時,分子的剛性和共平面性越大,熒光效率越大。 現(xiàn)在學習的是第八十四頁,共348頁pH值:溶液的酸度(pH值)對熒光物質(zhì)的

27、影響可以分兩個方面: 1若熒光物質(zhì)本身是弱酸或弱堿時,溶液pH值改變,物質(zhì)分子和其離子間的平衡也隨之發(fā)生變化,而不同形體具有其各自特定的熒光光譜和熒光效率。例如苯胺 現(xiàn)在學習的是第八十五頁,共348頁2. 對于金屬離子與有機試劑生成的熒光配合物,溶液pH值的改變會影響配合物的組成,從而影響它們的熒光性質(zhì)。例如Ga3+離子與鄰-二羥基偶氮苯,在pH34的溶液中形成1:1配合物,能產(chǎn)生熒光。而在pH67的溶液中,則形成12的配合物,不產(chǎn)生熒光。 現(xiàn)在學習的是第八十六頁,共348頁 散射光(scattering light)當一束光照射在被測溶液上,其中一部分光被吸收后發(fā)出熒光,一部分光透過溶液,還

28、有一小部分光則由于光子與溶劑分子的相互碰撞,使光子的運動方向發(fā)生改變而向不同方向散射,稱為散射光。 現(xiàn)在學習的是第八十七頁,共348頁1. 瑞利(Reyleigh)散射光光子和物質(zhì)分子發(fā)生彈性碰撞,不發(fā)生能量的交換,只是光子運動方向發(fā)生改變,其波長和激發(fā)光相同,這種散射光稱為瑞利散射光。它的強度與波長的四次方成反比,即波長越短,瑞利散射光越強。但因瑞利散射光波長與激發(fā)光波長相同,只要選擇適當?shù)臒晒鉁y定波長或選用濾光片即可消除其影響。 現(xiàn)在學習的是第八十八頁,共348頁2. 拉曼(Raman)散射光光子和溶劑分子發(fā)生非彈性碰撞,在運動方向發(fā)生改變的同時,光子與溶劑分子還發(fā)生能量的交換,使光子能量

29、減小或者增加,光的波長增長或變短,這兩種散射光均稱為拉曼(散射)光。其中波長較長的拉曼光因其波長與物質(zhì)的熒光波長相接近, 故對測定的干擾較大?,F(xiàn)在學習的是第八十九頁,共348頁由于拉曼光波長隨激發(fā)光波長的改變而改變, 而熒光物質(zhì)的熒光波長與激發(fā)光波長無關, 故通過選擇適當?shù)募ぐl(fā)光波長,就可以將二者區(qū)分開。 現(xiàn)在學習的是第九十頁,共348頁320nm320nm448nm350nm448nm350nm400nm360nm激發(fā)320nm硫酸奎寧激發(fā)350nm硫酸奎寧散射光譜散射光譜現(xiàn)在學習的是第九十一頁,共348頁第二節(jié) 定性定量分析一、熒光強度與溶液濃度的關系現(xiàn)在學習的是第九十二頁,共348頁 分

30、光光度法是測定物質(zhì)對光的吸收程度;熒光分析法是測定物質(zhì)吸收了一定頻率的光之后,物質(zhì)本身所發(fā)射的熒光強度。當溶液中的熒光物質(zhì)被入射光激發(fā)后,可以在各個方向觀察到熒光,由于激發(fā)光一部分可透過溶液,所以在透射光方向觀察熒光是不適宜的,一般是在與透射光垂直的方向觀察熒光?,F(xiàn)在學習的是第九十三頁,共348頁 測定熒光強度時,要選擇兩個不同的波長:一個是物質(zhì)吸收的光,即激發(fā)光的波長;另一個是被激發(fā)物質(zhì)發(fā)射的光,即熒光的波長。 溶液的熒光強度與該溶液對光的吸收程度以及溶液中熒光物質(zhì)的熒光效率有關?,F(xiàn)在學習的是第九十四頁,共348頁根據(jù)Beer定律abcII-100所以)101 (00abcaIIII-abc

