儀器分析李圣男廣東科貿職業(yè)學院

食品與生物工程學院第

一

章緒論一、儀器分析法特點二、基本內容和分類三、發(fā)展方向（一）：儀器分析法

靈敏度高，檢測限低，比較適合于微量(0.01%～1%)、痕量(＜0.01%)和超痕量(約0.0001%)的分析。選擇性好，許多儀器分析方法可以通過選擇或調整測定的條件，不經分離而同時測定混合的組分。操作簡便，分析速度快，易于實現自動化和智能化。應用范圍廣，不但可以做組分及含量的分析，在狀態(tài)、結構分析上也有廣泛的應用。分類被測物理性質相應的分析方法光學分析法輻射的吸收原子吸收光譜法紫外-可見吸收光譜法原子熒光光譜法電化學分析法電學和電化學性質直接電位法電位電位滴定法色譜分析法兩相間的分配氣相色譜法、高效液相色譜法其他分析方法質荷比質譜法計算機技術在儀器分析中的應用將更加普遍和深入，智能化的儀器分析方法將逐漸成為常規(guī)分析的重要手段。分析儀器的微型化、智能化正在加速，微分析系統已成氣候。儀器分析中各種方法的聯用日益普及，無疑為分析解決復雜問題提供了更有力的手段。儀器分析進一步與生物、醫(yī)學、環(huán)保等領域結合，向更全面、更靈敏、更可靠、更快速的方向發(fā)展。第

二

章紫外-可見分光光度法一、光的性質、分類二、基本原理三、紫外-可見分光光度計四、應用（定性、定量方法）（一）：溶液的顏色ABC（二）：目視比色法例如：快速測試水中游離氯和總氯含量。（三）：光式中，c為光速，真空約3.0×1010cm/s；ν為頻率，Hz；λ為波長，nm。式中，E為光子能量，eV；h為普朗克常數，6.626×10-34J·s；ν為頻率，Hz。不同波長的光能量不同，λ越長，ν越低，E愈?。沪嗽蕉?，ν越高，E愈大。

（四）：電磁波譜凡是能被人類眼睛感覺到的光稱為可見光，其波長范圍為400～780nm。（五）：單色光和復合光七種顏色的光混合為白光，兩種特定的單色光按一定強度比例也可混合為白光，稱這兩種光為互補光。650～780nm600～650nm580～600nm500～580nm490～500nm480～490nm450～480nm400～450nm（五）：物質對光的選擇性吸收當一束白光通過某透明溶液時，如果該溶液對可見光區(qū)各波長的光都不吸收，即入射光全部通過溶液，這時看到的溶液透明無色。當該溶液對可見光區(qū)各種波長的光全部吸收時，此次看到的溶液呈黑色。當一束白光通過KMnO4溶液時，該溶液選擇性地吸收了500～560nm的綠色光，而將其他的色光兩兩互補成白光而通過，只剩下紫紅色未被互補，所以KMnO4溶液呈現紫紅色。（五）：物質對光的選擇性吸收

