江苏大学高等仪器分析 - 图文

2019-08-30 13:35

紫外

1、

紫外-可见吸收光谱的特点

1.相对于其他光谱分析方法来说,其仪器设备和操作都比较简单,费用少,分析速度较快。

2.灵敏度较高。其最低检出浓度可达到10-6g/ml. 3.有较好的选择性。

4.精密度和准确度较高。其相对误差可减至1%~2%。

5.用途广泛。在医药,化工,治金,环境保护,地质等到诸多领域。紫外-可见吸收光谱分析法已成为必不可少的测试手段之一。 2、紫外-可见吸收光谱的应用

1.定性分析:判断共轭关系及某些官能团。如在(200~400)nm之间无吸收峰,说明该未知物无共轭关系,且不会是醛、酮,很可能是一个饱和化合物。

2.定量分析:用于测定物质的浓度或含量,测定步骤与可见光分光光度计相同 。 3.异构体的判断:例如:乙酰乙酸乙酯存在酮-烯醇互变异构体。酮式没有共轭双键,在204nm处有弱吸收;烯醇式有共轭双键,在245nm处有强吸收。故可根据它们的紫外吸收光谱可判断其存在与否。

4. 纯度检查:例如,如果一化合物在紫外区没有吸收峰,而其中的杂质有较强的吸收,就可方便检出该化全物中的痕量杂质。 3、紫外光吸收光谱的波长范围

紫外可见光谱区是在(4~800)nm的电磁波,其中(4~400)nm的电磁辐射称为紫外区,它又分为两段:(4~200)nm为远紫外区,(200~400)nm的电磁波称为近紫外区,而波长在(400~800)nm的电磁波为可见光区。因此,有机化合物测定中所谓的紫外光谱是指(200~400)nm近紫外区的吸收光谱,通常用UV表示。由于玻璃对波长300nm以下的电磁波有吸收,在300nm以下的测定中光学元件不能使用玻璃,一般以石英制品代替,在300nm以下的区域又称石英区。

4、简述有机化合物中电子跃迁有几种,其中我们感兴趣的电子跃迁是那几种,为什么?

有机物最有用的吸收光谱是基于π-π*和n-σ*跃迁而产生的,这两类跃迁所需要的辐射能量大多处于波长大于200nm的区域。它们要求分子中含有不饱和键,这种含有不饱和键的基团称为生色团。如C=C、 C=O、苯环等 。 5、 影响紫外-可见吸收光谱因素

1.温度:在室温范围内,温度对吸收光谱的影响不大。在低温时,吸收强度有所增大;在高温时,谱带变宽,谱带精细结构消失。

2.溶剂:由于紫外光谱的测定大多数在溶液中进行,而溶剂的不同将会使吸收带的位置及吸收曲线的形态有较大的影响。所以在测定物质的吸收光谱时,一定要注明所用的溶剂。

3.PH值:很多化合物都具有酸性或碱性可解离基团,在不同PH值的溶液中,分子的解离形式可能发生变化。其吸收峰的形状、吸收峰的位置、吸收强度等都有可能发生变化。

4.仪器的狭缝宽度:狭缝宽度越大,光的单色性越差,吸收光谱的细微结构就可能消失。

6、紫外-可见分光光度计的结构

1.光源:光源是提供入射光的装置。主要使用氘灯和碘钨灯,两种光源发射波长光度范围不同。氘灯可产生(165-360)nm波长范围的光,当超过360nm时,应采用碘钨灯。仪器中光源可以自动进行切换。

2.单色器:是一种把来自光源的复合光分解为单色光,并分离出所需要波段光束的装置。是光谱仪的关键部件,其主要组成为入射狭缝、出射狭缝、色散元件和准直镜。色散元件为光栅。

3.吸收池:又称样品池、参比池或比色皿。所用材料一般采用石英制品。比色皿一般使用前需清洗并校正。

4.检测器:其作用是检测光信号,交将光信号转变为电信号。现在一般使用光电倍增管。以前常用光电管作为检测器,光电倍增管的灵敏度要比光电管高很多。 5.信号显示系统。配有微机,可对光谱仪进行操作控制,并进行数据处理。

荧光

8、分子发光分析法包括哪几种?分子吸收分光光度法与分子发光分析法的区别? 1.荧光分析(fluorescence analysis)

2.磷光分析(phosphorescence analysis) 3.化学发光分析(chemiluminescence analysis) 该类分析方法与吸收分光光度法有密切关系。

分子发光分析法:若分子吸收了光能而被激发至较高能态,在返回基态时,发射出与吸收光波长相等或不等的辐射,这种现象称为光致发光,荧光分析和磷光分析是基于这类光致发光现象而建交起来的分析方法。 该类分析方法与吸收分光光度法有密切关系。当物质分子吸收辐射能而被激发到较高电子能态之后,在返回基态的过程中,要释放出部分能量。基态分子吸收了一定能量后,跃迁至激发态,当激发态分子以辐射跃迁形式将其能量释放返回基态时,便产生分子发光。

分子吸收分光光度法是一种常用的仪器分析方法,它是过通被测物质对特定波长光的 选择性吸收来进行定性或定量分析。分子暖收分光光度法按光源波长的不同可分为红外吸收光谱部分与紫外和可见光部分。 9、荧光分析法的特点及缺点。

1.灵敏度高,检出限为10-7-10-9g/ml,比紫外可见分光光度法高10~1000倍。 2.荧光法的选择性强,能吸收光的物质并不一定能产生荧光,且不同物质由于结构不同,虽吸收同一波长,产生的荧光强度也不同。 3.它还有用样量少、操作简便等的优点。

荧光法的缺点是,由于许多物质不发射荧光,因此使它的应用范围受到限制。 10、激发光谱和荧光光谱如何得到?

