儀器分析知識點儀器分析知識點認真看我上課的ppt對我所講的內(nèi)容要理解而不是死記課后作業(yè)選擇性看，書上例題認真看考試時間：1月8號上午8:00-10:00教室：電101,電110,電201認真看我上課的ppt北京化工大學(xué)期末考試儀器分析總結(jié)-1課件

學(xué)習(xí)內(nèi)容回顧電化學(xué)分析氣相色譜法、液相色譜法光譜分析法導(dǎo)論原子發(fā)射光譜原子吸收光譜紫外-可見吸收光譜法紅外吸收光譜核磁共振光譜法質(zhì)譜分析法

各種光譜方法原理及區(qū)別學(xué)習(xí)內(nèi)容回顧電化學(xué)分析各種光譜方法原理及區(qū)1.什么是電化學(xué)分析?

將化學(xué)變化與電的現(xiàn)象緊密聯(lián)系起來的學(xué)科便是電化學(xué)。應(yīng)用電化學(xué)的基本原理和實驗技術(shù)，依據(jù)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)來測定物質(zhì)組成及含量的分析方法稱之為電化學(xué)分析或電分析化學(xué)。2電位分析法(習(xí)題1)

電位分析法是利用化學(xué)電池內(nèi)電極電位與溶液中某種組份濃度的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)定量測定的一種電化學(xué)分析法。電位分析法分為直接電位法和電位滴定法兩類。直接電位法是通過測量電池電動勢來確定待測物質(zhì)濃度的方法；電位滴定法是通過測量滴定過程中電池電動勢的變化來確定終點的滴定分析法。電化學(xué)分析1.什么是電化學(xué)分析?電化學(xué)分析參比電極和指示電極有哪些類型？它們的主要作用是什么？

(習(xí)題2)參比電極包括標準氫電極（SHE），標準氫電極是最精確的參比電極，是參比電極的一級標準。實際工作中常用的參比電極是甘汞電極和銀-氯化銀電極。參比電極電位恒定，其主要作用是測量電池電動勢，計算電極電位的基準。指示電極包括金屬-金屬離子電極，金屬-金屬難溶鹽電極，汞電極，惰性金屬電極，離子選擇性電極。指示電極能快速而靈敏的對溶液中參與半反應(yīng)的離子活度或不同氧化態(tài)的離子的活度比，產(chǎn)生能斯特響應(yīng)，主要作用是測定溶液中參與半反應(yīng)的離子活度。電化學(xué)分析參比電極和指示電極有哪些類型？它們的主要作用是什么？電化學(xué)分電化學(xué)分析4.如何估計離子選擇性電極的選擇性？離子選擇性電極有哪些性能指標?

(習(xí)題7)P14-15對離子選擇性電極的選擇性一般用電位選擇系數(shù)Kij來估量,其意義為在實驗條件相同時，產(chǎn)生相同的電位的待測離子活度αi與干擾離子αj的比值，Kij=αi/αj其值越小，表示電極選擇性越好，離子j對離子i的干擾越小。電化學(xué)分析4.如何估計離子選擇性電極的選擇性？離子選擇性電電化學(xué)分析玻璃膜鈉離子選擇性電極對鉀離子的選擇性系數(shù)是0.002，這說明該電極對鈉離子的敏感程度是鉀離子的(B)。(A)0.002倍(B)500倍(C)2000倍(D)5000倍電化學(xué)分析玻璃膜鈉離子選擇性電極對鉀離子的選擇性系數(shù)是0.0電化學(xué)分析4.直接電位法測定離子活度的方法有哪些？哪些因素影響測定的準確度？

(習(xí)題8)直接電位法測定離子活度的方法有標準曲線法和標準加入法。影響測定的準確度因素有溫度、電動勢測量的準確度、干擾離子的干擾作用、溶液的酸度、待測離子的濃度、電位平衡時間。電化學(xué)分析4.直接電位法測定離子活度的方法有哪些？哪些因素影電化學(xué)分析重點掌握各種參比電極和指示電極的構(gòu)造和原理以及各種電極電位與什么濃度有關(guān)（公式2-5，2-6，2-7，2-8等）。選擇性系數(shù)的定義及物理意義（P14-15）如何確定電位滴定終點（P19）？重點掌握玻璃電極（原理，公式，如何活化等等）測定pH值的原理,參比電極和指示電極是什么?電化學(xué)分析重點掌握各種參比電極和指示電極的構(gòu)造和原理以及各種電化學(xué)分析書本重點電化學(xué)分析書本重點

色譜分析法引論掌握色譜基本定性和定量參數(shù)意義

掌握分配系數(shù)和保留行為的關(guān)系

掌握塔板理論和速率理論基本原理和應(yīng)用方法

應(yīng)用塔板理論計算柱效等參數(shù).色譜分析法引論掌握色譜基本定性和定量參數(shù)意義

掌基本概念保留時間（tR）死時間（t0)調(diào)整保留時間（tR′)保留體積VR

死體積V0調(diào)整保留體積（VR′)標準差（σ）半峰寬（W1/2=2.354σ

）峰寬（W=4σ

）容量因子（k)理論塔板高度（H）與理論塔板數(shù)（n)渦流擴散項（Ａ）縱向擴散項（Ｂ／ｕ）傳質(zhì)阻力項（Ｃｕ）分離度（Ｒｓ）基本概念保留時間（tR）死時間（t0)主要計算公式容量因子k′分配系數(shù)K分配系數(shù)比k調(diào)整保留時間tR′

調(diào)整保留體積VR′

分配系數(shù)和保留行為的關(guān)系理論塔板數(shù)和有效理論塔板數(shù)分離度塔板高度和有效塔板高度范.弟姆特方程式分離方程式分離度和柱長的關(guān)系主要計算公式容量因子k′分配系數(shù)K分配系數(shù)比k調(diào)整保留時間色譜流出曲線根據(jù)色譜峰的個數(shù)，可以判斷樣品中所含組分的最少個數(shù)；根據(jù)色譜峰的保留值，可以進行定性分析；根據(jù)色譜峰的面積或峰高，可以進行定量分析；根據(jù)色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾龋梢栽u價色譜柱分離效能；根據(jù)色譜峰兩峰間的距離，可以評價固定相（或流動相）選擇是否合適。色譜流出曲線根據(jù)色譜峰的個數(shù)，可以判斷樣品中所含組分的最少個保留時間tR—進樣到出現(xiàn)色譜峰頂點的時間保留體積VR—進樣到出現(xiàn)色譜峰最大時消耗的流動相體積死時間t0—流動相流過色譜柱的時間死體積V0—色譜柱的空隙體積校正保留時間校正保留體積保留值保留時間tR—進樣到出現(xiàn)色譜峰頂點的時間校正保留時間校正基線：無組分通過色譜柱時，檢測器的噪音隨時間變化的曲線。峰寬的相關(guān)術(shù)語（3種表示方法）峰底寬Wb：色譜峰兩側(cè)拐點上的切線在基線上的截距半峰寬W1/2：峰高一半處對應(yīng)的峰寬標準偏差：正常色譜峰的兩個拐點間距離的一半W1/2=2.354σ

峰寬W=4σ

基線：無組分通過色譜柱時，檢測器的噪音隨時間變化的曲線。峰寬相對保留值，選擇性因子()色譜法基本概念----

調(diào)整保留時間之比，表示固定相對這兩種組分的選擇性相對保留值，選擇性因子()色譜法基本概念----調(diào)整分配系數(shù)K（熱力學(xué)性質(zhì)）

一定溫度下，組分在固定相和流動相之間分配達平衡時的濃度比。K只與固定相和被分離物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)K值的差別是分離的先決條件，差別越大，分離的可能性越大K值大的組分后出峰分配系數(shù)K（熱力學(xué)性質(zhì)）一定溫度下，組分在固分配比（容量因子）： 一定溫度與壓力下兩相達平衡后， 組分在固定相和流動相量的比值固定相重量流動相重量K與k的關(guān)系：容量因子k與保留值的關(guān)系:分配比（容量因子）： 一定溫度與壓力下兩相達平衡后， 組分在塔板理論---