T=?（五）：物質對光的選擇性吸收

AT（六）：物質的吸收光譜曲線吸收峰：曲線上吸收度最大的地方，它所對應的波長稱為最大吸收波長（λmax）。吸收谷：峰與峰之間吸收度最小的部分，該處的波長稱為最小吸收波長。肩峰：在一個吸收峰旁邊產生的一個曲折。末端吸收：在圖譜短波端呈現強吸收而不成峰形的部分。（六）：物質的吸收光譜曲線不同濃度的KMnO4溶液，其吸收曲線的形狀相似，λmax相同。所不同的是吸光度A隨濃度c的增加而增高。A與c之間是否存在一定關系？（六）：物質的吸收光譜曲線不同物質的吸收曲線，其形狀和λmax都各不相同。因此，吸收曲線可以提供物質的結構信息，并作為物質定性分析的依據之一。Fe2+-鄰二氮菲體系的光譜吸收曲線（六）：分子吸收光譜產生機理（一）：朗伯-比爾定律朗伯定律：光的吸收程度與光程長的關系？式中，b為液層厚度；k1為比例系數。比爾定律：光的吸收程度與濃度的關系？（一）：朗伯-比爾定律式中，c為溶液濃度；k2為比例系數。（一）：朗伯-比爾定律當溶液厚度和濃度都改變時，要考慮兩者同時對透過光的影響。將兩式合并，這就是在分光光度計測定中常用的朗伯-比爾吸收定律。其數學表達式為：A=kbc式中，k為比例常數或吸光系數（它與溶液性質、溫度和入射光波長有關）；b為液層厚度，cm；c為物質的量濃度或質量濃度，mol/L（或g/L）。朗伯-比爾定律表明：當一束平行單色光垂直透過均勻透明的稀溶液時，溶液對光的吸收程度與溶液的濃度及液層厚度的乘積成正比。（二）：吸光系數摩爾吸光系數ε的物理意義：當溶液濃度為1mol/L，液層厚度為1cm時，在一定波長下測得的吸光度值。摩爾吸光系數由實驗測得。在實際測量中，不能直接取1mol/L這樣高濃度的溶液去測量摩爾吸光系數，只能在稀溶液中測量后，換算成摩爾吸光系數。（三）：摩爾吸光系數①不隨濃度和液層厚度的改變而改變。在溫度和波長等條件一定時，吸光系數僅與吸收物質本身的性質有關，與待測物濃度無關，可作為定性鑒定的參數。②同一吸收物質在不同波長下的ε值是不同的。在最大吸收波長λmax處的摩爾吸光系數，常以εmax表示。εmax表明了該吸收物質最大限度的吸光能力，也反映了光度法測定該物質可能達到的最大靈敏度。③εmax越大表明該物質的吸光能力越強，用光度法測定該物質的靈敏度越高。εmax＞6×104L/(mol·cm)屬于高靈敏度；εmax在1×104～6×104L/(mol·cm)屬于中等靈敏度；εmax＜1×104L/(mol·cm)屬于低靈敏度。（四）：吸光度的加和性當溶液中有多種組分對光產生吸收時，且各組分之間不存在相互作用時，測該溶液在某一確定波長下的總吸光度等于各組分的吸光度之和，即吸光度具有加和性。

