現代儀器分析

關于現代儀器分析第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五吸收峰：曲線上吸光度最大的地方，它所對應的波長稱最大吸收波長（λmax）。谷：峰與峰之間吸光度最小的部位，該處的波長稱最小吸收波長（λmin）。肩峰（shoulderpeak）：在一個吸收峰旁邊產生的一個曲折。末端吸收（endabsorption）：只在圖譜短波端呈現強吸收而不成峰形的部分。1.吸收峰2.谷3.肩峰4.末端吸收紫外-可見吸收光譜法

根據物質分子對200～760nm這一范圍的光的吸收特性建立起來的定性、定量和結構分析的方法。

第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五朗伯—比耳定律數學表達式

A＝-lg（It/I0)=εbc

式中A：吸光度；描述溶液對光的吸收程度；

b：液層厚度(光程長度)，通常以cm為單位；

c：溶液的摩爾濃度，單位mol·L－１；

ε：摩爾吸光系數，單位L·mol－１·cm－１；透光率T:描述入射光透過溶液的程度:

T=It/I0吸光度A與透光率T的關系:

A

＝－lgT

第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五

吸光系數的幾種表示方法C---mol/Lε---摩爾吸光系數

L·mol–1·cm-1C--g/La---吸光系數

L·g–1·cm-1C--g/100mLE1%1cm---比吸光系數100mL·g–1·cm-1、a、E1%1cm之間的相互換算：摩爾吸光系數ε在數值上等于濃度為1mol/L、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度；吸光系數a(L·g-1·cm-1）相當于濃度為1g/L、液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度；比吸光系數指物質的質量分數為1%，液層厚度為1cm時該溶液在某一波長下的吸光度。第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五某一溶液在測量波長下透光率值為0.100.(a)該溶液的吸光度是多少？

(b)如果該溶液的濃度是0.02g/L,并在1CM的比色皿中測量透光率，在測定波長下，該化合物的比吸收系數是多少？

(c)如果該化合物的分子量為100，它的摩爾吸光系數是多少？

(d)計算該溶液在5CM的比色皿中所預期的透光度？

第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五紫外—可見分光光度計基本組成光源單色器樣品室檢測器顯示1.光源

在整個紫外光區(qū)或可見光譜區(qū)可以發(fā)射連續(xù)光譜，具有足夠的輻射強度、較好的穩(wěn)定性、較長的使用壽命。

可見光區(qū)：鎢燈作為光源，其輻射波長范圍在350～1000nm。紫外區(qū)：氫、氘燈。發(fā)射160～375nm的連續(xù)光譜。

將光源發(fā)射的復合光分解成單色光并可從中選出一任波長單色光的光學系統(tǒng)。

2.單色器第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五3.樣品室

樣品室放置各種類型的吸收池（比色皿）和相應的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池兩種。在紫外區(qū)須采用石英池，可見區(qū)一般用玻璃池。4.檢測器利用光電效應將透過吸收池的光信號變成可測的電信號，常用的有光電池、光電管或光電倍增管。5.結果顯示記錄系統(tǒng)

檢流計、數字顯示、微機進行儀器自動控制和結果處理。第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五原子吸收與分子吸收相同點：都屬吸收光譜，遵守比爾定律。不同點：吸光物質狀態(tài)不同（分光光度法：溶液中的分子或離子；AAS:氣態(tài)的基態(tài)原子）；分子吸收為寬帶吸收（帶狀光譜），而原子吸收為銳線吸收（線光譜）。

原子吸收光譜法定義：根據蒸氣相中被測元素的基態(tài)原子對其原子共振輻射的吸收強度來測定試樣中被測元素的含量。第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五

原子吸收分光光度計由光源、原子化系統(tǒng)、分光系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)四部分組成。光源的功能是發(fā)射被測元素的特征共振輻射。原子化系統(tǒng)的功能是提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。分光系統(tǒng)的作用是將所需要的共振吸收線分離出來。檢測系統(tǒng)將光信號轉換為電信號后進行顯示和記錄結果。原子吸收分光光度計的主要部件及基本性能？

第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五原子化系統(tǒng)

原子化器的功能是提供能量，使試樣干燥、蒸發(fā)和原子化。入射光束在這里被基態(tài)原子吸收，因此也可把它視為“吸收池”。常用的原子化器有火焰原子化器（原子化效率低）和非火焰原子化器（原子化效率較高）。相應的原子化方法有火焰原子化法和非火焰原子化法。第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五石墨爐原子化器結構（原子化效率高）

石墨爐的基本結構包括：石墨管、爐體（保護氣系統(tǒng)）、電源等三部分組成。一次分析過程是經歷干燥、灰化、原子化和凈化等四個階段。原子吸收光譜法的主要干擾有物理干擾、化學干擾、電離干擾、光譜干擾和背景干擾等。第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五氣相色譜---用氣體作流動相液相色譜---用液體作流動相按流動相所處的狀態(tài)分類氣—固色譜氣—液色譜液—固色譜液—液色譜色譜法的分類超臨界流體色譜第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五一、色譜流出曲線或色譜圖以檢測器對組分的響應信號為縱坐標，流出時間(或流出體積)為橫坐標作圖所得的曲線，這種曲線即稱為色譜流出曲線，也稱色譜圖。R——f(t,V)二、色譜流出曲線構成：由基線和色譜峰組成?；€：指僅有流動相通過而沒有待測物，檢測器響應信號隨流出時間的變化，穩(wěn)定的基線應是一條水平直線。色譜峰：在基線上突起的部分，它是由引入流動相中被測物引起的。第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五描述色譜峰三種參數