柱效能指標

色譜柱長：L

虛擬的塔板間距離：H

色譜柱的理論塔板數(shù)：n

則三者的關(guān)系為：塔板理論---柱效能指標色譜柱長：L塔板理論---

柱效能指標理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系(記住公式)

tR:保留時間;W1/2：半峰寬；Wb:峰底寬；H：理論塔板高度；L：色譜柱長度；n:理論塔板數(shù)；n有效：有效理論塔板數(shù)；H有效：有效塔板高度塔板理論---柱效能指標理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系(塔板數(shù)n是色譜柱的特征參數(shù)。當色譜柱長度一定時，塔板數(shù)n

越大(塔板高度H越小)，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標時，應(yīng)指明測定物質(zhì)。柱效不能表示被分離組分的實際分離效果，當兩組分的分配系數(shù)K相同時，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無法分離。塔板理論無法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱效不同的實驗結(jié)果，也無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑（實際用用受到限制）。塔板理論---

幾點說明塔板數(shù)n是色譜柱的特征參數(shù)。當色譜柱長度一定時，塔板數(shù)n速率理論

---

影響柱效能的因素速率方程（也稱范.弟姆特方程式）:

H=A+B/u+C·u

H：理論塔板高度，u：載氣的線速度(cm/s)A：渦流擴散系數(shù)；B：分子擴散系數(shù)；C：傳質(zhì)阻力系數(shù)速率理論---影響柱效能的因素速率方程（也稱范.弟姆特方速率理論

---

影響柱效能的因素：譜帶展寬柱內(nèi)效應(yīng)

速率方程（也稱范.弟姆特方程式）:

H=A+B/u+C·u

H：理論塔板高度，u：載氣的線速度(cm/s)A：渦流擴散系數(shù)；B：分子擴散系數(shù)；C：傳質(zhì)阻力系數(shù)速率理論---影響柱效能的因素：譜帶展寬柱內(nèi)效應(yīng)速率方

影響譜帶展寬柱外效應(yīng)進樣器死體積大、進樣量大，進樣速度慢；柱前后連接管道死體積大；檢測器死體積大。影響譜帶展寬柱外效應(yīng)進樣器死體積大、進樣量大，進樣速度慢；分離度

塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對的實際分離程度。即柱效為多大時，相鄰兩組份能夠被完全分離。難分離物質(zhì)對的分離度大小受色譜過程中兩種因素的綜合影響：保留值之差──色譜過程的熱力學(xué)因素；區(qū)域?qū)挾醛ぉどV過程的動力學(xué)因素。

色譜分離中的四種情況如圖所示：①柱效較高，△K(分配系數(shù))較大,完全分離；②△K不是很大，柱效較高，峰較窄，基本上完全分離；③柱效較低，△K較大,但分離的不好；④△K小，柱效低，分離效果更差。分離度塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對分離度塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對的實際分離程度。柱效為多大時，相鄰兩組份能夠被完全分離。難分離物質(zhì)對的分離度大小受色譜過程中兩種因素的綜合影響：保留值之差──色譜過程的熱力學(xué)因素；區(qū)域?qū)挾醛ぉどV過程的動力學(xué)因素。由此可見，單獨用柱效或選擇性不能真實反映組分在色譜柱中分離情況，故需引人一個綜合性指標——分離度R。分離度是既能反映柱效率又能反映選擇性的指標，稱總分離效能指標。分離度塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對的實際分離程度分離度的表達式定義：相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰底寬總和之半的比值(記住公式)

。分離度的表達式定義：相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰提高分離度的途徑(1)(記住公式)

1.提高柱效(1)增加柱長:n增加2倍時R只增大1.4倍(2)降低塔板高度H:是提高分離度的最好方法提高分離度的途徑(1)(記住公式)分離度與柱效的關(guān)系(記住公式)

當固定相確定，被分離物質(zhì)對的α確定后，分離度將取決于n。這時，對于一定理論板高的柱子，分離度的平方與柱長成正比，即為了提高柱效，可采用的途徑：（1）采用直徑較小、粒度均勻的固定相；（2）控制較薄的液膜厚度；（3)選擇適宜的流動相、流速和溫度等。分離度與柱效的關(guān)系(記住公式)當固定相確定，被分離物質(zhì)對的定量校正因子（1）絕對質(zhì)量校正因子（2）相對質(zhì)量校正因子ｍi

為組分i的質(zhì)量；Ai為組分i的峰面積；As為標準物S的峰面積；fi為組分i的絕對校正因子；fs

為標準組分S的絕對校正因子。Fi/s為相對質(zhì)量校對因子為使檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)信號能真實地反映出物質(zhì)的量比例系數(shù)f

i

：絕對校正因子為單位面積對應(yīng)的物質(zhì)量定量校正因子（1）絕對質(zhì)量校正因子（2）相對質(zhì)量校正因子ｍ相對校正因子的測量準確稱取被測組分和標準物質(zhì)，混合后在一定色譜條件下，準確進樣，分別準確測量相應(yīng)的峰面積，根據(jù)上式計算。相對校正因子的測量準確稱取被測組分和標準物質(zhì)，混合后在一定色相對響應(yīng)值相對響應(yīng)值指組分i與等量標準組分S的響應(yīng)值之比，它與相對校正因子互為倒數(shù)。

f

i=1/Si

相對響應(yīng)值相對響應(yīng)值指組分i與等量標準組分S的響應(yīng)值之比，它內(nèi)標法定義：以樣品中不含的標準品（內(nèi)標物），加到樣品中作對照物質(zhì)，對比求算待測組分含量的方法。如何操作：在用內(nèi)標法做色話定量分析時，先配制不同重量比的被測組分和內(nèi)標樣品的混合物做色譜分析，測量峰面積，做重量比和面積比的關(guān)系曲線，此曲線即為標準曲線。在實際樣品分析時所采用的色譜條件應(yīng)盡可能與制作標準曲線時所用的一致。如何選擇內(nèi)標物：（1）試樣中不含有該物質(zhì)；（2）與被測組分性質(zhì)比較接近；（3）不與試樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（4）出峰位置應(yīng)位于被測組分附近。內(nèi)標法定義：以樣品中不含的標準品（內(nèi)標物），加到樣品中作對照外標法（標準曲線法）定義：用待測組分的純品作對照物質(zhì)，以對照物質(zhì)和樣品中待測組分的響應(yīng)信號相比較進行定量的方法。如何操作：用對照物質(zhì)配制一系列濃度的對照品溶液確定工作曲線，求出斜率、截距。在完全相同的條件下，準確進樣與對照品溶液相同體積的樣品溶液，根據(jù)待測組分的信號，從標準曲線上查出其濃度，或用回歸方程計算，工作曲線法也可以用外標二點法代替。特點：操作和計算簡便，不必用校正因子，但要求色譜操作條件穩(wěn)定，進樣重現(xiàn)性好。

外標法（標準曲線法）定義：用待測組分的純品作對照物質(zhì)，以對照

固定液：高沸點難揮發(fā)的有機化合物，種類繁多。1．對固定液的要求應(yīng)對被分離試樣中的各組分具有不同的溶解能力，較好的熱穩(wěn)定性，并且不與被分離組分發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)。2．選擇的基本原則

“相似相溶”，選擇與試樣性質(zhì)相近的固定相。氣液色譜固定液固定液：高沸點難揮發(fā)的有機化合物，種類繁多。氣液色譜固定液的選擇

氣－液色譜，應(yīng)根據(jù)“相似相溶”的原則①分離非極性組分時，通常選用非極性固定相。各組分按沸點順序出峰，低沸點組分先出峰。②分離極性組分時，一般選用極性固定液。各組分按極性大小順序流出色譜柱，極性小的先出峰。③分離非極性和極性的（或易被極化的）混合物，一般選用極性固定液。此時，非極性組分先出峰，極性的（或易被極化的）組分后出峰。④醇、胺、水等強極性和能形成氫鍵的化合物的分離，通常選擇極性或氫鍵性的固定液。⑤組成復(fù)雜、較難分離的試樣，通常使用特殊固定液，或混合固定相。固定液的選擇氣－液色譜，應(yīng)根據(jù)“相似相溶”的原控溫系統(tǒng)

K是熱力學(xué)常數(shù)，隨溫度變化，溫度越高，K值越小，因此保留時間越短，據(jù)此，可通過柱溫調(diào)節(jié)分離程度。恒溫程序升溫：在一個分析周期內(nèi)，按一定程序不斷改變柱溫提高溫度程序升溫控溫系統(tǒng)恒溫提高溫度程序升溫檢測器性能評價指標響應(yīng)值（或靈敏度）S