31、II-100現(xiàn)在學習的是第九十五頁,共348頁 由于溶液的熒光強度與溶液對光的吸收程度及熒光效率成正比,即aIF )101 ( 0abcIKF-)1 ( 3 . 20abceIK -)101 (00abcaIIII-現(xiàn)在學習的是第九十六頁,共348頁-! 2)3 . 2()3 . 2(123 . 2abcabceabc)1 ( 3 . 20abceIKF-! 2)3 . 2()3 . 2(1 1 20-abcabcIKF! 2)3 . 2(3 . 2 20-abcabc IKF現(xiàn)在學習的是第九十七頁,共348頁當abc0.05(即溶液很?。r,! 2)3 . 2(3 . 2 20-abcabc

32、IKFabcIKF0 3 . 2-對于一定的熒光物質(zhì),當測定條件固定時,cKF現(xiàn)在學習的是第九十八頁,共348頁即對一定的熒光物質(zhì)的稀溶液(abc0.05),在一定的溫度下,當激發(fā)光的波長、強度和液層厚度都固定后,其熒光強度與該溶液的濃度成正比。這是熒光分析定量的基礎?,F(xiàn)在學習的是第九十九頁,共348頁第三節(jié) 儀器一、儀器的構造及原理現(xiàn)在學習的是第一百頁,共348頁儀器類型很多,基本結構相似,一般包括五部分:激發(fā)光源、單色器、樣品池、檢測器和記錄顯示部分。1. 光源 能發(fā)射紫外到可見區(qū)波長的光、強度大、穩(wěn)定。常用的有溴鎢燈、高壓汞燈、氙燈?,F(xiàn)在學習的是第一百零一頁,共348頁2. 單色器 兩個

33、單色器3. 樣品池 通常用石英制成4. 檢測器 光電倍增管現(xiàn)在學習的是第一百零二頁,共348頁第一節(jié) 基本原理一、化學電池(Chemical cell) 化學電池(electrochemical cell)是實現(xiàn)電能和化學能相互轉化的裝置。第六章 電位分析法現(xiàn)在學習的是第一百零三頁,共348頁 化學電池分原電池和電解池兩種。其中,能自發(fā)地將化學能轉變?yōu)殡娔艿姆Q為原電池;與此相反,將電能轉變?yōu)榛瘜W能的稱為電解池。現(xiàn)在學習的是第一百零四頁,共348頁而不論是原電池還是電解池,電化學規(guī)定發(fā)生還原反應的電極為陰極(cathode) ,發(fā)生氧化反應的電極為陽極(anode) ?,F(xiàn)在學習的是第一百零五頁,

34、共348頁2. 原電池表示方法 為了便于描述,常用符號來表示原電池,并作如下規(guī)定: 現(xiàn)在學習的是第一百零六頁,共348頁(1)負極(發(fā)生氧化反應的電極)寫在左側,正極(發(fā)生還原反應的電極)寫在右側;(2)用化學式表示電池中各物質(zhì)的組成并注明其狀態(tài),氣體要注明壓力,溶液要注明濃度;(3)用單豎線“|”表示能產(chǎn)生電位差的兩相界面,雙豎線“|”表示鹽橋?,F(xiàn)在學習的是第一百零七頁,共348頁IUPAC 規(guī)定以標準氫電極(standard hydrogen electrode,SHE)作為標準。 標準氫電極的電極組成:Pt(鍍鉑黑)|H2(101.325kPa),H+(a=1 mol/L) 現(xiàn)在學習的是

35、第一百零八頁,共348頁電極反應為:(鉑電極只起導體的作用,不參于電極反應) 2H2e2H并且規(guī)定:并且規(guī)定:在任何溫度下標準氫在任何溫度下標準氫電極的電極電位都為零電極的電極電位都為零。 現(xiàn)在學習的是第一百零九頁,共348頁實際工作中,并不采用SHE作為標準電極去測定其它電極的電極電位。因為氫電極的裝置和純化比較復雜,而且對外界條件十分敏感,所以使用很不方便。為此,往往采用一些結構比較簡單、電位值穩(wěn)定的電極來代替?,F(xiàn)在學習的是第一百一十頁,共348頁三、能斯特(Nernst)方程 電極電位的大小不僅與組成電極的物質(zhì)本性有關,還與組成電極的溶液活度(濃度)以及溫度等因素有關。表示電極電位與組成