（五）：應用的條件①吸收發(fā)生在稀的、均勻的介質；②入射光必須是單色光；③在吸收過程中，吸收物質之間不能發(fā)生相互作用。（六）：偏離光吸收定律1.入射光非單色性引起偏離（六）：偏離光吸收定律2.溶液的化學因素引起偏離例如：2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O3.比爾定律的局限性引起偏離（只適用于c＜0.01mol/L的稀溶液）如何提高測定的準確度？首先應選擇比較好的單色器，其次還應將入射波長選定在待測物質的最大吸收波長且吸收曲線較平坦處。另外測定溶液應控制在c＜0.01mol/L的濃度范圍。最后，測量前的化學預處理工作十分重要（如控制好顯色反應條件、溶液的化學平衡等）。（一）：結構光源單色器吸收池檢測器信號顯示系統（二）：光源作用：供給符合要求的入射光。要求是：在使用波長范圍內提供連續(xù)的、強度足夠大、穩(wěn)定性良好的光譜，輻射能量隨波長的變化盡可能小，使用壽命長。紫外光光源：多為氣體放電光源，其中應用最多的是氫燈、氘燈和氙燈，其使用波長為185～375nm?？梢姽夤庠矗和ǔＳ面u燈做光源，最適宜的使用范圍為380～1000nm。目前不少分光光度計已采用鹵鎢燈代替鎢燈。（三）：單色器作用：把光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解成單色光，并能使所需要的某一波長的光通過。主要由狹縫、色散元件和透鏡系統組成。其中色散元件是關鍵部件，色散元件是棱鏡和反射光柵或兩者的組合，它能將連續(xù)光譜色散成為單色光。光柵的色散原理是以光的衍射現象和干涉現象為基礎的。利用不同波長的光在棱鏡內折射率不同將復合光色散為單色光的。√（三）：單色器（四）：吸收池吸收池又叫比色皿，是用于盛放待測液和決定透光液層厚度的器件。有玻璃吸收池和石英吸收池兩種。玻璃吸收池用于可見光光區(qū)測定，石英吸收池可用于可見光區(qū)及紫外光區(qū)。規(guī)格有：0.5cm、1.0cm、2.0cm、3.0cm和5.0cm等①拿取吸收池時，只能用手指接觸兩側的毛玻璃，不可接觸光學面。②不能將光學面與硬物或臟物接觸，只能用擦鏡紙或絲綢擦拭光學面。③凡含有腐蝕玻璃的物質（如F-、SnCl2、H3PO4等）的溶液，不得長時間盛放在吸收池中。④吸收池使用后應立即用水沖洗干凈。有色物污染可以用3mol/LHCl和等體積乙醇的混合液浸泡洗滌。生物樣品、膠體或其他在吸收池光學面上形成薄膜的物質要用適當的溶劑洗滌。⑤不得在火焰或電爐上進行加熱或烘烤吸收池。（四）：吸收池注意事項（五）：檢測器作用是利用光電效應將透過吸收池的光信號變成可測的電信號。常用的檢測器有光電池、光電管和光電倍增管。（六）：類型光源單色器吸收池檢測器單色器切光器吸收池檢測器單色器切光器吸收池檢測器光源參比池光源單色器單光束分光光度計：雙光束分光光度計：雙波長分光光度計：（一）：測量波長的選擇吸收光譜曲線最大吸收波長λmax最高分析靈敏度（二）：吸光度范圍當A=0.434時，吸光度測量誤差最小。為了使測量結果得到較高的準確度，一般應控制標準溶液和被測溶液吸光度的測量范圍在0.2～0.8之間。在實際工作中，可以通過調節(jié)被測溶液的濃度或使用厚度不同的吸收池等方法來調整待測溶液吸光度，使其在適宜的吸光度范圍內。（三）：顯色劑（三）：顯色劑鄰二氮菲是測定微量鐵的一種較好的顯色劑，又稱鄰菲啰啉，與Fe2+生成穩(wěn)定的橙色配合物。配合物的ε=1.1×104L/(mol·cm)，在一定酸度下（一般維持在pH為5～6），同時在還原劑存在下，顏色可保持幾個月不變。（四）：參比溶液的選擇（五）：干擾及消除方法1.控制酸度2.加入掩蔽劑3.改變干擾離子價態(tài)4.改變測定波長5.選擇合適的參比溶液6.分離干擾離子（一）：定性方法（二）：定量方法比較法：式中，cs，As——標準溶液的濃度和吸光度；cx，Ax——未知試液的濃度和吸光度。要求：cx與cs濃度應接近，且都符合吸收定律。此方法適于對個別樣品的測定。（二）：定量方法標準曲線法：①配制系列標準溶液②測定吸光度③作圖：以標準溶液濃度為橫坐標、吸光度為縱坐標，在坐標紙上繪制曲線，所得曲線即為標準曲線。④按與配制標準溶液相同的方法配制待測試液，在相同測量條件下測量試液的吸光度，然后在工作曲線上查出待測試液濃度。（二）：定量方法最小二乘法來確定直線回歸方程。設工作曲線的回歸方程：y=a+bx式中x——標準溶液的濃度；y——相應的吸光度。r——相關系數。r越接近于1，說明工作曲線線性好，一般要求所作工作曲線的r＞0.999。（二）：定量方法濃度（μg/mL）0246810吸光度00.2210.4520.6750.8911.112請確定工作曲線的直線回歸方程，并計算相關系數。（二）：定量方法在測定樣品時，應按相同的方法制備待測試液（為了保證顯色條件一致，操作時一般是試樣與標樣同時顯色），在相同測量條件下測量試液的吸光度，然后在工作曲線上查出待測試液的濃度。為了保證測定準確度，要求標樣與試樣溶液的組成保持一致，待測試液的濃度應在工作曲線線性范圍內，最好在工作曲線中部。工作曲線應定期校準，如果實驗條件變動（如更換標準溶液、所用試劑重新配制、儀器經過修理、更換光源等情況），工作曲線應重新繪制。如果實驗條件不變，那么每次測量只要帶一個標樣，校驗一下實驗條件是否符合，就可直接用此工作曲線測量試樣的含量。T6新悅可見分光光度計的原理和使用_嗶哩嗶哩_bilibili中國地質大學分析化學（武漢大學5版）帥琴51課時（下）_嗶哩嗶哩_bilibili中國地質大學分析化學（武漢大學5版