：在一定范圍內(nèi)，信號E與進入檢測器的物質(zhì)質(zhì)量m呈線性關(guān)系：

E=SmS=E/m

單位：

mＶ/（mg/cm3）；（濃度型檢測器）

mＶ/（mg/s）；（質(zhì)量型檢測器）

S表示單位質(zhì)量的物質(zhì)通過檢測器時，產(chǎn)生的響應(yīng)信號的大小。S值越大，檢測器（也即色譜儀）的靈敏度也就越高。檢測信號通常顯示為色譜峰，則響應(yīng)值也可以由色譜峰面積（A）除以試樣質(zhì)量求得：

S=A/m檢測器性能評價指標響應(yīng)值（或靈敏度）S：在一定范圍內(nèi)，信號檢測限（DetectionLimit）3倍噪音所相當?shù)奈镔|(zhì)的量稱為檢測限N為噪音，單位為mV線性范圍（Linearrange）指檢測器信號與樣品濃度（或量）之間成正比關(guān)系的范圍。噪聲:無樣品通過檢測器時基線的起伏，決定著能被檢測到的濃度。檢測限（DetectionLimit）N為噪音，單位為mV氣相色譜分離條件的選擇1.柱長獲得足夠分離的合適長度

柱長L

理論塔板數(shù)N

峰寬W

分離時間t2.載氣及流速選擇速率理論：H=A+B/u+Cu塔板高度H最小，柱效最高。3.柱溫：盡可能采用較低柱溫，考慮固定液的最高使用溫度。采用程序升溫。4.進樣量：色譜柱越粗、越長、固定液含量越高，容許進樣量越大。5.

載體粒度選擇：粒度越小，填裝越均勻，柱效越高，但也要考慮阻力和柱壓。氣相色譜分離條件的選擇1.柱長獲得足夠分離的合適長度3柱長和柱內(nèi)徑的選擇增加柱長對提高分離度有利（但組分的保留時間tR

↑，且柱阻力↑，不便操作;柱長的選用原則是在能滿足分離目的的前提下，盡可能選用較短的柱，有利于縮短分析時間;填充色譜柱的柱長通常為1~3米，內(nèi)徑3~4厘米。柱長和柱內(nèi)徑的選擇增加柱長對提高分離度有利（但組分的保留時間柱溫的確定柱溫↓，分離度↑，分析時間↑。對于難分離物質(zhì)對，降低柱溫雖然可在一定程度內(nèi)使分離得到改善，但是不可能使之完全分離，這是由于兩組分的相對保留值增大的同時，兩組分的峰寬也在增加，當后者的增加速度大于前者時，兩峰的交疊更為嚴重;

柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點時的溫度;

組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。柱溫的確定柱溫↓，分離度↑，分析時間↑。對于難分離物質(zhì)對，降氣相色譜定性分析（1）保留時間定性法（已知物對照方法） 在一定的色譜系統(tǒng)和操作條件下，每種物質(zhì)都有一定的保留時間，如果在相同色譜條件下，未知物的保留時間與標準物質(zhì)相同，則可初步認為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。 2.

保留指數(shù)定性氣相色譜定性分析（1）保留時間定性法（已知物對照方法）2.液相檢測器

用來連續(xù)監(jiān)測經(jīng)色譜柱分離后的流出物的組成和含量變化的裝置。紫外-可見檢測器熒光檢測器電化學(xué)檢測器蒸發(fā)光散射檢測器質(zhì)譜檢測器液相檢測器用來連續(xù)監(jiān)測經(jīng)色譜柱分離后的流出物的組成和含量變

GCHPLC流動相惰性氣體（無親和性，只起運載作用）氣體、沸點較低的化合物不同極性的液體（有一定親和作用）溫度

較高一般室溫分析對象高沸點、不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物、生物大分子、高分子化合物GC與HPLC比較梯度洗脫和程序升溫

流動相分析對象高沸點、不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物、生物大分子、高分子書本知識點書本知識點光譜分析法光譜分析法導(dǎo)論原子發(fā)射光譜原子吸收光譜紫外-可見吸收光譜法紅外吸收光譜核磁共振光譜法光譜分析法光譜分析法導(dǎo)論

電磁輻射電磁輻射(電磁波)

是一種以巨大速度通過空間而不需要任何物質(zhì)作為傳播媒介的光量子流，它具有波、粒二象性。波動性：有反射、衍射、干涉、折射和偏振等現(xiàn)象

微粒性：與物質(zhì)相互作用時有發(fā)射和吸收現(xiàn)象（普朗克公式）電磁輻射的二象性：左邊為粒子性（能量）,右邊為波動性（用波長、波數(shù)、頻率等物理量表征）。電磁輻射電磁輻射(電磁波)是一種以巨大速度通過空間而不需光譜法與非光譜法的區(qū)別光譜法：內(nèi)部能級發(fā)生變化原子吸收/發(fā)射光譜法：基于物質(zhì)原子外層電子能級躍遷（原子吸收分光光度法、原子發(fā)射光譜法）。分子吸收/發(fā)射光譜法：基于分子外層電子能級躍遷（紫外-可見光度法、紅外分光光度法）非光譜法：內(nèi)部能級不發(fā)生變化僅測定電磁輻射性質(zhì)改變（反射、折射、干涉、衍射和偏振）光譜法與非光譜法的區(qū)別光譜法：內(nèi)部能級發(fā)生變化分子光譜ΔΕr

0.005～0.050eV遠紅外光譜(分子轉(zhuǎn)動能級躍遷)ΔΕv

0.05～１eV紅外光譜(分子振動能級躍遷)ΔΕe

1～20eV紫外—可見光譜(分子的電子能級躍遷，振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷)分子光譜ΔΕr0.005～0.050eV遠紅外光本章重點熟悉電磁輻射的定義及其基本性質(zhì):二象性的意義；2.掌握電磁波譜的分區(qū)及各類電磁波譜的波長(頻率)

范圍和相應(yīng)的能級躍遷類型；3.掌握電磁波譜的波長、波數(shù)、頻率以及能量之間的相互關(guān)系及運算方法；掌握分子光譜和原子光譜、吸收光譜和發(fā)射光譜的特點和區(qū)別；5.掌握根據(jù)電磁輻射的發(fā)射及其與物質(zhì)相五作用的原理建立的常用光譜的類型、產(chǎn)生機理和特點。本章重點熟悉電磁輻射的定義及其基本性質(zhì):二象性的意義；概述原子吸收光譜法：又稱原子吸收分光光度法

根據(jù)物質(zhì)的基態(tài)原子蒸氣對同類原子的特征輻射的吸收作用來進行元素定量分析的方法。原子吸收光譜分析的基本過程：

如欲測定試樣中某元素含量，用該元素的銳線光源發(fā)射出特征輻射，試樣在原子化器中被蒸發(fā)、解離為氣態(tài)基態(tài)原子，當元素的特征輻射通過該元素的氣態(tài)基態(tài)原子區(qū)時，元素的特征輻射因被氣態(tài)基態(tài)原子吸收而減弱，經(jīng)過色散系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)后，測得吸光度，根據(jù)吸光度與被測定元素的濃度線性關(guān)系，從而進行元素的定量分析。概述原子吸收光譜法：又稱原子吸收分光光度法AAS的基本原理一、共振線

1.原子的能級與躍遷

基態(tài)第一激發(fā)態(tài),吸收一定頻率的輻射能量。產(chǎn)生的吸收線叫共振吸收線（簡稱共振線）——

吸收光譜激發(fā)態(tài)基態(tài)，發(fā)射出一定頻率的輻射。所釋放的光線叫共振發(fā)射線（也簡稱共振線）——發(fā)射光譜

2.元素的特征譜線

1）各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同躍遷吸收能量不同——具有特征性

2）各種元素的基態(tài)第一激發(fā)態(tài)最易發(fā)生、吸收最強、最靈敏線，特征譜線

3）AAS就是利用處于基態(tài)的待測原子蒸氣對從光源發(fā)射的特征譜線(共振線)的吸收進行定量分析。AAS的基本原理一、共振線原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。實際上用特征吸收頻率左右范圍的輻射光照射時，獲得一峰形吸收：具有一定寬度。

2.吸收線的輪廓和變寬AAS的基本原理3.吸收峰變寬原因原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。2.三、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度（理解該公式）

在原子化過程中，多數(shù)原子處于基態(tài)，有部分原子成為激發(fā)態(tài)原子。在處于一定條件的熱平衡狀態(tài)下，激發(fā)態(tài)原子數(shù)Ni與基態(tài)原子數(shù)N0之間的關(guān)系可用波耳茲曼（Boltzmann)方程表示

gi和gO分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計權(quán)重，Ei表示激發(fā)能。溫度越高，Ni/N0值越大。通常原子化火焰溫度低于3000K，激發(fā)態(tài)原子數(shù)Ni與基態(tài)原子數(shù)No之比較小,<1%.

