分析化学前五章复习.pptx

1.光学法分类光学法分类光谱法光谱法基于物质与辐射能作用时，分子发生能级基于物质与辐射能作用时，分子发生能级跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度进行分跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度进行分析的方法析的方法非光谱法非光谱法不涉及能级跃迁，物质与辐射作用不涉及能级跃迁，物质与辐射作用时，仅改变传播方向等物理性质；偏振法、干涉时，仅改变传播方向等物理性质；偏振法、干涉法、旋光法等；法、旋光法等；一、一、电磁辐射电磁辐射2.2.光谱的产生光谱的产生光谱的产生光谱的产生 E=E2-E1=h=h c/a.按光谱形状分类按光谱形状分类 3.3.光谱法分类光谱法分类线光谱线光谱,如原子光谱如原子光谱带光谱带光谱,如分子光谱如分子光谱连续光谱连续光谱,如黑体辐射如黑体辐射 b.按光谱辐射本质分类按光谱辐射本质分类 原子光谱原子光谱分子光谱分子光谱分子吸收光谱分子吸收光谱分子发射光谱电子光谱（分子荧光、磷光）分子发射光谱电子光谱（分子荧光、磷光）转动光谱（远红外光谱）转动光谱（远红外光谱）振动光谱（红外光谱）振动光谱（红外光谱）电子光谱（紫外可见光谱）电子光谱（紫外可见光谱）发射光谱发射光谱：处于激发态的原子、分子或离子由高能级跃迁回：处于激发态的原子、分子或离子由高能级跃迁回低能级或基态时发射出相应的光谱。低能级或基态时发射出相应的光谱。发光光谱发光光谱：处于激发态的原子或分子，先由无辐射跃迁至较：处于激发态的原子或分子，先由无辐射跃迁至较低激发态，再以辐射形式跃迁至基态，或直接以辐射跃迁形低激发态，再以辐射形式跃迁至基态，或直接以辐射跃迁形式返回至基态而产生的光谱。式返回至基态而产生的光谱。c.按辐射能传递方式分类按辐射能传递方式分类 吸收光谱吸收光谱发射光谱发射光谱发光光谱发光光谱拉曼光谱拉曼光谱光分析法光分析法光谱分析法光谱分析法非光谱分析法非光谱分析法原子光谱分析法原子光谱分析法分子光谱分析法分子光谱分析法原原子子吸吸收收光光谱谱原原子子发发射射光光谱谱原原子子荧荧光光光光谱谱X射射线线荧荧光光光光谱谱折折射射法法圆圆二二色色性性法法X射射线线衍衍射射法法干干涉涉法法旋旋光光法法紫紫外外光光谱谱法法红红外外光光谱谱法法分分子子荧荧光光光光谱谱法法分分子子磷磷光光光光谱谱法法核核磁磁共共振振波波谱谱法法光谱分析法光谱分析法吸收光谱法吸收光谱法发射光谱法发射光谱法原子光谱法原子光谱法分子光谱法分子光谱法原原子子发发射射原原子子吸吸收收原原子子荧荧光光X射射线线荧荧光光原原子子吸吸收收紫紫外外可可见见红红外外吸吸收收核核磁磁共共振振紫紫外外可可见见红红外外可可见见分分子子荧荧光光分分子子磷磷光光核核磁磁共共振振化化学学发发光光原原子子发发射射原原子子荧荧光光分分子子荧荧光光分分子子磷磷光光X射射线线荧荧光光化化学学发发光光二、二、光学分析法仪器的基本流程光学分析法仪器的基本流程光光谱谱仪仪器器通通常常包包括括五五个个基基本单元：本单元：光源光源光源光源单色器单色器单色器单色器样品池样品池样品池样品池检测器检测器检测器检测器记录装置记录装置记录装置记录装置1.1.光源光源 依依据据方方法法不不同同，采采用用不不同同的的光光源源：火火焰焰、灯灯、激激光光、电电火花、电弧等；依据光源性质不同，分为：火花、电弧等；依据光源性质不同，分为：连连续续光光源源：在在较较大大范范围围提提供供连连续续波波长长的的光光源源，氢氢灯灯、氘氘灯、钨丝灯等；灯、钨丝灯等；线线光光源源：提提供供特特定定波波长长的的光光源源，金金属属蒸蒸气气灯灯(汞汞灯灯、钠钠蒸气灯蒸气灯)、空心阴极灯、激光等；、空心阴极灯、激光等；2.2.单色器单色器 单单色色器器：获获得得高高光光谱谱纯纯度度辐辐射射束束的的装装置置，而而辐辐射射束束的的波波长长可在很宽范围内任意改变；可在很宽范围内任意改变；主要部件主要部件：（1 1）进口狭缝；）进口狭缝；（2 2）准直装置）准直装置(透镜或反射镜透镜或反射镜)：使辐射束成为平行光线；：使辐射束成为平行光线；（3 3）色色散散装装置置(棱棱镜镜、光光栅栅)：使使不不同同波波长长的的辐辐射射以以不不同同的的角度进行传播；角度进行传播；（4 4）聚聚焦焦透透镜镜或或凹凹面面反反射射镜镜，使使每每个个单单色色光光束束在在单单色色器器的的出口曲面上成像。出口曲面上成像。两种色散元件的比较两种色散元件的比较分光原理不同，折射和衍射。分光原理不同，折射和衍射。