仪器分析环境专业笔记.docx
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仪器分析环境专业笔记
仪器分析(环境专业)-笔记
●1绪论
●1.1仪器分析方法的内容和分类
●1光
●3色
●1.2分析仪器
●
●1.3仪器分析方法的主要性能指标
●1精密度
●
●3准确度
●
●1.4仪器分析方法校正
●1标准曲线法
●2标准加入法
●3内标法
●4标准比较法/标准对照法
●2光谱导论
●2.1电磁辐射及其与物质的相互作用
●1电磁辐射与电磁波谱
●按能量和波长递增的顺序,分别排列下列电磁辐射区:
X射线、紫外光、可见光、红外、微波、无线电波。
●2电磁辐射与物质的相互作用
●(光谱法)吸收、发射、散射
●(非光谱法)折射和反射、干涉、衍射
●2.2光谱分析法分类
●各个光谱的跃迁类型
●
●2.3光吸收定律
●单色器
●
●吸光度、透射率、浓度的计算。
●适用于所有吸收光谱
●(不适用于原子发射AES,分子荧光FS,为发射光谱根据发射光的大小定量;吸收是根据吸收的比值(间接通过透射的倒数)多少定量)
●2.3光度法误差
●引起比尔定律偏离的原因。
●1.光学因素
●
(1)非单色光:
●单色器将光源选取为单色光,为了保证单色光强度,狭缝需要有一定宽度。
此时的光包含所需波长和邻近波长。
二者定量关系不复存在。
曲线负偏离。
●
(2)非平行光:
●通过吸收池的光,一般都不是真正的平行光。
倾斜光通过吸收池的实际光程将比垂直照射的平行光光程长(即d变大),使吸光度增加,曲线正偏离
●(3)散射光和反射光(不是真溶液):
●吸光质点对入射光有散射作用,吸收池内外界面之间有对入射光的反射作用。
二者均由入射光谱带内的光产生。
导致透射光强度减弱,曲线正偏离。
需要是真溶液,悬浊液和乳浊液加大散射光。
●(4)杂散光:
●由于仪器光学系统元件受灰尘、霉蚀、自身缺陷影响,出现不在谱带范围内的与所需波长相隔甚远的光。
在透射光很弱时会产生明显作用,曲线负偏离。
●2.化学因素
●
(1)溶液浓度过高(不是稀溶液)
●只有稀溶液时(浓度小于0.01mol/L)定律才能成立。
浓度过高,吸光物质间距变小,邻近分子彼此的电荷分布会产生相互影响,导致它们对特定光的吸收能力改变。
●
(2)不稳定溶液(不是真溶液)
●溶液发生电离、酸碱反应、配位反应、缔和反应等,导致原有吸光物质浓度的改变。
若新生成物质吸光能力比原物质强,曲线正偏离;反之负偏离。
●3紫外可见吸收光谱UV
●3.1基本原理
●2电子跃迁的类型。
哪些类型的跃迁能在紫外和可见光的吸收光谱中反映出来?
●
(1)6-6*,
●吸收的光量子能量最大,即吸收峰波长最短。
●处于小于200nm的真空紫外区。
●吸收强度:
●存在于:
饱和烃链的单键中(C-H,C-C)。
●
(2)n-6*,
●吸收峰波长一般在150-250nm,但绝大多数仍出现在小于200nm的区域内(即真空紫外区)。
●吸收强度:
10^2-10^3
●存在于:
含有杂原子的饱和烃链中(O、S、P、X卤素原子)。
●6-π*,π-6*,这两种跃迁都处于远紫外区,属于禁阻跃迁,十分小。
●(4)π-π*,
●吸收峰波长一般在200nm附近,随着共轭体系的延长,向长波方向移动。
在谱带上表现为K、BE带,范围217-280nm的近紫外区。
●吸收强度:
大,一般大于10^4。
●存在于:
任何双键或叁键的不饱和有机化合物中(C=C,C=O,C=N)
●(5)n-π*,
●吸收光量子能量最小,即吸收峰波长最短,在谱带上表现为R带,范围200—400nm的近紫外区。
●吸收强度:
小,一般10—100(小于10^2)。
●存在于:
含有杂原子双键的不饱和化合物中(C=O,N=O,C=S,N=N)
●综上,ππ和nπ能在紫外可见吸收光谱中反映出来。
●3常用术语
●曲线
●基本术语
●共轭效应
●超共轭效应
●助色效应
●溶剂效应
●空间效应
●发色团/生色团
●分子中能够吸收紫外或可见光,产生n—π*跃迁或π—π*跃迁的结构单元,即含有一个或多个不饱和键的基团。
不饱和键;C=C,C=O
●助色团
●指本身并不吸收紫外可见光,但它与发色团相连时,可使发色团吸收波长变长、强度增加的官能团。
例:
-OH,-NH2,-OR-,SH,-X
n电子与π电子共轭,增大了共轭体系。
●红移
●某些有机化合物经取代反应引入含有未共用电子对的基团(-OH,-NH2,-OR-SH-CL-NR2-SR-BR)之后,吸收峰的最大波长将向λ↑的方向移动
●蓝移
紫移、短移
●增色效应
●减色效应
●4吸收带
●在紫外吸收光谱中,吸收峰的波带位置称为吸收带。
●R带:
是由于(杂原子双键,共轭体系?