可以用基態(tài)原子數(shù)代表待測元素的原子總數(shù)N。AAS的基本原理三、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度（理解該公式）在原子化過例題計算2000K和3000K時,Na589.0nm的激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子數(shù)之比各為多少？已知gi/g0=2解：T=2000K：T=3000K：例題計算2000K和3000K時,Na589.0nm的激

試樣經(jīng)原子化后獲得的原子蒸氣吸收銳線光源的輻射并遵守朗伯-比爾定律：

當吸收厚度一定，在一定實驗條件下，吸光度與被測元素的含量成線性關(guān)系?！游諟y量的基本關(guān)系式

A=KCAAS的基本原理IOIL試樣經(jīng)原子化后獲得的原子蒸氣吸收銳線光源的輻射并遵守

原子吸收光譜分析的儀器空心陰極燈火焰棱鏡光電管原子吸收光譜分析的儀器包括四大部分光源原子化器單色器檢測器原子吸收光譜分析的儀器空心陰極燈火焰棱鏡光電管原子吸收光一、光源（1）能發(fā)射待測元素的共振線；（2）能發(fā)射銳線；（3）輻射光強度大，穩(wěn)定性好。（30分鐘漂移不超過1%）（4）背景低（低于特征共振輻射強度的1%）

1、作用：發(fā)射被測元素的特征共振輻射光源應(yīng)滿足如下要求：一、光源（1）能發(fā)射待測元素的共振線；1、作用：發(fā)射被測元常見的光源：空心陰極燈石英窗陽極陰極云母屏蔽惰性氣體：氖或氬HCL的優(yōu)缺點及注意事項常見的光源：空心陰極燈石英窗陽極陰極云母屏蔽惰性氣體：氖或氬二、原子化系統(tǒng)1.作用：

將試樣蒸發(fā)并使待測元素轉(zhuǎn)變成基態(tài)原子蒸氣。2.原子化方法：火焰原子化法非火焰原子化法—電熱高溫石墨管，激光。3.火焰原子化裝置由四部分組成：

霧化器

霧化室

供氣系統(tǒng)

燃燒器二、原子化系統(tǒng)1.作用：2.原子化方法：3.火焰原子化裝置由霧化器作用：將試液霧化原理：采用同心型氣動霧化器，以具有一定壓力的壓縮空氣為助燃氣進入霧化器，從進樣毛細管周圍高速噴出，在前端形成負壓，試樣沿毛細管吸入再噴出，被快速通入的助燃氣分散成霧粒，撞擊球則使霧粒進一步霧化。霧化器的效率一般在10%左右，較低。效率與試樣的粘度、表面張力、密度、空氣的壓力、撞擊球相對位置等有關(guān)。霧化器作用：將試液霧化原理：采用同心型氣動霧化器，以具有一定

乙炔-空氣火焰是原子吸收測定中最常用的火焰，該火焰燃燒穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，噪聲低，溫度高，對大多數(shù)元素有足夠高的靈敏度，但它在短波紫外區(qū)有較大的吸收。氫-空氣火焰是氧化性火焰，燃燒速度較乙炔-空氣火焰高，但溫度較低，優(yōu)點是背景發(fā)射較弱，透射性能好。乙炔-一氧化二氮火焰的優(yōu)點是火焰溫度高，而燃燒速度并不快，適用于難原子化元素的測定，用它可測定70多種元素。乙炔-空氣火焰是原子吸收測定中最常用的火焰，該火焰燃燒四、檢測系統(tǒng)包括光電倍增管、檢波放大器和讀出裝置。作用：將待測光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過檢波放大、數(shù)據(jù)處理后顯示結(jié)果。原子吸收分光光度計的類型（1）按光束數(shù)分類單光束分光光度計雙光束分光光度計（2）按波道數(shù)分類單道分光光度計雙道分光光度計多道分光光度計：多元素分析四、檢測系統(tǒng)包括光電倍增管、檢波放大器和讀出裝置。作用：將待

原子吸收光譜的干擾與消除物理干擾化學(xué)干擾電離干擾光譜干擾原子吸收光譜的干擾與消除物理干擾物理干擾及其抑制物理干擾:

試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過程中物理因素變化引起的干擾效應(yīng)，主要影響試樣噴入火焰的速度、進樣量、霧化效率、原子化效率、霧滴大小等。屬于物理干擾的因素有：溶液的粘度、表面張力、密度、溶劑的蒸汽壓和霧化氣體的壓力等。物理干擾是非選擇性干擾,對各種元素影響基本相同物理干擾及其抑制物理干擾:試樣在轉(zhuǎn)移、蒸發(fā)過程中物理因素變消除物理干擾的方法：1、配置相似組成的標準樣品,采用標準加入法2）盡可能避免使用粘度大的硫酸、磷酸來處理試樣；3)當試樣濃度較高時，適當稀釋試液也可以抑制物理干擾。C0 C1 C2 C3 C4 C5消除物理干擾的方法：C0 C1 C2 C3 C4 C5化學(xué)干擾及其抑制

待測元素與其它組分之間的化學(xué)作用，生成了難揮發(fā)或難解離的化合物，使基態(tài)原子數(shù)目減少所引起的干擾效應(yīng)。主要影響到待測元素的原子化效率，是主要干擾源。化學(xué)干擾是選擇性干擾化學(xué)干擾及其抑制待測元素與其它組分之間的化學(xué)作用，生成了難消除和抑制化學(xué)干擾的方法（1）提高火焰溫度

適當提高火焰溫度使難揮發(fā)、難解離的化合物較完全基態(tài)原子化。采用N2O-C2H2火焰，可提高原子化效率。（2）加入釋放劑

與干擾元素生成更穩(wěn)定或更難揮發(fā)的化合物，使待測元素釋放出來。例：火焰原子吸收法測定鈣，磷酸鹽的存在會生成難揮發(fā)的Ca2P2O7，此時可以加入LaCl3，則La3+與PO43-生成熱更穩(wěn)定的LaPO4，抑制了磷酸根對鈣測定的干擾。常用的釋放劑：LaCl3、Sr(NO3)2等。消除和抑制化學(xué)干擾的方法（1）提高火焰溫度（3）加入保護劑

待測元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，防止待測元素與干擾物質(zhì)生成難揮發(fā)化合物。例：火焰原子吸收法測定鈣，磷酸鹽的存在會生成難揮發(fā)的Ca2P2O7，加入EDTA，生成EDTA-Ca絡(luò)合物，該絡(luò)合物在火焰中易于原子化，避免磷酸根與鈣作用。常用的保護劑：EDTA、8-羥基喹林、乙二醇等。（3）加入保護劑待測元素形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，防止待測元電離干擾及其抑制

某些易電離元素在火焰中產(chǎn)生電離，使基態(tài)原子數(shù)減少，降低了元素測定的靈敏度，這種干擾稱為電離干擾。電離干擾的程度與火焰溫度及元素種類有關(guān)。消除和抑制電離干擾的方法

采用低溫火焰或在試液中加入過量的更易電離的化合物(消電離劑)，能夠有效地抑制待測元素的電離。在火焰溫度下，消電離劑首先電離，產(chǎn)生大量的電子，抑制了被測元素的電離。例：測定鈣時存在電離干擾，加入一定量消電離劑KCl可以抑制鈣的電離干擾常用的消電離劑：CsCl、KCl、NaCl等電離干擾及其抑制某些易電離元素在火焰中產(chǎn)生電離，使基光譜干擾及其抑制

光譜干擾主要分為譜線干擾和背景干擾兩種。主要來源于光源和原子化器。1.譜線干擾和抑制發(fā)射線的鄰近線的干擾：指空心陰極燈的元素、雜質(zhì)或載氣元素的發(fā)射線與待測元素共振線的重疊干擾。吸收線重疊的干擾：指試樣中共存元素吸收線與待測元素共振線的重疊干擾。譜線干擾的抑制：減小單色器的光譜通帶寬度，提高儀器的分辨率，使元素的共振線與干擾譜線完全分開?；蜻x擇其它吸收線等方法抑制譜線干擾。光譜干擾及其抑制光譜干擾主要分為譜線干擾和背景干背景干擾和抑制