36、電極的物質(zhì)及其活度、溫度等關系的公式稱為能斯特方程。 現(xiàn)在學習的是第一百一十一頁,共348頁對任一給定電極,其電極反應可寫為如下通式: RO0lnaanFRT)還原態(tài)()氧化態(tài)(R One現(xiàn)在學習的是第一百一十二頁,共348頁 通常,工作時的溫度為 25(T273.1525),將所有的常數(shù)代入公式,并將自然對數(shù)換算成常用對數(shù),則25時Nernst方程變?yōu)椋?RO0lg303. 2aanFRT現(xiàn)在學習的是第一百一十三頁,共348頁RO0lg0592. 0aan由式看出,電極電位的大小由電極的本性及參與電極反應的氧化態(tài)與還原態(tài)的活度決定。 現(xiàn)在學習的是第一百一十四頁,共348頁四、液接電位和鹽橋

37、1. 液接電位的產(chǎn)生 當組成不同或組成相同但濃度不同的兩種溶液相接觸時,離子將由于濃度差的作用遷越兩溶液的接界面而相互擴散。若正負離子的擴散速率不等,則在兩溶液的界面上形成一定的電位差,稱為液接電位(liquid junction potential)或擴散電位。以兩個濃度不同的鹽酸溶液的接界為例 現(xiàn)在學習的是第一百一十五頁,共348頁 液接電位通常可達3040(mV),往往難以準確計算和測量。所以,在實際工作中要設法將液接電位減小到可以忽略的地步,最常用的辦法就是在兩個溶液之間連接上一個稱作“鹽橋”的中間溶液。 現(xiàn)在學習的是第一百一十六頁,共348頁第二節(jié) 直接電位法一、電位分析法原理 電位

38、分析法的測定原理是將兩支電極插入待測溶液,組成一個原電池,測定該電池的電動勢。其中一支電極是參比電極,其電極電位是準確、已知不變的。而另一支電極的電極電位隨溶液中待測離子濃度的變化而變化,并且符合能斯特方程,稱為指示電極。 現(xiàn)在學習的是第一百一十七頁,共348頁ianFRTlg303. 20指ianFRTKElg303. 2-參指電池電池電動勢的變化反映了指示電極的電極電位變化,即反映了待測離子濃度的變化。電池電動勢與待測離子活度的對數(shù)成線性關系。這就是電位分析法定量測定的依據(jù)。 現(xiàn)在學習的是第一百一十八頁,共348頁二、參比電極 參比電極(reference electrode)是指在溫度、

39、壓力一定的條件下,其電極電位準確已知,且不隨待測溶液中離子濃度的改變而改變的電極。要求參比電極的結構簡單、使用方便,電極電位的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性好。SHE是最準確的參比電極,但由于它使用起來不方便,所以一般不用。常用的參比電極是飽和甘汞電極和銀氯化銀電極。 現(xiàn)在學習的是第一百一十九頁,共348頁(二)銀/氯化銀電極 現(xiàn)在學習的是第一百二十頁,共348頁三、指示電極離子選擇性電極 指示電極(indicate electrode)是指電極電位隨待測離子活度(濃度)的變化而變化,并且符合能斯特方程的電極。這一特性也稱為電極對待測離子呈能斯特響應。按其電極電位產(chǎn)生機理的不同,指示電極分為兩大類:基于電子交

40、換的氧化還原電極和基于離子交換的離子選擇性電極(ion-selective electrode ISE)。 現(xiàn)在學習的是第一百二十一頁,共348頁 基于電子交換的氧化還原電極如前面介紹的銅電極、鋅電極及甘汞電極等都屬此類。它的電極電位隨溶液中Cu2+、Zn2+等離子活度的改變而改變,其電極表面都發(fā)生了氧化還原反應。但這類電極作為指示電極卻不常用,原因是此類電極容易受溶液中共存的氧化、還原物質(zhì)的干擾,電位值不穩(wěn)定,重現(xiàn)性差。 現(xiàn)在學習的是第一百二十二頁,共348頁 具有普遍實用價值的指示電極是離子選擇性電極。離子選擇性電極的特點是都有一個敏感膜,故也稱(?。┠る姌O。不同電活性物質(zhì)組成的敏感膜對不