)中n—π*跃迁而产生的吸收带。
其吸收峰位于200至400nm之间,特点是强度较弱。
●K带:
是由于共轭双键中π—π*跃迁而产生的吸收带。
其吸收峰位于217至280nm之间,特点是强度较大。
●B带:
是由于芳香化合物的π—π*跃迁而产生的精细吸收带。
其吸收峰通常位于230至270nm之间。
常用于判断芳香族化合物,但当苯环上有与苯环共轭的取代基或在极性溶剂中测定时,这些精细结构会简单化或消失。
●E带:
是芳香族化合物的π—π*跃迁所产生的特征吸收带。
E1带是出现在185nm处的强吸收,E2吸收带是出现在204nm处的较强吸收
●题型2
●5影响吸收带的主要因素
●分子结构
●溶剂效应
●体系pH
●6
●显色反应
●对显色反应的要求
●显色剂
●邻二氮菲
●与显色剂产生(能在紫外可见光有吸收的产物)
●显色反应条件控制
●干扰与消除
●3.2紫外可见分光光度计(结构图有出入)
●1主要部件
●光源:
●钨灯/碘钨灯:
可见和近红外的光源320-2500
紫外:
200-400,可见:
400-800
●氘灯/氢灯:
紫外光源200-350
●比色皿/吸收池
●玻璃:
仅用于可见光区
●石英:
都可以
●检测器:
光电倍增管
●2
●紫外可见光谱仪类型
目的:
消除背景吸收背景吸收:
反射,折射的光(损耗)测定入射光偏大,吸收偏大,定量偏大,曲线正偏离
●①单光束:
轮流通过
●②双光束
●
●③双波长
相减消除背景吸收,要点:
背景吸收x在波长相近时相等?
lg怎么转化成klc的?
●光学性能
●3校正
●3.3分析方法
●定性
●定量
●②单组分分析
●朗伯比尔定律:
A正比c,标准曲线法
●参比溶液It100%
●吸收系数法、对照法、标准曲线法、标准加入法、示差光谱法
●③多组分分析
●原作者
●什么是复合光和单色光?
光谱分析中如何获得单色光?
●复合光:
多种波长的光。
单色光:
只具有一种波长的光。
●依靠单色器获得单色光。
●紫外最大吸收波长(及其最大吸收值)的影响
●1共轭:
长波↑
●2.取代基
●3.空间:
刚性平面↑,波人↑;
●平面
●跨环
●异构
●4.溶剂——
●极性
●极性增大,nπ蓝移,ππ红移
●芳香族B带简单化
●ph
●分子价电子在电子能级上跃迁产生带状光谱。
●分子吸收
●亮背景上的暗区
●带状:
其中包括少数电子跃迁,更多的分子振动能级跃迁和更多更多的分子转动能级(在结构上的)跃迁(一个跃迁对应一个波长,理应只有一条线,但由于各个能级都有,所以各个波长都有,呈现带状。
)
●6原子发射
●6.1基本原理
●1产生
●2特点
●3基本概念
●激发能和电离能
●原子线和离子线
●共振线
●灵敏线和分析线
●6.2仪器
●1光源
●常见光源
●火焰
●直流电弧
●交流电弧
●高压电火花
●电感耦合
●光源选择
●2分光系统
●单色器:
●棱镜
●光栅
●狭缝大小对测定的影响?
●太小,强度不够,定量不行
●太大,单色性降低,定性不行
●减小狭缝时吸光度不再增加,为准。
太大时,效率低,透射光多(全部吸收+浪费的),A小。
减小狭缝,浪费的减少(透射光减少),吸光度增加。
●3检测
●摄谱法
●光电直读
●6.3分析方法
●①定性
●标准试样光谱比较
●铁光谱比较
●③定量
●7原子吸收
●7.1基本原理
●1原子吸收线
●吸收光谱
●共振线
●玻尔兹曼理论
●2吸收线轮廓及影响因素
●半宽度
●自然宽度
●多普勒变宽
●压力变宽/洛伦兹变宽
●自吸变宽
●7.2原子吸收分光光度计
●1锐线光源
●空心阴极灯
●2原子化器
●火焰
●(非火焰)石墨炉
●干燥-灰化-原子化-除残
●3分光系统
●7.3干扰及消除
●1物理(非选择性)
●2化学(有选择性)
●合适的原子化方法
●释放剂
●保护剂
●基体改进剂
●缓冲剂
●3电离干扰
●4光谱干扰
●分析谱线
●背景吸收
●背景吸收的抑制和校正
●空白溶液、邻近非共振线、氘灯背景校正法(连续光源补偿)、塞曼效应
●7.4分析方法
●1条件
●2灵敏度和检出限
●3定量分析方法
●7.5原子荧光
●9色谱概论
●9.1色谱法分类
●1按两相状态
●GC
●GSC
●GLC气液
●LC
●LSC
●LLC
●SFC
●2按操作形式分
●3按分离原理分
●9.2色谱的基本术语
●1色谱过程
●2色谱图
●
●
●3色谱保留值
●
●
●9.3色谱分离基本理论
●3分离度
●9.4色谱定性和定量分析的方法
●1定性
●2定量
●10气相
●10.1原理
●1固体固定相
●2液体固定相
●担体
●固定液
●聚合物固定相
●10.2气相色谱仪
●1气路系统
●2进样系统
●10.6其他分析技术
●顶空
●
●
●
●程序升温
●裂解气相色谱法
●
●3分离系统
●填充柱
●
●毛细管柱
●
●
●4检测系统
●性能指标
●热导TCD
●
●
●氢火焰离子化FID
●
●
●电子捕获ECD
●
●
●氮磷检测器NPD
●火焰光度FPD
●
●5记录系统
●6温控系统
●
●
●10.3色谱操作条件
●1载气及其流速
●2柱温
●3
●汽化室
●检测室
●进样量
●10.4定性定量分析方法
●1定性
●2定量
●11高效液相
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