背景干擾主要是指原子化過程中產(chǎn)生的分子吸收和固體微粒產(chǎn)生的光散射干擾效應(yīng)。

分子吸收干擾主要來源于在原子化過程中生成的氣體分子、單氧化物、單氫氧化物、鹽類分子對元素共振線的吸收。其產(chǎn)生的背景干擾比較嚴重。

光散射干擾是固體微粒對共振線的散射造成的假吸收，當吸收線在短波且基體濃度很高時，光散射干擾較嚴重。背景干擾和抑制背景干擾主要是指原子化過程中產(chǎn)生的分子原子吸收定量分析方法一、定量分析方法（一）標準曲線法

配制一系列濃度不同的標準溶液，在相同測定條件下，測定標準系列溶液和待測試樣溶液的吸光度，繪制A-c標準曲線，由待測溶液的吸光度值在標準曲線上得到其含量。（二）標準加入法

當試樣組成復(fù)雜，待測元素含量很低時，應(yīng)采用標準加入法進行定量分析。原子吸收定量分析方法一、定量分析方法（一）標準曲線法（一）靈敏度

1.靈敏度（S）

——指在一定濃度時，測定值（吸光度）的增量(ΔA)與相應(yīng)的待測元素濃度(或質(zhì)量)的增量(Δc或Δm)的比值（即分析校正曲線的斜率）：

Sc=ΔA/Δc

或

Sm=ΔA/Δm二、靈敏度和檢出限習(xí)慣上用特征濃度和特征質(zhì)量表征靈敏度AAS的定量分析（一）靈敏度二、靈敏度和檢出限習(xí)慣上用特征濃度和特征質(zhì)量表征2．石墨爐法D=sV3/A單位：g1．火焰法

D=s3/A單位：μgmL-1s為試液的質(zhì)量濃度，V為試液進樣體積，A為試液的吸光度。為至少十次連續(xù)測量空白值得標準偏差。適當置信度下，能檢測出的待測元素的最低濃度或最低質(zhì)量。用接近于空白的溶液，經(jīng)若干次重復(fù)測定所得吸光度的標準偏差的3倍求得。（二）檢出限AAS的定量分析2．石墨爐法D=sV3/A單原子發(fā)射光譜法AtomicEmissionSpectroscopy(AES)英語表達原子發(fā)射光譜法AtomicEmissionSpectro幾種光譜線共振線電子由激發(fā)態(tài)直接返回到基態(tài)時所輻射的譜線第一共振線由第一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時所輻射的譜線（主共振線、最靈敏線）最后線（持久線）原子濃度降低以至于趨近于零時，所能觀察到的最后消失的譜線分析線用來判斷某種元素是否存在及其含量的線幾種光譜線共振線電子由激發(fā)態(tài)直接返回到基態(tài)時所輻射的譜線第一幾種光譜線

進行分析時所使用的譜線稱為分析線。如果只見到某元素的一條譜線，不可斷定該元素確實存在于試樣中，因為有可能是其它元素譜線的干擾。檢出某元素是否存在必須有兩條以上不受干擾的最后線與靈敏線。

靈敏線是元素激發(fā)電位低、強度較大的譜線，多是共振線。

最后線

是指當樣品中某元素的含量逐漸減少時，最后仍能觀察到的幾條譜線。幾種光譜線進行分析時所使用的譜線稱為分析線

光源

電弧

火花

激光

等離子體光源光源電弧ICP的一般特點及應(yīng)用溫度高，感應(yīng)區(qū)10000K，通道6000-8000K，且有大量大能態(tài)Ar原子存在，故有很強的激發(fā)和電離能力，可激發(fā)難激發(fā)的元素，有離子線；靈敏度高，檢出限低，相對檢出限可達ppb級，微量及痕量分析應(yīng)用范圍寬，可達70多種；穩(wěn)定性好，RSD在1-2%，線性范圍4-6個數(shù)量級；不用電極，無電極污染；背景發(fā)射和自吸效應(yīng)小，抗干擾能力強。

ICP應(yīng)用較廣，但需大量Ar，設(shè)備復(fù)雜，粉末進樣不完善等因素限制了使用。ICP的一般特點及應(yīng)用溫度高，感應(yīng)區(qū)10000K，通道600書本知識點書本知識點儀器分析知識點儀器分析知識點認真看我上課的ppt對我所講的內(nèi)容要理解而不是死記課后作業(yè)選擇性看，書上例題認真看考試時間：1月8號上午8:00-10:00教室：電101,電110,電201認真看我上課的ppt北京化工大學(xué)期末考試儀器分析總結(jié)-1課件

學(xué)習(xí)內(nèi)容回顧電化學(xué)分析氣相色譜法、液相色譜法光譜分析法導(dǎo)論原子發(fā)射光譜原子吸收光譜紫外-可見吸收光譜法紅外吸收光譜核磁共振光譜法質(zhì)譜分析法

各種光譜方法原理及區(qū)別學(xué)習(xí)內(nèi)容回顧電化學(xué)分析各種光譜方法原理及區(qū)1.什么是電化學(xué)分析?

將化學(xué)變化與電的現(xiàn)象緊密聯(lián)系起來的學(xué)科便是電化學(xué)。應(yīng)用電化學(xué)的基本原理和實驗技術(shù)，依據(jù)物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)來測定物質(zhì)組成及含量的分析方法稱之為電化學(xué)分析或電分析化學(xué)。2電位分析法(習(xí)題1)

電位分析法是利用化學(xué)電池內(nèi)電極電位與溶液中某種組份濃度的對應(yīng)關(guān)系，實現(xiàn)定量測定的一種電化學(xué)分析法。電位分析法分為直接電位法和電位滴定法兩類。直接電位法是通過測量電池電動勢來確定待測物質(zhì)濃度的方法；電位滴定法是通過測量滴定過程中電池電動勢的變化來確定終點的滴定分析法。電化學(xué)分析1.什么是電化學(xué)分析?電化學(xué)分析參比電極和指示電極有哪些類型？它們的主要作用是什么？

(習(xí)題2)參比電極包括標準氫電極（SHE），標準氫電極是最精確的參比電極，是參比電極的一級標準。實際工作中常用的參比電極是甘汞電極和銀-氯化銀電極。參比電極電位恒定，其主要作用是測量電池電動勢，計算電極電位的基準。指示電極包括金屬-金屬離子電極，金屬-金屬難溶鹽電極，汞電極，惰性金屬電極，離子選擇性電極。指示電極能快速而靈敏的對溶液中參與半反應(yīng)的離子活度或不同氧化態(tài)的離子的活度比，產(chǎn)生能斯特響應(yīng)，主要作用是測定溶液中參與半反應(yīng)的離子活度。電化學(xué)分析參比電極和指示電極有哪些類型？它們的主要作用是什么？電化學(xué)分電化學(xué)分析4.如何估計離子選擇性電極的選擇性？離子選擇性電極有哪些性能指標?

