《光學(xué)分析及操作》環(huán)境與質(zhì)量檢測系添加老師姓名紅外光譜定量分析目標TARGET01掌握紅外光譜定量分析的原理02掌握紅外光譜定量分析的基本知識CONTENT01定量分析原理02樣品制備與處理03溶劑的選擇04樣品的濃度選擇05池厚的選擇06分析譜帶或分析波數(shù)的選擇07物質(zhì)吸光度的測定08物質(zhì)吸光系數(shù)的測定09思考題一、定量分析原理基本原理與其他分光光度法（紫外、可見分光光度法）一樣，紅外光譜定量分析是根據(jù)物質(zhì)組分的吸收峰強度來進行的，它的理論基礎(chǔ)是lambert-beer定律。二、樣品制備與處理紅外光譜法對樣品的要求樣品中不應(yīng)含有游離水樣品應(yīng)該是單一的純物質(zhì)樣品中被測組分的濃度和測量厚度要合適，使吸收強度適中，一般要使譜圖中大多數(shù)吸收峰的透射率處于15%-75%之間。紅外光譜的樣品可以是液體、固體或氣體，一般應(yīng)要求：三、溶劑的選擇對樣品溶解能力強紅外光譜定量分析通常都以溶液的形式進行測定。溶劑必須進行選擇，應(yīng)符合下列要求：與樣品不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)不腐蝕液體池窗片在選定的分析譜帶處不產(chǎn)生吸收或吸收很小一般選用四氯化碳、二硫化碳、環(huán)己烷和正庚烷等為溶劑。注意必須在通風柜或有排風設(shè)備的地方進行溶解，尤其是二硫化碳，要注意防火。四、樣品的濃度選擇選擇好樣品的濃度或厚度(液池池厚)，可獲得最佳的透射比區(qū)域(一般τ=20%～80%)。為提高分析結(jié)果的準確度，通常使用的樣品濃度(質(zhì)量分數(shù))為5%～20%。五、池厚的選擇液體吸收池池厚的數(shù)據(jù)準確與否，直接影響定量分析結(jié)果。測量池厚最常用的方法為干涉條紋法，此法只適用于0.01～0.5mm池厚的測量。將干凈的空白池放于紅外分光光度計的樣品光束(測量光路)中，掃描一段光譜范圍，可以得到一些清晰的干涉條紋，見圖1。圖1三個不同池厚的空液體池的干涉條紋注意五、池厚的選擇2.用池厚公式計算池厚液體池窗片必須平行，否則測不出干涉條紋，可拆開重裝。液體池間隔片應(yīng)經(jīng)常校驗或重新裝制(因使用中間隔片會被腐蝕而厚度逐漸變化)。對較厚的吸收池或因兩窗片的間隔片不平行而不出現(xiàn)干涉波紋的吸收池，可用已知吸收系數(shù)的標準物質(zhì)，用比爾定律進行測定。b——液體吸收池池厚，cm

υ1、υ2——某條干涉條紋上任取一段波長的兩波數(shù)，cm-1

n——兩波數(shù)υ１和υ２間所夾波的個數(shù)（υ1>υ2，υ1處n=0）式中：六、分析譜帶或分析波數(shù)的選擇1.分析譜帶的選擇要求所選定的分析譜帶(分析峰)適當與否，是定量分析的關(guān)鍵之一，通常按下列要求選定：所選譜帶不受或少受鄰近譜帶的干擾。所選譜帶吸收強度大。吸光度值必須落在所使用儀器的準確范圍內(nèi)(一般τ=20%～80%)。所選譜帶比較穩(wěn)定，其位置、峰形、吸光系數(shù)不受或基本不受溫度、濃度等分析條件的影響。峰形不宜太尖銳，峰形太銳的譜帶重復(fù)性差，但也不宜太寬。位置要盡量避開水蒸氣和二氧化碳的吸收峰，防干擾。對多組分分析時，所選定幾個分析譜帶應(yīng)盡可能不要離得太遠。用聯(lián)立方程法定量分析多組份混合物時，應(yīng)選用被測組分的吸光度大于其它組分在該波數(shù)處的吸光度總和的特征峰為分析峰。六、分析譜帶或分析波數(shù)的選擇2.分析譜帶選擇的操作在定量分析前先用被測組分的純物質(zhì)配成標準溶液。一定條件下，用一定儀器進行定性描譜。根據(jù)譜圖，按上述分析波數(shù)選擇要求（原則），進行分析波數(shù)選擇。在紅外吸收光譜譜圖中，其縱坐標為透射比τ，根據(jù)吸光度A的定義式，便可計算吸光度A值。七、物質(zhì)吸光度的測定1.峰高法測吸光度按紅外分光光度計操作程序操作。將儀器固定在所選分析譜帶(即分析波數(shù))處。校正儀器的透射比0%和100%。將裝有含被測組分溶液的吸收池放入樣品光路中，測得光譜圖。從光譜圖的縱坐標上讀出透射比τ1

