仪器分析实验小结

1仪器分析实验小结色谱分析气相色谱白酒中乙酸乙酯含量的测定光谱分析原子发射米粉、豆粉中微量元素的测定及铜定量分析原子吸收测定自来水中钙、镁离子的含量分子吸收红外：测定蒽醌粗品中蒽醌的含量和摩尔吸收系数紫外：苯甲酸红外吸收光谱的测绘—KBr压片法制样分子发光荧光：荧光法测定维生素B2片剂中核黄素的含量电分析离子电位离子电位：用氟离子选择性电极测定水中微量氟（标准曲线法）小结思路：分析类型—原理—仪器构造—过程及注意事项—分析处理一：气相色谱1：原理：A：分离原理：使混合物中各组分在两相间进行分配，当流动相中所含混合物经过固定相时，就会与固定相发生作用。由于各组分在结构和性质上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱也有差异，因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间不同，从而按先后不同的次序从固定相中流出。B：定性分析原理：各种物质在一定的色谱条件（固定相、操作条件）下均有确定不变的保留值。C：定量分析原理：组分含量与峰面积成正比2：仪器构造A：载气系统：包括气源、气体净化和气体流速控制部件。载气一般为氮气、氢气和氦气B：进样系统：包括进样器、汽化室C：色谱柱和柱箱：包括管柱和固定相D：检测系统：包括检测器、放大器、检测器的电源控制装置E：记录及数据处理系统：采用积分仪或色谱工作站3：过程及注意事项4：定量分析处理：A：归一化法：限定条件：试样中所有组分必须完全出峰，且能分离。优点：简便、准确，当操作条件如进样量、流量等变化时，对结果影响小。B：内标法：（组分不能完全出峰时可采用此法）2原理：将一定量的纯物质作为内标物，根据被测物和内标物的质量及在色谱图上相应峰面积的比，求出某组分的含量内标物的选择：试样中不存在的纯物质加入量接近被测组分内标物色谱峰位于几个被测组分色谱峰中间或附近内标物与被测组分组分完全分离优点：定量较准确，不需所有组分完全出峰缺点：每次分析都要准确称取试样和内标物的质量，不宜于快速控制分析C：内标标准曲线法制作标准曲线：将预测组分的纯物质配成不同浓度的标准溶液。取固定量的标准溶液和内标物，混合后进样分析，测Ai和As，以Ai/As对标准溶液浓度作图。分析时，取和制作标准曲线时所用量同样的试样和内标物。优点：减少了内标法中称样和计算数据的麻烦。不必测出校正因子，消除了某些操作条件的影响，不需要严格定量进样。D：外标法（标准曲线法）制作标准曲线：预测组分的纯物质加稀释剂（对液体试样用溶剂稀释，气体试样用载气或空气稀释）配成不同质量分数的标准溶液，取固定量标准溶液进样分析，从所得色谱图上测出相应信号（峰面积或峰高），然后绘制响应信号（纵坐标）对质量分数（横坐标）的标准曲线，分析试样时，取和制作标准曲线时同样量的试样（固定量进样），测得该试样的响应信号，由标准曲线查的其质量分数。优点：操作简单、计算方便。但结果的准确度主要取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性。二：原子发射光谱分析（AES）1：原理：A：理论依据：根据原子外层电子能级跃迁而辐射的特征光谱来研究物质的结构和测定物质化学成分的分析方法。当对一试样进行分析时，如果外界提供足够的能量（如热能或电能），将试样蒸发分解转变为气态原子或离子，并使气态原子或离子的外层电子受激发而跃迁至较高能级的激发态，当处于激发态的原子或离子返回基态或其他较低能级时，将释放出多余的能量而发射出各种不同波长的光辐射。这些光辐射经色散而被记录下来，就得到了原子发射光谱。B：定性原理：由于各种元素原子结构的不同，在光源的激发作用下，可以产生许多按一定次序排列的谱线组—特征谱线，通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在。C：定量原理：2：仪器构造3A：光源：作用：提供试样蒸发、激发、原子化所需的能量类型：火焰、直流电弧、交流电弧、电火花、激光光源、电感耦合等离子体焰炬（ICP）B:分光系统（光谱仪）作用：将光源发射的电磁波分解为按一定次序排列的光谱类型：棱镜摄谱仪、光栅摄谱仪C:观测系统3：过程及注意事项激发：使待测物质发射特征光谱分光：将不同波长的光谱分开检测：记录或测量特征光谱的波长和强度4：定量分析处理：三：原子吸收光谱分析（AAS）1：原理：A：理论依据：基于物质所产生的原子蒸汽对特定谱线（通常是待测元素的特征谱线）的吸收作用来进行定量分析的一种方法。由待测元素空心阴极灯发射出一定强度和一定波长的特征谱线的光，当它通过韩由待测元素基态原子的蒸汽时，其中部分特征谱线的光被吸收，而未被吸收的特征谱线的光经单色器分光后，照射到光电检测器上被检测，根据该特征谱线光强被吸收的程度、即可测得试样中待测元素的含量。B：定性原理：C：定量原理：2：仪器构造（原子吸收分光光度计）A：光源：作用：辐射待测元素的特征光谱，以供测量之用。