(習(xí)題7)P14-15對離子選擇性電極的選擇性一般用電位選擇系數(shù)Kij來估量,其意義為在實驗條件相同時，產(chǎn)生相同的電位的待測離子活度αi與干擾離子αj的比值，Kij=αi/αj其值越小，表示電極選擇性越好，離子j對離子i的干擾越小。電化學(xué)分析4.如何估計離子選擇性電極的選擇性？離子選擇性電電化學(xué)分析玻璃膜鈉離子選擇性電極對鉀離子的選擇性系數(shù)是0.002，這說明該電極對鈉離子的敏感程度是鉀離子的(B)。(A)0.002倍(B)500倍(C)2000倍(D)5000倍電化學(xué)分析玻璃膜鈉離子選擇性電極對鉀離子的選擇性系數(shù)是0.0電化學(xué)分析4.直接電位法測定離子活度的方法有哪些？哪些因素影響測定的準確度？

(習(xí)題8)直接電位法測定離子活度的方法有標準曲線法和標準加入法。影響測定的準確度因素有溫度、電動勢測量的準確度、干擾離子的干擾作用、溶液的酸度、待測離子的濃度、電位平衡時間。電化學(xué)分析4.直接電位法測定離子活度的方法有哪些？哪些因素影電化學(xué)分析重點掌握各種參比電極和指示電極的構(gòu)造和原理以及各種電極電位與什么濃度有關(guān)（公式2-5，2-6，2-7，2-8等）。選擇性系數(shù)的定義及物理意義（P14-15）如何確定電位滴定終點（P19）？重點掌握玻璃電極（原理，公式，如何活化等等）測定pH值的原理,參比電極和指示電極是什么?電化學(xué)分析重點掌握各種參比電極和指示電極的構(gòu)造和原理以及各種電化學(xué)分析書本重點電化學(xué)分析書本重點

色譜分析法引論掌握色譜基本定性和定量參數(shù)意義

掌握分配系數(shù)和保留行為的關(guān)系

掌握塔板理論和速率理論基本原理和應(yīng)用方法

應(yīng)用塔板理論計算柱效等參數(shù).色譜分析法引論掌握色譜基本定性和定量參數(shù)意義

掌基本概念保留時間（tR）死時間（t0)調(diào)整保留時間（tR′)保留體積VR

死體積V0調(diào)整保留體積（VR′)標準差（σ）半峰寬（W1/2=2.354σ

）峰寬（W=4σ

）容量因子（k)理論塔板高度（H）與理論塔板數(shù)（n)渦流擴散項（Ａ）縱向擴散項（Ｂ／ｕ）傳質(zhì)阻力項（Ｃｕ）分離度（Ｒｓ）基本概念保留時間（tR）死時間（t0)主要計算公式容量因子k′分配系數(shù)K分配系數(shù)比k調(diào)整保留時間tR′

調(diào)整保留體積VR′

分配系數(shù)和保留行為的關(guān)系理論塔板數(shù)和有效理論塔板數(shù)分離度塔板高度和有效塔板高度范.弟姆特方程式分離方程式分離度和柱長的關(guān)系主要計算公式容量因子k′分配系數(shù)K分配系數(shù)比k調(diào)整保留時間色譜流出曲線根據(jù)色譜峰的個數(shù)，可以判斷樣品中所含組分的最少個數(shù)；根據(jù)色譜峰的保留值，可以進行定性分析；根據(jù)色譜峰的面積或峰高，可以進行定量分析；根據(jù)色譜峰的保留值及其區(qū)域?qū)挾?，可以評價色譜柱分離效能；根據(jù)色譜峰兩峰間的距離，可以評價固定相（或流動相）選擇是否合適。色譜流出曲線根據(jù)色譜峰的個數(shù)，可以判斷樣品中所含組分的最少個保留時間tR—進樣到出現(xiàn)色譜峰頂點的時間保留體積VR—進樣到出現(xiàn)色譜峰最大時消耗的流動相體積死時間t0—流動相流過色譜柱的時間死體積V0—色譜柱的空隙體積校正保留時間校正保留體積保留值保留時間tR—進樣到出現(xiàn)色譜峰頂點的時間校正保留時間校正基線：無組分通過色譜柱時，檢測器的噪音隨時間變化的曲線。峰寬的相關(guān)術(shù)語（3種表示方法）峰底寬Wb：色譜峰兩側(cè)拐點上的切線在基線上的截距半峰寬W1/2：峰高一半處對應(yīng)的峰寬標準偏差：正常色譜峰的兩個拐點間距離的一半W1/2=2.354σ

峰寬W=4σ

基線：無組分通過色譜柱時，檢測器的噪音隨時間變化的曲線。峰寬相對保留值，選擇性因子()色譜法基本概念----

調(diào)整保留時間之比，表示固定相對這兩種組分的選擇性相對保留值，選擇性因子()色譜法基本概念----調(diào)整分配系數(shù)K（熱力學(xué)性質(zhì)）

一定溫度下，組分在固定相和流動相之間分配達平衡時的濃度比。K只與固定相和被分離物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)K值的差別是分離的先決條件，差別越大，分離的可能性越大K值大的組分后出峰分配系數(shù)K（熱力學(xué)性質(zhì)）一定溫度下，組分在固分配比（容量因子）： 一定溫度與壓力下兩相達平衡后， 組分在固定相和流動相量的比值固定相重量流動相重量K與k的關(guān)系：容量因子k與保留值的關(guān)系:分配比（容量因子）： 一定溫度與壓力下兩相達平衡后， 組分在塔板理論---

柱效能指標

色譜柱長：L

虛擬的塔板間距離：H

色譜柱的理論塔板數(shù)：n

則三者的關(guān)系為：塔板理論---柱效能指標色譜柱長：L塔板理論---

柱效能指標理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系(記住公式)

tR:保留時間;W1/2：半峰寬；Wb:峰底寬；H：理論塔板高度；L：色譜柱長度；n:理論塔板數(shù)；n有效：有效理論塔板數(shù)；H有效：有效塔板高度塔板理論---柱效能指標理論塔板數(shù)與色譜參數(shù)之間的關(guān)系(塔板數(shù)n是色譜柱的特征參數(shù)。當色譜柱長度一定時，塔板數(shù)n

越大(塔板高度H越小)，柱效能則越高，所得色譜峰越窄。不同物質(zhì)在同一色譜柱上的分配系數(shù)不同，用有效塔板數(shù)和有效塔板高度作為衡量柱效能的指標時，應(yīng)指明測定物質(zhì)。柱效不能表示被分離組分的實際分離效果，當兩組分的分配系數(shù)K相同時，無論該色譜柱的塔板數(shù)多大，都無法分離。塔板理論無法解釋同一色譜柱在不同的載氣流速下柱效不同的實驗結(jié)果，也無法指出影響柱效的因素及提高柱效的途徑（實際用用受到限制）。塔板理論---

幾點說明塔板數(shù)n是色譜柱的特征參數(shù)。當色譜柱長度一定時，塔板數(shù)n速率理論

---

影響柱效能的因素速率方程（也稱范.弟姆特方程式）:

H=A+B/u+C·u

H：理論塔板高度，u：載氣的線速度(cm/s)A：渦流擴散系數(shù)；B：分子擴散系數(shù)；C：傳質(zhì)阻力系數(shù)速率理論---影響柱效能的因素速率方程（也稱范.弟姆特方速率理論

---

影響柱效能的因素：譜帶展寬柱內(nèi)效應(yīng)

速率方程（也稱范.弟姆特方程式）:

H=A+B/u+C·u

H：理論塔板高度，u：載氣的線速度(cm/s)A：渦流擴散系數(shù)；B：分子擴散系數(shù)；C：傳質(zhì)阻力系數(shù)速率理論---影響柱效能的因素：譜帶展寬柱內(nèi)效應(yīng)速率方

影響譜帶展寬柱外效應(yīng)進樣器死體積大、進樣量大，進樣速度慢；柱前后連接管道死體積大；檢測器死體積大。影響譜帶展寬柱外效應(yīng)進樣器死體積大、進樣量大，進樣速度慢；分離度

塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對的實際分離程度。即柱效為多大時，相鄰兩組份能夠被完全分離。難分離物質(zhì)對的分離度大小受色譜過程中兩種因素的綜合影響：保留值之差──色譜過程的熱力學(xué)因素；區(qū)域?qū)挾醛ぉどV過程的動力學(xué)因素。

色譜分離中的四種情況如圖所示：①柱效較高，△K(分配系數(shù))較大,完全分離；②△K不是很大，柱效較高，峰較窄，基本上完全分離；③柱效較低，△K較大,但分離的不好；④△K小，柱效低，分離效果更差。分離度塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對分離度塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對的實際分離程度。柱效為多大時，相鄰兩組份能夠被完全分離。難分離物質(zhì)對的分離度大小受色譜過程中兩種因素的綜合影響：保留值之差──色譜過程的熱力學(xué)因素；區(qū)域?qū)挾醛ぉどV過程的動力學(xué)因素。由此可見，單獨用柱效或選擇性不能真實反映組分在色譜柱中分離情況，故需引人一個綜合性指標——分離度R。分離度是既能反映柱效率又能反映選擇性的指標，稱總分離效能指標。分離度塔板理論和速率理論都難以描述難分離物質(zhì)對的實際分離程度分離度的表達式定義：相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰底寬總和之半的比值(記住公式)

。分離度的表達式定義：相鄰兩組分色譜峰保留值之差與兩組分色譜峰提高分離度的途徑(1)(記住公式)