41、同的離子產(chǎn)生選擇性響應。其電極電位形成是基于電極膜上的離子交換。 現(xiàn)在學習的是第一百二十三頁,共348頁(一)離子選擇性電極的結構 離子選擇性電極的結構如圖。它是將敏感膜用粘接劑封裝在電極管的一端,管內(nèi)裝有電極內(nèi)充液和內(nèi)參比電極。對于不同的待測離子,離子選擇性電極敏感膜的組成和性質(zhì)不同,一般電極膜上都含有待響應的離子。 123離子選擇性電極的結構1. 內(nèi)參比電極 2. 內(nèi)充液 3. 敏感膜現(xiàn)在學習的是第一百二十四頁,共348頁(二)離子選擇性電極的電極電位 離子選擇性電極的電極電位ISE主要由兩部分組成:內(nèi)參比電極電位和膜電位 膜內(nèi)參ISE內(nèi)參比電極的作用是將膜電位導出?,F(xiàn)在學習的是第一百二十

42、五頁,共348頁pH玻璃電極的選擇性:任何一種離子選擇性電極都不是只對一種離子有響應的專屬電極,pH玻璃電極也是如此。它不僅能響應H+,還能對Na+、K+、NH4+等離子有響應,只是響應的程度不同而已。pH玻璃電極對各種陽離子的響應順序是:H+Na+K+NH4+。pH玻璃電極對H+的響應是Na+的109倍。 現(xiàn)在學習的是第一百二十六頁,共348頁通常情況下Na+、K+等離子不對H+測定產(chǎn)生干擾,但當待測溶液的pH值較大時(如pH9),H+活度很低,溶液中若有Na+、K+共存,尤其是Na+濃度較大時(如1 mol/L),就會對H+的測定產(chǎn)生誤差。即電極除對H+有響應外,對Na+也有響應,致使測定

43、的結果比實際的pH值偏低,也就是產(chǎn)生所謂的“鈉差”或“堿差”?,F(xiàn)在學習的是第一百二十七頁,共348頁pH玻璃電極在測定pH1的試液時,測定值比實際pH值偏高,稱為“酸差”。因此一般pH玻璃電極的測定范圍是pH19?,F(xiàn)在學習的是第一百二十八頁,共348頁pH玻璃電極使用注意:(1)使用前pH玻璃電極需在蒸餾水中浸泡24小時以上,以使玻璃膜表面活化。暫時不用時可浸泡于蒸餾水中。(2)一般pH玻璃電極的使用范圍是pH19,鋰玻璃電極可達pH114。(3)電極膜特別薄,使用、存放時要十分小心。電極安裝時要比參比電極略高一些,以免擦傷或碰碎。現(xiàn)在學習的是第一百二十九頁,共348頁(4)不能測定含F(xiàn)-的溶

44、液和具有脫水性的溶液。(5)不對稱電位:當玻璃膜內(nèi)、外溶液的H+活度相同時,應有膜=0。實際上總有一個小電位,稱之為不對稱電位??赡芘c玻璃膜內(nèi)外兩個表面上的張力不同有關,用已知pH值的標準緩沖溶液進行定位校正,可消除其影響。 現(xiàn)在學習的是第一百三十頁,共348頁2. 氟離子選擇性電極 氟離子選擇性電極(fluoride electrode)是對F-呈能斯特響應的電極,它屬于晶體膜電極。它的電極膜是由難溶的氟化鑭(LaF3)單晶制成,在其中摻雜少量EuF3,以減小電極內(nèi)阻,增大膜的導電性。電極結構如圖。-F0lg0592. 0a現(xiàn)在學習的是第一百三十一頁,共348頁氟離子選擇性電極的選擇性較高,

45、如1000倍的其它鹵素離子、NO3-、HCO3-、PO43-等離子都不干擾F- -的測定。但由于一些化學反應的影響, F- -電極在使用時要注意控制實驗條件,如測定要求在pH=57的酸度范圍內(nèi)進行,因溶液pH值太小時,F(xiàn)-離子與H+間有如下反應: -2HF FHF 2FH現(xiàn)在學習的是第一百三十二頁,共348頁溶液pH值太大時,OH-離子又與LaF3發(fā)生如下反應: -3FLa(OH) 3OHLaF33現(xiàn)在學習的是第一百三十三頁,共348頁此外,若溶液中共存有Al3+、Fe3+等離子時,又會與F- -發(fā)生配合反應,使F-的濃度降低,干擾的測定,所以測定F-時需加入一些配合劑如檸檬酸鈉,以掩蔽上述金