。用同一吸收池裝入溶劑，放入樣品光路中，測得光譜圖，從譜圖的縱坐標上讀出溶劑的透射比τ2

。計算樣品的透射比τ：

τ=τ1－τ2求出樣品吸光度A：A=log（1/τ）必要時進行校正。七、物質(zhì)吸光度的測定2.基線法測量吸光度按紅外分光光度計操作程序操作校正儀器透射比0%和100%根據(jù)樣品組分吸收譜帶的位置，確定波數(shù)掃描范圍，將待測樣品放入樣品光路中根據(jù)樣品的形態(tài)，在參比光路中放置適當參比物(如鹽片，以便清除光路中光的反射損失及溶液的吸收等)進行波長掃描，記錄光譜圖此法為紅外光譜定量分析吸光度測量的常用方法七、物質(zhì)吸光度的測定2.基線法測量吸光度根據(jù)光譜圖選擇分析譜帶，決定基線。若分析峰(分析譜帶)不受其它峰干擾，則可畫一條與分析峰兩肩a、b(該處分析峰的透射比最大)相切的直線作為基線，見圖2中的水平虛線1。若分析峰受鄰近峰的干擾，則可作單點c水平切線為基線,見圖2中的水平虛線2。若干擾峰和分析峰緊靠在一起，它們的影響實際上是恒定的，當濃度不變化時，干擾峰的峰肩位置不會太大，則以點d和點e劃一條切線為基線,見圖2中的虛線3?；€可以不是直線。根據(jù)吸收峰應(yīng)是對稱的原理，外推曲線可以是鄰近峰的合適基線,見圖2中的虛線4。說明圖2中的虛線5和虛線6也可作為基線，條件是所取的切點位置不會因濃度不同而有較大的變化。但為了保證分析的準確度，選用基線，最好能保持水平，也就是說，切線的斜率越小越好，并且要具有較低的吸光度。八、物質(zhì)吸光系數(shù)的測定實際分析工作中，由于儀器不同，濃度和操作條件各異，用同一物質(zhì)于同一波長上測得的吸收帶的吸光系數(shù)是不完全相同的，甚至差別很大，因此不宜采用文獻值，應(yīng)在分析工作中采用實際測得的吸光系數(shù)(除分析精度要求不高的情況外)。吸光系數(shù)測定的一般操作步驟：1.配制標準溶液用標準樣品(純物質(zhì))配制成不同濃度的一系列標準溶液c1、c2、……、cn(包括被測組分的濃度在內(nèi)，n=5或4。溶劑必須與被測樣品所用的溶劑相同)。八、物質(zhì)吸光系數(shù)的測定依次分別用同一吸收池盛裝標準溶液c1、c2、……、cn，放入樣品光路中。已知被測樣品不存在分子間作用，則用注射器注入相同溶劑、相同厚度的吸收池作參比；被測樣品不能確定分子間作用是否存在或已知存在分子間作用時，以與樣品池窗片相同、厚度相當巖鹽片作參比，在相同測定條件下，用同一臺紅外分光光度計，分別測得不同濃度的紅外吸收光譜。2.記錄紅外吸收光譜按FJC-83-01吸光度測定程序操作，分別測得對應(yīng)分析波數(shù)的吸光度A1、A2、……、An。3.測定吸光度八、物質(zhì)吸光系數(shù)的測定根據(jù)A1、A2、……、An，標準溶液濃度c1、c2、……、cn和吸收池池厚b，分別計算出不同濃度的吸光系數(shù)。

1=A1/（b·

1）、

2=A2/（b·

2）、……、

n=An/（b·

n）式中：

—質(zhì)量吸光系數(shù)，L/（cm·g）b—吸收池厚度，cm

—質(zhì)量濃度，g/L或

1=A1/(b·c1)、

2=A2/(b·c2)、……、

n=An/(b·cn)式中：

——摩爾吸光系數(shù)，L/(cm·mol)

c

——物質(zhì)的量濃度，mol/L4.計算不同濃度的吸光系數(shù)八、物質(zhì)吸光系數(shù)的測定

=(

1+

2+……+

n)/n或

=(

1+

2+……+

n)/n5.求標準樣品在所分析譜帶處的吸光系數(shù)說明當用標準樣品測定吸光系數(shù)時采用的某種基線，必須在測量樣品時也應(yīng)采用同一劃法的基線，因為不同劃法的基線有大小不同的吸光系數(shù)。紅外光譜定量分析是根據(jù)物質(zhì)組分的吸收峰強度來進行的，它的理論基礎(chǔ)是lambert-beer定律。其中，分析譜帶或分析峰是定量分析的關(guān)鍵因素，因