1.提高柱效(1)增加柱長:n增加2倍時R只增大1.4倍(2)降低塔板高度H:是提高分離度的最好方法提高分離度的途徑(1)(記住公式)分離度與柱效的關(guān)系(記住公式)

當固定相確定，被分離物質(zhì)對的α確定后，分離度將取決于n。這時，對于一定理論板高的柱子，分離度的平方與柱長成正比，即為了提高柱效，可采用的途徑：（1）采用直徑較小、粒度均勻的固定相；（2）控制較薄的液膜厚度；（3)選擇適宜的流動相、流速和溫度等。分離度與柱效的關(guān)系(記住公式)當固定相確定，被分離物質(zhì)對的定量校正因子（1）絕對質(zhì)量校正因子（2）相對質(zhì)量校正因子ｍi

為組分i的質(zhì)量；Ai為組分i的峰面積；As為標準物S的峰面積；fi為組分i的絕對校正因子；fs

為標準組分S的絕對校正因子。Fi/s為相對質(zhì)量校對因子為使檢測器產(chǎn)生的響應(yīng)信號能真實地反映出物質(zhì)的量比例系數(shù)f

i

：絕對校正因子為單位面積對應(yīng)的物質(zhì)量定量校正因子（1）絕對質(zhì)量校正因子（2）相對質(zhì)量校正因子ｍ相對校正因子的測量準確稱取被測組分和標準物質(zhì)，混合后在一定色譜條件下，準確進樣，分別準確測量相應(yīng)的峰面積，根據(jù)上式計算。相對校正因子的測量準確稱取被測組分和標準物質(zhì)，混合后在一定色相對響應(yīng)值相對響應(yīng)值指組分i與等量標準組分S的響應(yīng)值之比，它與相對校正因子互為倒數(shù)。

f

i=1/Si

相對響應(yīng)值相對響應(yīng)值指組分i與等量標準組分S的響應(yīng)值之比，它內(nèi)標法定義：以樣品中不含的標準品（內(nèi)標物），加到樣品中作對照物質(zhì)，對比求算待測組分含量的方法。如何操作：在用內(nèi)標法做色話定量分析時，先配制不同重量比的被測組分和內(nèi)標樣品的混合物做色譜分析，測量峰面積，做重量比和面積比的關(guān)系曲線，此曲線即為標準曲線。在實際樣品分析時所采用的色譜條件應(yīng)盡可能與制作標準曲線時所用的一致。如何選擇內(nèi)標物：（1）試樣中不含有該物質(zhì)；（2）與被測組分性質(zhì)比較接近；（3）不與試樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（4）出峰位置應(yīng)位于被測組分附近。內(nèi)標法定義：以樣品中不含的標準品（內(nèi)標物），加到樣品中作對照外標法（標準曲線法）定義：用待測組分的純品作對照物質(zhì)，以對照物質(zhì)和樣品中待測組分的響應(yīng)信號相比較進行定量的方法。如何操作：用對照物質(zhì)配制一系列濃度的對照品溶液確定工作曲線，求出斜率、截距。在完全相同的條件下，準確進樣與對照品溶液相同體積的樣品溶液，根據(jù)待測組分的信號，從標準曲線上查出其濃度，或用回歸方程計算，工作曲線法也可以用外標二點法代替。特點：操作和計算簡便，不必用校正因子，但要求色譜操作條件穩(wěn)定，進樣重現(xiàn)性好。

外標法（標準曲線法）定義：用待測組分的純品作對照物質(zhì)，以對照

固定液：高沸點難揮發(fā)的有機化合物，種類繁多。1．對固定液的要求應(yīng)對被分離試樣中的各組分具有不同的溶解能力，較好的熱穩(wěn)定性，并且不與被分離組分發(fā)生不可逆的化學(xué)反應(yīng)。2．選擇的基本原則

“相似相溶”，選擇與試樣性質(zhì)相近的固定相。氣液色譜固定液固定液：高沸點難揮發(fā)的有機化合物，種類繁多。氣液色譜固定液的選擇

氣－液色譜，應(yīng)根據(jù)“相似相溶”的原則①分離非極性組分時，通常選用非極性固定相。各組分按沸點順序出峰，低沸點組分先出峰。②分離極性組分時，一般選用極性固定液。各組分按極性大小順序流出色譜柱，極性小的先出峰。③分離非極性和極性的（或易被極化的）混合物，一般選用極性固定液。此時，非極性組分先出峰，極性的（或易被極化的）組分后出峰。④醇、胺、水等強極性和能形成氫鍵的化合物的分離，通常選擇極性或氫鍵性的固定液。⑤組成復(fù)雜、較難分離的試樣，通常使用特殊固定液，或混合固定相。固定液的選擇氣－液色譜，應(yīng)根據(jù)“相似相溶”的原控溫系統(tǒng)

K是熱力學(xué)常數(shù)，隨溫度變化，溫度越高，K值越小，因此保留時間越短，據(jù)此，可通過柱溫調(diào)節(jié)分離程度。恒溫程序升溫：在一個分析周期內(nèi)，按一定程序不斷改變柱溫提高溫度程序升溫控溫系統(tǒng)恒溫提高溫度程序升溫檢測器性能評價指標響應(yīng)值（或靈敏度）S

：在一定范圍內(nèi)，信號E與進入檢測器的物質(zhì)質(zhì)量m呈線性關(guān)系：

E=SmS=E/m

單位：

mＶ/（mg/cm3）；（濃度型檢測器）

mＶ/（mg/s）；（質(zhì)量型檢測器）

S表示單位質(zhì)量的物質(zhì)通過檢測器時，產(chǎn)生的響應(yīng)信號的大小。S值越大，檢測器（也即色譜儀）的靈敏度也就越高。檢測信號通常顯示為色譜峰，則響應(yīng)值也可以由色譜峰面積（A）除以試樣質(zhì)量求得：

S=A/m檢測器性能評價指標響應(yīng)值（或靈敏度）S：在一定范圍內(nèi)，信號檢測限（DetectionLimit）3倍噪音所相當?shù)奈镔|(zhì)的量稱為檢測限N為噪音，單位為mV線性范圍（Linearrange）指檢測器信號與樣品濃度（或量）之間成正比關(guān)系的范圍。噪聲:無樣品通過檢測器時基線的起伏，決定著能被檢測到的濃度。檢測限（DetectionLimit）N為噪音，單位為mV氣相色譜分離條件的選擇1.柱長獲得足夠分離的合適長度

柱長L

理論塔板數(shù)N

峰寬W

分離時間t2.載氣及流速選擇速率理論：H=A+B/u+Cu塔板高度H最小，柱效最高。3.柱溫：盡可能采用較低柱溫，考慮固定液的最高使用溫度。采用程序升溫。4.進樣量：色譜柱越粗、越長、固定液含量越高，容許進樣量越大。5.

載體粒度選擇：粒度越小，填裝越均勻，柱效越高，但也要考慮阻力和柱壓。氣相色譜分離條件的選擇1.柱長獲得足夠分離的合適長度3柱長和柱內(nèi)徑的選擇增加柱長對提高分離度有利（但組分的保留時間tR

↑，且柱阻力↑，不便操作;柱長的選用原則是在能滿足分離目的的前提下，盡可能選用較短的柱，有利于縮短分析時間;填充色譜柱的柱長通常為1~3米，內(nèi)徑3~4厘米。柱長和柱內(nèi)徑的選擇增加柱長對提高分離度有利（但組分的保留時間柱溫的確定柱溫↓，分離度↑，分析時間↑。對于難分離物質(zhì)對，降低柱溫雖然可在一定程度內(nèi)使分離得到改善，但是不可能使之完全分離，這是由于兩組分的相對保留值增大的同時，兩組分的峰寬也在增加，當后者的增加速度大于前者時，兩峰的交疊更為嚴重;

柱溫一般選擇在接近或略低于組分平均沸點時的溫度;

組分復(fù)雜，沸程寬的試樣，采用程序升溫。柱溫的確定柱溫↓，分離度↑，分析時間↑。對于難分離物質(zhì)對，降氣相色譜定性分析（1）保留時間定性法（已知物對照方法） 在一定的色譜系統(tǒng)和操作條件下，每種物質(zhì)都有一定的保留時間，如果在相同色譜條件下，未知物的保留時間與標準物質(zhì)相同，則可初步認為它們?yōu)橥晃镔|(zhì)。 2.