46、屬離子,將F-釋放出來。 現(xiàn)在學習的是第一百三十四頁,共348頁 直接電位分析法就是將參比電極和離子選擇性電極插入待測溶液中,測定該電池的電動勢。電池電動勢隨溶液中待測離子活度的變化而變化,并且符合能斯特方程。 ianKElg0592. 0-參指電池現(xiàn)在學習的是第一百三十五頁,共348頁 由于K包含了 以及液接電位、不對稱電位等,所以無法計算出它的數(shù)值,而且不是同一對電極,K也不相同,無法根據(jù)電池電動勢直接計算出離子活度ai。實際工作中常采用以下方法: 外參內(nèi)參、現(xiàn)在學習的是第一百三十六頁,共348頁這里存在一個問題:標準溶液系列是按濃度進行配制的,并且實際工作中要求測定的也是試液中待測離子的

47、濃度,而能斯特方程中是電池電動勢與離子活度a的關系。如何解決這一問題? 現(xiàn)在學習的是第一百三十七頁,共348頁已知活度與濃度的關系為ai=ci, 是活度系數(shù),它與溶液的離子強度I有關,當I一定時, 也一定。那么在標準系列和試樣溶液中都加入一定量的濃度較大、但不干擾測定的惰性電解質(zhì)溶液,使兩者的離子強度都大大增加,并且主要由加入的電解質(zhì)溶液來決定,則兩者的活度系數(shù)一定、且相等。Nernst公式可進一步改寫為: 現(xiàn)在學習的是第一百三十八頁,共348頁iiicnFRTnFRTKcnFRTKanFRTKElg303. 2lg303. 2 lg303. 2 lg303. 2電池icnFRTKElg303

48、. 2電池現(xiàn)在學習的是第一百三十九頁,共348頁把這種濃度較大、但不干擾測定的惰性電解質(zhì)溶液叫作離子強度調(diào)節(jié)劑。 現(xiàn)在學習的是第一百四十頁,共348頁有時加入的離子強度調(diào)節(jié)劑除了包含高濃度的惰性電解質(zhì)外,還含有pH緩沖劑和消除干擾的掩蔽劑。如測定F-離子時,加入的總離子強度調(diào)節(jié)緩沖劑(total ion strength adjustment buffer,TISAB)的成分包含有NaCl、HAcNaAc和檸檬酸鈉。它們的作用分別是: 現(xiàn)在學習的是第一百四十一頁,共348頁(1)NaCl用來調(diào)節(jié)和控制溶液的離子強度;(2)HAcNaAc用以調(diào)節(jié)并控制溶液的pH值;(3)檸檬酸鈉的作用是與溶液中

49、共存的Fe3+、Al3+等離子配合,掩蔽其干擾;現(xiàn)在學習的是第一百四十二頁,共348頁(4)離子強度調(diào)節(jié)劑可使液接電位穩(wěn)定,縮短電極響應時間。 現(xiàn)在學習的是第一百四十三頁,共348頁(二)比較法 當分析的試樣數(shù)量不多時,為避免繪制標準曲線的麻煩,可采用標準比較法。具體方法是:測量一個已知濃度cs的標準溶液的電池電動勢s,再測量試樣溶液cx的電池電動勢Ex, 現(xiàn)在學習的是第一百四十四頁,共348頁ssscsKElgxxxcsKElg 由于在兩溶液中都分別加入離子強度調(diào)節(jié)劑,則xs現(xiàn)在學習的是第一百四十五頁,共348頁sxsxccsEEElg-sxccsElgsEsxcc/10若待測離子為陰離子時

50、,則令 xsEEE-現(xiàn)在學習的是第一百四十六頁,共348頁 電極斜率未知時,先可測量兩個標準溶液的電池電動勢,用以求出電極斜率 S。 現(xiàn)在學習的是第一百四十七頁,共348頁 例如直接電位法測定溶液的pH。將pH玻璃電極和飽和甘汞電極以及待測離子溶液組成原電池:Hg|ClHg|KCl|H|HCl|AgCl|Ag22(飽和)(試液)(玻璃膜)pH玻璃電極飽和甘汞電極電池電動勢為現(xiàn)在學習的是第一百四十八頁,共348頁jSCEE-玻jaFRTK-)lg303. 2(HAgCl/AgSCE不對稱由pH值的定義式 -HlgpHapH303. 2FRTKE現(xiàn)在學習的是第一百四十九頁,共348頁 實際上用兩次

