基础化学第十四章现代仪器分析简介

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十四章 现代仪器分析简介,Modern Instrumental Analysis,内容提要,原子吸收光谱法,概述,原理,原子吸收光谱仪,实验方法,荧光分析法,概述,根本原理,内容提要,荧光定量分析方法,荧光光谱仪,荧光分析法的应用,色谱法,色谱法概述,色谱别离过程和根本术语,色谱别离根本原理,色谱仪,色谱定性与定量分析,第一节 原子吸收光谱法,一、概述,原子吸收光谱法atomic absorption spectroscopy, AAS基于自由原子对辐射的吸收。选择一定波长的辐射光源，使与某一元素原子的基态和激发态跃迁能级对应，对辐射的吸收导致基态原子数减少。辐射吸收与基态原子浓度有关，即与待测元素的浓度相关。通过测定辐射的量，可获得样品中某元素的含量。,第一节 原子吸收光谱法,二、原理,原子吸收光谱的产生,不同元素核外电子从基态跃迁到第一激发态吸收的能量(E)不同，因而吸收波长()不同：, = c/ = hc/h = hc/E,原子吸收测量的根本关系式,符合Lambert-Beer定律：,A= -lgT =0.4343KNL,K为吸收系数，N为自由原子总数，L为吸收层厚度。,第一节 原子吸收光谱法,三、原子吸收光谱仪,光源 广泛使用的是空心阴极灯(hollow cathode lamp) 。,原子化器(atomizer) 原子化器的主要作用是有效地将样品中待测元素转变成处于基态的气态原子。它的装置主要包括：喷雾器，雾化器和燃烧器三局部。,单色器 常用的是平面光栅单色仪。,检测系统 主要由检测器、放大器、对数变换器、指示仪表组成。,原子吸收光谱仪,第一节 原子吸收光谱法,四、实验方法,标准曲线法,配制一系列适宜浓度的标准溶液，分别测定吸光度A。以A为纵坐标，浓度或含量c为横坐标，绘制效准曲线。在一样条件下，测定被测试样的吸光度，从标准曲线上用内插法求出未知试样浓度。,第一节 原子吸收光谱法,四、实验方法,标准参加法,取等量的数份被测试样，第一份不加被测元素，其余各准确参加浓度的被测元素cs1、cs2、csn，在一样条件下依次测定吸光度。做出浓度c与吸光度A的曲线。当被测试样中假设不含被测元素，曲线应通过原点；如果曲线不通过原点，说明含有被测元素，并且其外延线与横坐标相交处到原点的距离，即为试样中被测元素浓度cx。,标准参加法,第一节 原子吸收光谱法,四、实验方法,灵敏度和检出限,灵敏度,(,S,),定义为标准曲线的斜率,检出限,(detection limit,，,D,),，一般定义为,3,倍于,噪音的标准偏差,所对应的待测元素浓度。,样品的处理,m,第二节 荧光分析法,一、概述,当物质分子吸收光子能量而被激发，然后从激发态的最低振动能级返回到基态能级时所发射出的光称为荧光(fluorescence),根据物质的荧光谱线位置及其强度进展物质鉴定和物质含量测定的方法称为荧光分析法(fluorometry),第二节 荧光分析法,二、根本原理,一分子荧光的发生过程,荧光是从第一电子激发态S1的最低能阶轨道V0落回基态S0轨道上时所释放的辐射能。,常见的辐射跃迁有荧光和磷光等形式，无辐射跃迁有振动驰豫、体系间跨越、内部能量转换以及猝灭等。,第二节 荧光分析法,图14-3 荧光与磷光产生示意图,第二节 荧光分析法,二荧光的激发光谱,和发射光谱,固定荧光波长，连续改变激发光波长，以荧光强度对激发光波长作图，可得到激发光谱。,固定激发光波长和强度。连续改变荧光物质发射光的波长，以荧光强度对荧光波长作图，即可得到发射光谱。,激发光谱(a)和发射光谱(b),第二节 荧光分析法,三荧光光谱的特点,斯托克斯位移Stokes shift,荧光发射光谱与激发波长无关,吸收光谱与发射光谱呈镜像对称关系,四荧光寿命与荧光效率,荧光寿命f ：当除去激发光源，分子荧光强度降低到激发时最大荧光强度的1/e所需的时间。,第二节 荧光分析法,荧光效率又称荧光量子产率，发射荧光的光子数与基态分子吸收激发光的光子数之比：,五分子构造与荧光的关系,分子中须有大的共轭 键；刚性平面构造的分子荧光效率高；给电子取代基增大荧光强度，吸电子取代基降低荧光强度。,六影响荧光强度的外界因素,第二节 荧光分析法,三、荧光定量分析方法,根据Lambert-Beer吸收定律：,A= -,lg,=,bc,I,t,= I,o,10,-,bc,荧光强度,F,正比于被荧光物质吸收的强度,I,a,和荧光效率,F,= 2.303,I,o,bc,=,(2.303,I,o,b,),c,F,=,K c,第二节 荧光分析法,四、荧光分光光度计单色器,样品池,检测器,第二节 荧光分析法,五、荧光分析法的应用,标准曲线法,比例法,荧光分析法的应用,无机化合物的荧光分析,有机化合物的荧光分析,其它应用,DNA的荧光效率低，常用荧光分子作为探针标记DNA。溴化乙锭(EB) 是探测DNA构造的典型的荧光探针分子，在激发波长546nm，发射波长590nm具有荧光强度与DNA数量成正比的特点，可用于定量分析。,第三节 色谱法,一、色谱法概述,术语,固定相；色谱柱；流动相；洗脱液,分类,根据流动相：气相色谱；液相色谱；超临界流体色谱法,改变固定相的材料：吸附色谱法，分配色谱法，离子交换色谱法，凝胶色谱法，生物亲和色谱法等,按照固定相的形状：柱色谱法，毛细管色谱法，平板色谱法。,第三节 色谱法,二、色谱别离过程和根本术语,一色谱别离过程,色谱别离是利用在一定温度下，不同组分在同一种固定相中分配系数的不同来到达别离目的。,二色谱图及根本术语,基线、峰高、峰宽、半峰宽 、保存值等。,第三节 色谱法,三、色谱别离根本原理,(一) 塔板理论,(二) 速率理论,(三) 别离度,第三节 色谱法,四、色谱仪,第三节 色谱法,响应值与时间的关系的色谱图,第三节 色谱法,高效液相色谱,第三节 色谱法,五、色谱定性与定量分析,(一) 定性方法(二) 定量方法,