峰高(或峰面積)——

峰的大小

區(qū)域寬度——峰的形狀

保留值——

峰的位置

(時間t、體積v)

色譜峰高斯分布曲線第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五

色譜流出曲線可以得到那些信息？1.樣品含最少組分(峰個數)2.根據色譜峰的保留值可以進行定性分析3.根據色譜峰的面積或峰高可以進行定量分析4.根據色譜峰的位置和區(qū)域寬度可對色譜柱效能進行評價

第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五通常用Rs=1.5作為相鄰兩色譜峰完全分開的指標R=0.8：兩峰的分離程度可達89%；R=1：分離程度98%；R=1.5：達99.7%（相鄰兩峰完全分離的標準）。

R=0.75R=1R=1.5意義:分離度是色譜圖中相鄰兩峰分離程度的量度

分離度第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五根據所使用的流動相和固定相的極性程度，將其分為正相分配色譜和反相分配色譜。

正相分配色譜normalphase：采用流動相的極性小于固定相的極性，它適用于極性化合物的分離。其流出順序是極性小的先流出，極性大的后流出。

反相分配色譜reversephase：采用流動相的極性大于固定相的極性。它適用于非極性化合物的分離，其流出順序與正相色譜恰好相反。HPLC分離類型與原理第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五主要部件（mainassemblyofHPLC）

高效液相色譜儀器4（6）個主要部分：高壓輸液系統(tǒng)；

脫氣裝置；梯度洗脫；進樣系統(tǒng)；分離系統(tǒng)；檢測系統(tǒng)；

此外還配有自動進樣及數據處理等輔助裝置。第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五分離系統(tǒng)——色譜柱

色譜柱是液相色譜的心臟部件，它包括柱管與固定相兩部分。柱管材料有玻璃、不銹鋼、鋁、銅及內襯光滑的聚合材料的其他金屬。玻璃管耐壓有限，故金屬管用得較多。一般色譜柱長10～30cm，內徑為4～5mm，凝膠色譜柱內徑3～12mm，制備柱內徑較大，可達25mm以上。

高效液相色譜儀器第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五

高效液相色譜儀器梯度洗脫裝置在進行分配比變化范圍寬的復雜樣品的分離時，經常會碰到前面的一些成分分離不完全，而后面的一些成分分離度太大，且出峰很晚和峰型較差。為了使保留值相差很大的多種成分在合理的時間內全部洗脫并達到相互分離，往往要用到梯度洗脫技術。

HPLC的梯度洗脫是指流動相梯度，即在分離過程中改變流動相的組成或濃度。①線性梯度;②階梯梯度高壓梯度低壓梯度第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五

載體類型

可分為硅藻土和非硅藻土兩類。紅色擔體是將硅藻土與粘合劑在900℃煅燒后，破碎過篩而得，因鐵生成氧化鐵呈紅色，故稱紅色載體。它適宜于分析非極性或弱極性物質。

氣相色譜固定相白色擔體是將硅藻土與20％的碳酸鈉（助熔劑）混合煅燒而成，它呈白色、比表面積較小、吸附性和催化性弱，適宜于分析各種極性化合物。第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五

氣相色譜檢測器

根據檢測原理的不同，可將其分為濃度型檢測器和質量型檢測器兩種：（l）濃度型檢測器測量的是載氣中某組分濃度瞬間的變化，即檢測器的響應值和組分的濃度成正比，與單位時間內組分進入檢測器的質量無關。如熱導檢測器TCD和電子捕獲檢測器ECD

。（2）質量型檢測器測量的是載氣中某組分進入檢測器的速度變化，即檢測器的響應值和單位時間內進入檢測器某組分的量成正比。如火焰離子化檢測器FID和火焰光度檢測器FPD等。第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五（l）歸一化法

歸一化法是氣相色譜中常用的一種定量方法。應用這種方法的前提條件是試樣中各組分必須全部流出色譜柱，并在色譜圖上都出現色譜峰。當測量參數為峰面積時，歸一化的計算公式為

式中Ai為組分i的峰面積，fi為組分i的定量校正因子。歸一化的優(yōu)點是簡便準確，當操作條件如進樣量、載氣流速等變化時對結果的影響較小。適合于對多組分試樣中各組分含量的分析。第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期五例:已知混合物中乙基苯、鄰二甲苯、間二甲苯的峰面積和校正因子見下表,死時間為0.5min,用歸一化法測定混合物中的乙基苯、鄰二甲苯、間二甲苯的含量。乙基苯鄰二甲苯間二甲苯保留時間3.005.009.00A

(mV·min)140120105fis0.960.970.98解：乙基苯

=14