51、測量法,即先用已知pH值的標準緩沖溶液與玻璃電極和甘汞電極組成測量電池,測電動勢ssFRTKEpH303. 2現(xiàn)在學習的是第一百五十頁,共348頁再將兩電極插入待溶液測定,得電動勢xxFRTKEpH303. 2現(xiàn)在學習的是第一百五十一頁,共348頁當測量條件相同時,K值相同,所以ssSKEpHxxSKEpH)pHpH(sxsxSEEE- pHpHsEEsxsx-這就是IUPAC建議的pH實用定義。現(xiàn)在學習的是第一百五十二頁,共348頁 實際上,測定pH值時,無需按上式進行計算,酸度計上直接給出pH值刻度。測定時,首先將電極插入pHs標準溶液中,用儀器上的“定位”旋鈕將指針調(diào)節(jié)至其所對應的pHs

52、值,然后測定未知試樣,儀器給出的即是試樣溶液的pHx值。 現(xiàn)在學習的是第一百五十三頁,共348頁 為減小誤差,定位用的標準溶液與試樣溶液的 pH 應盡量接近,即測定不同 pH 范圍的試樣溶液,選用不同的pH標準溶液定位。 現(xiàn)在學習的是第一百五十四頁,共348頁第九章第九章 液相色譜法液相色譜法 現(xiàn)在學習的是第一百五十五頁,共348頁第一節(jié)第一節(jié) 色譜法概述色譜法概述 最早創(chuàng)建色譜分離方法的是俄國植物學家茨維特(Tswett)。1903年他把植物的石油醚提取液倒入裝有碳酸鈣固體小顆粒的玻璃管中,然后用純凈的石油醚淋洗。經(jīng)過一段時間后,在柱管上形成不同顏色的色帶,茨維特稱之為“色譜”,進而將這種分

53、離技術稱為色譜法?,F(xiàn)在學習的是第一百五十六頁,共348頁通過萃取各個色帶中的組分,分離得到浸取液中葉綠素和其它色素。后來,用色譜分析的物質(zhì)已極少為有色物質(zhì),但色譜一詞仍沿用至今。利用色譜分離技術,再結合適當?shù)臋z測手段,對多組分混合物進行分析測定的方法叫色譜分析法?,F(xiàn)在學習的是第一百五十七頁,共348頁將上述實驗中盛裝碳酸鈣固體顆粒的玻璃管叫色譜柱(column),碳酸鈣固體顆粒稱為固定相(stationary phase),淋洗用的石油醚叫流動相(mobile phase)。 現(xiàn)在學習的是第一百五十八頁,共348頁一、色譜法分類 (一)按流動相和固定相的物理狀態(tài)分類 氣相色譜法(gas chr

54、omatography,GC)液相色譜法(liquid chromatography,LC)超臨界流體色譜法(supercritical fluid chromatography,SFC)現(xiàn)在學習的是第一百五十九頁,共348頁氣固色譜(GSC): 固定相為固體吸附劑。 氣相色譜氣液色譜(GLC): 固定相為液體(涂布在擔體或毛細管壁上)?,F(xiàn)在學習的是第一百六十頁,共348頁液固色譜(LSC): 固定相為固體吸附劑。 液相色譜液液色譜(LLC): 固定相為液體(涂布在擔體上)。現(xiàn)在學習的是第一百六十一頁,共348頁(二)按分離機理分類 1吸附色譜2分配色譜3離子交換色譜4空間排阻色譜現(xiàn)在學習的是

55、第一百六十二頁,共348頁(三)按固定相的形狀分類 1柱色譜2平面色譜現(xiàn)在學習的是第一百六十三頁,共348頁二、色譜分離及原理 (二)色譜分離過程及原理 色譜分離過程是不同物質(zhì)分子在相對運動的兩相之間多次分配平衡而得到分離的過程?,F(xiàn)在學習的是第一百六十四頁,共348頁(三)色譜法的幾個基本參數(shù) 1分布系數(shù)(distribution coefficient)或分配系數(shù)(partition coefficient)K 指色譜過程中,組分在相對運動的固定相(s)與流動相(m)中達到分布平衡時的濃度之比。即: 現(xiàn)在學習的是第一百六十五頁,共348頁2分配比(partition ratio)k ,又稱為