限制：为了测出待测元素的峰值吸收，必须使用锐线光源类型：空心阴极灯、蒸汽放电//无极放电灯B：火焰原子化系统：雾化器：（气动同轴型雾化器）将试液雾化燃烧器：火焰：化合物在火焰温度下经理蒸发、干燥、熔化、解离、激发和化合等复杂过程。C：光学系统外光路系统（照明系统）：使光源发出的共振线通过被测试样的原子蒸汽，并投射到单色器的狭缝上4分光系统（单色器）：主要由色散元件（光栅或棱镜）、反射镜、狭缝等组成D：检测系统检测器：光电倍增管（RMP）放大器：将光电倍增管输出的电压信号放大对数转换器：吸收前后光强符合比尔定律，信号进入指示仪表前应进行对数转换显示装置：4：定量分析处理：A：标准曲线法：a：绘制标准曲线：按浓度由低到高配制一组合适的标准溶液，依次喷人火焰，分别测定其吸光度A。以测得的吸光度为纵坐标，待测元素的含量或浓度c为横坐标，绘制A—c标准曲线。在相同的实验条件下，喷入待测试样溶液，根据测得的吸光度，由标准曲线求出试样中待测元素的含量。b：标准曲线弯曲现象：待测元素浓度较高时向浓度坐标弯曲。限定条件：应在A—c的线性范围内配制标准溶液的浓度应用相同的试剂处理标准溶液与试样应该扣除空白值整个分析过程中操作条件保持不变B：标准加入法：分子吸收光谱分析法分子和原子一样，有其特征分子能级。分子内部的运动可分为价电子运动（价电子能级）、分子内原子在平衡位置附近的振动（振动能级）和分子绕其中心的转动（转动能级）。不同波长范围的电磁波所能激发的分子和原子的运动情况光谱区波长范围原子或分子的运动形式X射线0.01~10nm原子内层电子的跃迁远紫外10~200nm分子中原子外层电子的跃迁紫外200~380nm分子中原子外层电子的跃迁可见光380~780nm分子中原子外层电子的跃迁近红外780~2500nm分子中涉及氢原子的振动红外25000~50000nm分子中原子的振动、分子转动远红外50000~300000nm分子的转动微波0.3mm~1m分子的转动电磁波1~1000m核磁共振四：紫外吸收光谱分析（UV）1：原理：5A：理论依据：由于物质吸收一定波长的紫外光引起分子中价电子能级跃迁而形成的一种分析方法。不同物质分子中电子类型、分布和结构不同，紫外光谱就不同，因此紫外光谱可用于定性和结构分析。2：仪器构造（紫外及可见光分光光度计、波长范围200~1000nm）A：光源：类型：可见光区用钨灯、紫外光区用氘灯注意：为获得稳定强度的连续光源，仪器配有稳压电源和稳流电源设备。通常光源在使用前需预热15min。B：单色器：组成：色散元件（光栅或棱镜）、狭缝、准直镜等作用：输出测定所需的某一波长的单色光C：吸收池：玻璃吸收池：仅适用于可见光和近红外光区。石英吸收池：不仅适用于上述光区，还适用于紫外光区。注意：吸收池应配对使用，透光率相差应小于0.5%保证两个吸收池透光面平行一致，透光率也一致吸收池不可用火烘烤干燥，以免破裂。若试液易挥发，应加盖以避免因溶剂挥发而改变试液的浓度D：光度检测器：原理：根据光电效应，把光信号转换为电信号的光电元件。类型：硒光电池（对可见光380~760nm最为敏感）光电管：蓝敏光电管（锑铯光电管）用于200~650nm红敏光电管（氧化铯光电管）用于650`1000nm光电倍增管单根据紫外光谱不能完全决定物质的分子结构，还必须与红外吸收光谱、核磁共振波谱、质谱以及其他化学的和物理化学的方法配合起来，才能得出可靠的结论。五：红外吸收光谱分析（IR）(分子振动转动光谱)1：原理：A：理论依据：当一定频率的红外光照射分子时，若分子中某个基团的振动频率和红外辐射的频率一致，此时光的能量可通过分子偶极矩的变化传递给分子，这个基团就吸收了该频率的红外光产生振动能级跃迁。6如果用连续改变频率的红外光照射某试样，由于试样对不同红外光吸收情况的差异，通过试样的红外光在一些波长范围内变弱（被吸收），而在另一些波长范围内仍较强（不吸收）。用仪器记录分子吸收红外光的情况，就得到了该试样的红外吸收光谱。2：仪器构造由于绝大多数有机物的红外光谱比较复杂，特别是指纹区的许多谱峰无法一一归属，因此，仅仅依靠对红外光谱图的解析常常难以确定有机物的结构，还需借助于标准试样或红外标准谱图。可通过与红外标准谱图的对比进行定性分析。六：分子发光分析—荧光分析1：原理：A：理论依据：分子发光光谱法是基于被测物质的基态分子吸收能量被激发到较高电子能态后，在返回基态过程中，以发射辐射的方式释放能量，通过测量辐射光的强度对被测物质进行定量测定的一类分析方法。2：仪器构造（荧光和磷光分析仪）：A：激发光源：大部分荧光分光光度计：高压氙灯滤光片荧光计：高压汞灯B：试样池：低荧光的石英材质C：单色器：激发单色器：用于选择所需的激发波长发射单色器：用于分离出所需检测的荧光发射波长D：检测器：光电管、光电倍增管七：离子电位1：原理：A：理论依据：电位测定法是在零电流下，测量指示电极与参比电极间的电位差（亦即所构成的工作电池的电动势），进而求得被测组分的活度，在一定条件下亦可测得被测组分的浓度。2：仪器构造A：指示电极：氟离子选择性电极B：参比电极：饱和甘汞电极