保留指數(shù)定性氣相色譜定性分析（1）保留時間定性法（已知物對照方法）2.液相檢測器

用來連續(xù)監(jiān)測經(jīng)色譜柱分離后的流出物的組成和含量變化的裝置。紫外-可見檢測器熒光檢測器電化學(xué)檢測器蒸發(fā)光散射檢測器質(zhì)譜檢測器液相檢測器用來連續(xù)監(jiān)測經(jīng)色譜柱分離后的流出物的組成和含量變

GCHPLC流動相惰性氣體（無親和性，只起運載作用）氣體、沸點較低的化合物不同極性的液體（有一定親和作用）溫度

較高一般室溫分析對象高沸點、不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物、生物大分子、高分子化合物GC與HPLC比較梯度洗脫和程序升溫

流動相分析對象高沸點、不穩(wěn)定的天然產(chǎn)物、生物大分子、高分子書本知識點書本知識點光譜分析法光譜分析法導(dǎo)論原子發(fā)射光譜原子吸收光譜紫外-可見吸收光譜法紅外吸收光譜核磁共振光譜法光譜分析法光譜分析法導(dǎo)論

電磁輻射電磁輻射(電磁波)

是一種以巨大速度通過空間而不需要任何物質(zhì)作為傳播媒介的光量子流，它具有波、粒二象性。波動性：有反射、衍射、干涉、折射和偏振等現(xiàn)象

微粒性：與物質(zhì)相互作用時有發(fā)射和吸收現(xiàn)象（普朗克公式）電磁輻射的二象性：左邊為粒子性（能量）,右邊為波動性（用波長、波數(shù)、頻率等物理量表征）。電磁輻射電磁輻射(電磁波)是一種以巨大速度通過空間而不需光譜法與非光譜法的區(qū)別光譜法：內(nèi)部能級發(fā)生變化原子吸收/發(fā)射光譜法：基于物質(zhì)原子外層電子能級躍遷（原子吸收分光光度法、原子發(fā)射光譜法）。分子吸收/發(fā)射光譜法：基于分子外層電子能級躍遷（紫外-可見光度法、紅外分光光度法）非光譜法：內(nèi)部能級不發(fā)生變化僅測定電磁輻射性質(zhì)改變（反射、折射、干涉、衍射和偏振）光譜法與非光譜法的區(qū)別光譜法：內(nèi)部能級發(fā)生變化分子光譜ΔΕr

0.005～0.050eV遠紅外光譜(分子轉(zhuǎn)動能級躍遷)ΔΕv

0.05～１eV紅外光譜(分子振動能級躍遷)ΔΕe

1～20eV紫外—可見光譜(分子的電子能級躍遷，振動和轉(zhuǎn)動能級躍遷)分子光譜ΔΕr0.005～0.050eV遠紅外光本章重點熟悉電磁輻射的定義及其基本性質(zhì):二象性的意義；2.掌握電磁波譜的分區(qū)及各類電磁波譜的波長(頻率)

范圍和相應(yīng)的能級躍遷類型；3.掌握電磁波譜的波長、波數(shù)、頻率以及能量之間的相互關(guān)系及運算方法；掌握分子光譜和原子光譜、吸收光譜和發(fā)射光譜的特點和區(qū)別；5.掌握根據(jù)電磁輻射的發(fā)射及其與物質(zhì)相五作用的原理建立的常用光譜的類型、產(chǎn)生機理和特點。本章重點熟悉電磁輻射的定義及其基本性質(zhì):二象性的意義；概述原子吸收光譜法：又稱原子吸收分光光度法

根據(jù)物質(zhì)的基態(tài)原子蒸氣對同類原子的特征輻射的吸收作用來進行元素定量分析的方法。原子吸收光譜分析的基本過程：

如欲測定試樣中某元素含量，用該元素的銳線光源發(fā)射出特征輻射，試樣在原子化器中被蒸發(fā)、解離為氣態(tài)基態(tài)原子，當元素的特征輻射通過該元素的氣態(tài)基態(tài)原子區(qū)時，元素的特征輻射因被氣態(tài)基態(tài)原子吸收而減弱，經(jīng)過色散系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)后，測得吸光度，根據(jù)吸光度與被測定元素的濃度線性關(guān)系，從而進行元素的定量分析。概述原子吸收光譜法：又稱原子吸收分光光度法AAS的基本原理一、共振線

1.原子的能級與躍遷

基態(tài)第一激發(fā)態(tài),吸收一定頻率的輻射能量。產(chǎn)生的吸收線叫共振吸收線（簡稱共振線）——

吸收光譜激發(fā)態(tài)基態(tài)，發(fā)射出一定頻率的輻射。所釋放的光線叫共振發(fā)射線（也簡稱共振線）——發(fā)射光譜

2.元素的特征譜線

1）各種元素的原子結(jié)構(gòu)和外層電子排布不同躍遷吸收能量不同——具有特征性

2）各種元素的基態(tài)第一激發(fā)態(tài)最易發(fā)生、吸收最強、最靈敏線，特征譜線

3）AAS就是利用處于基態(tài)的待測原子蒸氣對從光源發(fā)射的特征譜線(共振線)的吸收進行定量分析。AAS的基本原理一、共振線原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。實際上用特征吸收頻率左右范圍的輻射光照射時，獲得一峰形吸收：具有一定寬度。

2.吸收線的輪廓和變寬AAS的基本原理3.吸收峰變寬原因原子結(jié)構(gòu)較分子結(jié)構(gòu)簡單，理論上應(yīng)產(chǎn)生線狀光譜吸收線。2.三、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度（理解該公式）

在原子化過程中，多數(shù)原子處于基態(tài)，有部分原子成為激發(fā)態(tài)原子。在處于一定條件的熱平衡狀態(tài)下，激發(fā)態(tài)原子數(shù)Ni與基態(tài)原子數(shù)N0之間的關(guān)系可用波耳茲曼（Boltzmann)方程表示

gi和gO分別為激發(fā)態(tài)和基態(tài)的統(tǒng)計權(quán)重，Ei表示激發(fā)能。溫度越高，Ni/N0值越大。通常原子化火焰溫度低于3000K，激發(fā)態(tài)原子數(shù)Ni與基態(tài)原子數(shù)No之比較小,<1%.

可以用基態(tài)原子數(shù)代表待測元素的原子總數(shù)N。AAS的基本原理三、基態(tài)原子數(shù)與原子化溫度（理解該公式）在原子化過例題計算2000K和3000K時,Na589.0nm的激發(fā)態(tài)與基態(tài)原子數(shù)之比各為多少？已知gi/g0=2解：T=2000K：T=3000K：例題計算2000K和3000K時,Na589.0nm的激

試樣經(jīng)原子化后獲得的原子蒸氣吸收銳線光源的輻射并遵守朗伯-比爾定律：

當吸收厚度一定，在一定實驗條件下，吸光度與被測元素的含量成線性關(guān)系?！游諟y量的基本關(guān)系式

A=KCAAS的基本原理IOIL試樣經(jīng)原子化后獲得的原子蒸氣吸收銳線光源的輻射并遵守

原子吸收光譜分析的儀器空心陰極燈火焰棱鏡光電管原子吸收光譜分析的儀器包括四大部分光源原子化器單色器檢測器原子吸收光譜分析的儀器空心陰極燈火焰棱鏡光電管原子吸收光一、光源（1）能發(fā)射待測元素的共振線；（2）能發(fā)射銳線；（3）輻射光強度大，穩(wěn)定性好。（30分鐘漂移不超過1%）（4）背景低（低于特征共振輻射強度的1%）

1、作用：發(fā)射被測元素的特征共振輻射光源應(yīng)滿足如下要求：一、光源（1）能發(fā)射待測元素的共振線；1、作用：發(fā)射被測元常見的光源：空心陰極燈石英窗陽極陰極云母屏蔽惰性氣體：氖或氬HCL的優(yōu)缺點及注意事項常見的光源：空心陰極燈石英窗陽極陰極云母屏蔽惰性氣體：氖或氬二、原子化系統(tǒng)1.作用：

將試樣蒸發(fā)并使待測元素轉(zhuǎn)變成基態(tài)原子蒸氣。2.原子化方法：火焰原子化法非火焰原子化法—電熱高溫石墨管，激光。3.火焰原子化裝置由四部分組成：

霧化器

霧化室

供氣系統(tǒng)

燃燒器二、原子化系統(tǒng)1