56、容量因子(capacity factor),定義為組分在兩相分配達平衡時,分配在固定相和流動相中的物質(zhì)的量或質(zhì)量之比,即: 現(xiàn)在學習的是第一百六十六頁,共348頁3. 保留值(retention) 是色譜柱內(nèi)各組分分子與固定相之間作用力的反映。通??捎媒M分流出色譜柱所需的時間或將組分帶出色譜柱所需流動相的體積表示,分別稱為保留時間tR(retention time)和保留體積VR(retention volume)。 現(xiàn)在學習的是第一百六十七頁,共348頁 保留值反映了被分離的組分在性質(zhì)上的差異。在一定的實驗條件下,不同的物質(zhì)具有不同的保留值,因此保留值是色譜定性分析的基本參數(shù)。 現(xiàn)在學習的是

57、第一百六十八頁,共348頁第二節(jié)第二節(jié) 液相柱色譜法液相柱色譜法 液相柱色譜法按分離機理的不同,可分為吸附柱色譜、分配柱色譜、離子交換柱色譜和凝膠柱色譜?,F(xiàn)在學習的是第一百六十九頁,共348頁一、吸附柱色譜法 吸附柱色譜法,又稱為液固色譜法,是以固體吸附劑為固定相。Tswett分離植物色素的方法就屬于此類色譜。 現(xiàn)在學習的是第一百七十頁,共348頁(一)分離原理 吸附劑通常是多孔的固體顆粒物質(zhì),在它的表面存在分散的吸附中心。吸附色譜的實質(zhì)就是根據(jù)組分在吸附劑上吸附能力的不同來進行分離。 現(xiàn)在學習的是第一百七十一頁,共348頁 當流動相(m)進入色譜柱后,它便以單分子層形式被吸附劑表面吸附中心吸

58、附。當試樣被流動相帶入柱后,在遷移過程中,在吸附劑表面將發(fā)生組分分子(X)取代固定相(s)上流動相(溶劑)分子(M)的反應,也稱競爭吸附。 現(xiàn)在學習的是第一百七十二頁,共348頁(二)固定相 吸附柱色譜所用固定相為吸附劑,吸附劑是決定組分K值大小的主要因素之一。要選擇適當?shù)奈絼┎ζ溥M行適宜的處理,首先應對其性能有所了解。 現(xiàn)在學習的是第一百七十三頁,共348頁常用的吸附劑是硅膠和氧化鋁。 1硅膠 硅膠(SiO2xH2O)是最常用的吸附劑,由彈性多聚硅酸脫水制成,為多孔性硅氧( )交聯(lián)結構,表面具有活性基團硅羥基( )。其吸附能力較氧化鋁弱,可與極性化合物或不飽和化合物形成氫鍵而具有吸附性。

59、| | SiOSi| | | OHSi | 現(xiàn)在學習的是第一百七十四頁,共348頁水能與硅膠表面的羥基結合生成水合硅羥基( )使硅膠失去吸附力。當加熱至100左右,又能可逆地除去水,這些表面吸附的水稱為“自由水”,加熱去水過程稱為活化。含水量大,吸附活性(能力)低,反之吸附活性高,可見硅膠的活性與含水量有關。 | OH OHSi | 2現(xiàn)在學習的是第一百七十五頁,共348頁 硅膠、氧化鋁的含水量與活性關系硅膠、氧化鋁的含水量與活性關系硅膠含水量 %活性級氧化鋁含水量 %005315625103815現(xiàn)在學習的是第一百七十六頁,共348頁硅膠活化溫度一般為110,加熱約30 min。加熱到200

60、,表面吸附水全部脫附,只剩下表面硅羥基,活性最高;加熱至700,大部分硅羥基不可逆地變成硅氧烷,對極性分子喪失吸附選擇性,不再適用于吸附色譜。 現(xiàn)在學習的是第一百七十七頁,共348頁吸附劑選擇的原則是:分離弱極性物質(zhì)一般選擇強活性吸附劑,分離強極性物質(zhì),選擇活性弱一些的吸附劑?,F(xiàn)在學習的是第一百七十八頁,共348頁(三)流動相 流動相又常被稱作洗脫劑,在吸附柱色譜中,它的選擇要比固定相更重要。實際工作中,常常是選定吸附劑后,通過改變洗脫劑的極性來實現(xiàn)好的分離效果。 現(xiàn)在學習的是第一百七十九頁,共348頁2洗脫劑的選擇 洗脫劑選擇通常根據(jù)“相似相溶”的原理。對極性大的試樣采用極性較強的洗脫劑;對

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