棱镜的波长越短，偏向角越棱镜的波长越短，偏向角越 大，而光栅正好大，而光栅正好相反。相反。(3).光栅光谱是一个均匀排列光谱光栅光谱是一个均匀排列光谱,而棱镜光谱而棱镜光谱是一个非均匀排列光谱是一个非均匀排列光谱.(4)光栅光谱中各谱线排列是由紫到红光栅光谱中各谱线排列是由紫到红(光光),棱棱镜光谱中各谱线排列是由红到紫镜光谱中各谱线排列是由红到紫(光光).(5)光栅的谱级重叠，有干扰，要考虑消除；而光栅的谱级重叠，有干扰，要考虑消除；而棱镜不存在这种情况。棱镜不存在这种情况。(6).光栅适用的波长范围较棱镜宽光栅适用的波长范围较棱镜宽.3.3.试样装置试样装置 光源与试样相互作用的场所光源与试样相互作用的场所 吸收池吸收池 紫外紫外-可见分光光度法：石英比色皿可见分光光度法：石英比色皿 荧光分析法：荧光分析法：石英比色皿（四面透光）石英比色皿（四面透光）红外分光光度法：将试样与溴化钾压制成透明片红外分光光度法：将试样与溴化钾压制成透明片 4.4.检测器检测器（1）光检测器）光检测器 主要有以下几种：主要有以下几种：硒硒光光电电池池、光光电电二二极极管管、光光电电倍倍增增管管、硅硅二二极极管管阵阵列列检检测器、半导体检测器；测器、半导体检测器；（2）热检测器）热检测器 主要有：主要有：真空热电偶检测器：红外光谱仪中常用的一种；真空热电偶检测器：红外光谱仪中常用的一种；5.信号、与数据处理系统信号、与数据处理系统 现现代代分分析析仪仪器器多多配配有有计计算算机机完完成成数数据据采采集集、信信号号处处理理、数据分析、结果打印，工作站软件系统；数据分析、结果打印，工作站软件系统；紫外紫外-可见吸收光谱法可见吸收光谱法（200780nm）电子跃迁类型电子跃迁类型吸收带（吸收带（苯苯）生色团、助色团生色团、助色团溶剂对吸收光谱的影响溶剂对吸收光谱的影响*跃迁跃迁*跃迁跃迁*跃迁跃迁n n*跃迁跃迁max精细结构精细结构1.概述概述2.紫外紫外-可见吸收光谱可见吸收光谱3.紫外紫外-可见分光光度计可见分光光度计4.紫外紫外-可见吸收光谱法的应用可见吸收光谱法的应用光源光源单色器单色器吸收池吸收池检测器检测器信号显示器信号显示器定性：定性：max定量：定量：A=bc红外吸收光谱法红外吸收光谱法 1.概述（中红外区）概述（中红外区）2.红外吸收基本理论红外吸收基本理论振动自由度振动自由度振动形式振动形式非线性分子：非线性分子：3N-3-3线性分子：线性分子：3N-2-3红外光谱产生条件红外光谱产生条件基团振动频率基团振动频率伸缩振动伸缩振动s、asas弯曲振动弯曲振动、基频区基频区（40001350cm-1）指纹区指纹区（1350650cm-1）影响基团频率位移因素影响基团频率位移因素诱导因素诱导因素共轭因素共轭因素氢键氢键(2)某化合物某化合物max(正己烷正己烷)329nm，max(水水)30 5nm请问该吸收请问该吸收跃迁是哪一类跃迁跃迁是哪一类跃迁?产生什么吸收带，请说明原因。产生什么吸收带，请说明原因。答：该跃答：该跃迁迁是是n*跃迁产生跃迁产生R带。因为在带。因为在n*跃迁中基态的极跃迁中基态的极性大性大n电子与极性溶剂电子与极性溶剂(如水如水)，之间能形成较强的氢键，使基态能量，之间能形成较强的氢键，使基态能量有较大的降低，因而有较大的降低，因而n*跃迁距离变大使吸收带向短波移动。跃迁距离变大使吸收带向短波移动。(3)(3)精品课件精品课件！精品课件精品课件！(4)(4)简述示差分光光度法的基本原理。简述示差分光光度法的基本原理。答答:在分光光度法中，待测试液的浓度过大在分光光度法中，待测试液的浓度过大(吸光度过高吸光度过高)或浓度过低或浓度过低(吸吸光度过低光度过低)，测量误差都较大（，测量误差都较大（A：0.2-0.8）。为了克服这一缺点，改用）。为了克服这一缺点，改用标准溶液代替空白溶液来调节仪器的标准溶液代替空白溶液来调节仪器的100透光度或透光度或0透光度，以提高透光度，以提高方法方法的准确度。这种方法称为示差分光光度法，简称为示差法。的准确度。这种方法称为示差分光光度法，简称为示差法。目前有浓溶液示差法、稀溶液示差法，其中以浓溶液示差法应用最目前有浓溶液示差法、稀溶液示差法，其中以浓溶液示差法应用最多。多。由于用已知浓度的标准溶液作参比，如果该参比溶液的透光度为由于用已知浓度的标准溶液作参比，如果该参比溶液的透光度为1010，现调至现调至100100，就意味着将仪器透光度标尺扩展了，就意味着将仪器透光度标尺扩展了1010倍。如待测试样的透倍。如待测试样的透光度原是光度原是7 7，用示差分光光度法测量时将是，用示差分光光度法测量时将是7070。