任何发射荧光的物质都具有两个特征光谱,即激发光谱(excitation spectrum)和荧光光谱(fluorescence spectrum)。它们是荧光分析中定性和定量的基础。 荧光物质的最大激发波长(λex)和最大荧光波长(λem)是鉴别物质的根据,也是定量测定时的最灵敏的条件。

激发光谱 : 如果将激发光的光源用单色器分光,测定不同波长的激发光的照射下,荧光最强处荧光强度的变化,以激发波长(λ)为横坐标,荧光强度(IF)为纵坐标作图,便可得到荧光物质的激发光谱。

荧光光谱 :固定激发光波长和强度,而让物质发射的荧光通过单色器分光,以测定不同波长的荧光强度。以荧光波长(λ)为横坐标,荧光强度(IF)为纵坐标作 图,便可得到荧光物质的荧光光谱。

11、分子产生荧光必须具备2个条件:

1.物质分子必须具有能吸收一定频率紫外光的特定结构

2.物质分子吸收了特征频率的辐射能之后,必须具有较高的荧光效率。荧光效率大,在相同的浓度下,荧光的发射强度也大 12、环境对荧光的影响

分子所处的环境,如温度、溶剂、PH值等都会影响分子结构和立体构像,从而影响荧光强度 。

1.温度:一般说来,大多数荧光物质的溶液随着温度的降低,荧光效率和荧光强度将增加;相反,温度升高荧光效率将下降 。

2.溶剂:同一种荧光物质溶于不同的溶剂,其荧光光谱的位置和强度可能有明显的不同。一般情况下,随着溶剂的极性增加,荧光强度将增强。

3.溶剂PH值的影响,当荧光物质是弱酸或弱碱时,溶剂PH值对荧光强度有较大影响。 4.猝灭剂的影响,荧光猝灭是指荧光物质与溶剂子或其他溶质分子相互作用,引起荧光强度降低、消失或荧光强度与浓度不呈线性的关系的现象。引起荧光猝灭的物质称为猝灭剂(quencher)。常见的猝灭剂有卤素离子、重金属离子、氧分子、以及硝基化合物、重氮化合物、羰基化合物等。 13、荧光的定量分析

1.荧光测定的线性范围一般在10-5~100μg/ml。当浓度较高时,吸光度(A)〉0.05时,由于自猝灭和自吸收等原因,荧光强度与浓度不呈线性关系,荧光强度同浓度的线性关系将向浓度轴偏离,发生负偏差。

2.与紫外-可见分光光度法相同,也可采用标准曲线法和标准对照法。 3.测量条件的选择

选择线性范围:当荧光物质溶液的吸光度A≤0.05时,荧光强度与浓度才呈线性关系。

选择合适的激发光和荧光波长:一般选择激发光谱中能产生最强荧光的入射光波长作为激发光,荧光光谱选择最强荧光的波长作为荧光测定的波长。 14、荧光分光度计的性能 1.可检测荧光、磷光及生物发光

2.扫描速度快,可达24000 nm/分,数据采集速率达80次/秒 3.波长范围:190-1100 nm

4.光谱带宽:1.5、2.5、5、10和20 nm五档切换 5.具有液体池和固体池,并具有自动控温设备。

原子吸收

15、原子吸收与原子发射含义异同点。

原子吸收光谱法(AAS),亦称原子吸收分光光度法,是基于蒸气相中待测元素的基态原子对其共振辐射的吸收强度来测定试样中该元素含量的一种仪器分析方法。它是测定痕量和超痕量元素的有效方法。

原子发射光谱(AES)分析, 原子由激发态回到基态(或跃迁到较低能级)时,若此以光的形式放出能量,就得到了发射光谱。利用物质在被外能激发后所产生的原子发射光谱来进行分析的方法。其谱线的波长决定于跃迁时的两个能级的能量差。 16、原子吸收光谱分析的特点

? 检出限低。火焰原子吸收光谱法(FAAS)检出限可达ng/ml量级,石墨炉原

子吸收光谱法的检出限可达10-13~10-14g。

? 选择性好。原子吸收光谱是元素的固有特征,这是其选择性好的根本原因。 ? 精密度高。原子吸收光谱的相对标准偏差一般可达到1%,最好时可以达到0.3%

或更好。

? 抗干扰能力强。原子吸收线数目少,一般不存在共荐元素的光谱重叠干扰。 ? 应用范围广。 ? 用样量小。

? 仪器设备相对比较简便,操作简便,易于掌握。 17、AAS法的应用

2) 在元素分析中的应用:原子吸收光谱分析在元素分析中的应用最为广泛。现已广泛

应用于工业、农业、生化、地质、治金、食品、环保等各个领域,日前原子吸收已成为金属元素分析的最为有力工具之一,而且在许多领域已作为标准分析方法。能检测70余种金属元素含量。


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