红外光谱法及其在工业中的应用.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,红外光谱法及其在工业中的应用,6.,核磁共振波谱法,1.,红外光谱法,3.,分子发光分析法,4.,原子吸收光谱法,5.,原子发射光谱法,2.,紫外,-,可见分光光度法,分类,光学分析法是根据,物质发射的电磁辐射,或,电磁辐射与物质相互作用,而建立起来的一类分析化学方法。,这些电磁辐射包括从,射线到无线电波的所有电磁波谱范围,(,不只局限于光学光谱区,),。电磁辐射与物质相互作用的方式有发射、吸收、反射、折射、散射、干涉、衍射、偏振等。,光学分析法及其分类,傅立叶变换红外光谱仪,Hitachi,紫外可见分光光度计,Tec comp,气相色谱仪,常见光学分析仪器,红外光谱分析可用于研究,分子的结构,和,化学键,，也可以作为,表征和鉴别化学物种,的方法。,将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。,每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱,，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。,红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的,，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。,分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。,分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。所以分子的红外光谱属带状光谱。分子越大，红外谱带也越多。红外光谱具有高度特征性，可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。已有几种汇集成册的标准红外光谱集出版，可将这些图谱贮存在计算机中，用以对比和检索，进行分析鉴定。此外，在高聚物的构型、构象、力学性质的研究，以及物理、天文、气象、遥感、生物、医学、环境监测等领域，也广泛应用红外光谱。,红外光谱分析概述,工业废水中油类含量是工业废水监测的重要,指标，它对装置的正常生产起着监控作用。随着社,会经济的发展、技术的进步及社会各界对环保重,视程度的提高国家标准要求采用红外分光光度法测定工业废水中油含量。,油可以分成石油类动物油植物油。,在红外吸收光谱中，他们的吸收波数分别是,2930cm,-1,2960cm,-1,3030cm,-1,1.测定原理,用四氯化碳萃取水中油类物质，测定总萃取物，,然后将萃取液用硅酸镁吸附，经脱除动植物油后测定石油类含量，总萃取物和石油类的含量均,以波长分别为,2930cm,-1,2960cm,-1,3030cm,-1,谱带处的吸光度,A,2930,A,2960,和,A,3030,进行计算。,红外分光光度法测定水中油含量,(1),四氯化碳提纯,:,取一,2500ml,的细口瓶，瓶中加入处理好的活性碳和硅酸镁各,300g,，加入,2500ml,要处理的四氯化碳，盖好盖后震荡,2min,，静止,30min,或,1h,将瓶中的四氯化碳倒入放在有,120,目筛网的漏斗中，取样后在光谱仪上扫描，得到谱图合格后即可放入干净的磨口瓶中保存备用。四氯化碳的谱图不合格时，说明吸附剂已饱和，应停止使用，重新放入新的吸附剂。,(2),萃取,:,根据四氯化碳具有溶解油脂好，不溶于水的特性，,对水中的油份进行有效地萃取。将一定体积的水样倒入分液漏斗中，加盐酸酸化至,pH2,用,20ml,四氯化碳洗涤采样瓶后，移入分液漏斗中加约,20g,氯化钠充分振荡,2min,。经常开启活塞排气，静止分层后将萃取液经已放置,10min,厚度无水硫酸钠的玻璃砂芯漏斗流入容量瓶内，用,20ml,四氯化碳重复萃取一次，取适量的四氯化碳洗涤玻璃砂芯漏斗，洗涤液一并流入容量瓶，加四氯化碳稀释至标线定容，摇匀。,2.测定步聚,(1),测定,:,用四氯化碳做溶剂，分别配制,100ml/L,正十六烷,100mg/L,姥鲛烷和,400mg/L,甲苯溶液。,以四氯化碳作参比溶液，使用,1cm,石英池，分别测量正十六烷、姥鲛烷和甲苯三种溶液在,2930cm,-1,、,2960cm,-,1,、,3030cm,-1,处的吸光度,A,2930,、,A,2960,、,A,3030,三种物质的代用符号分别为：正十六烷,-H,、姥鲛烷,-P,和甲苯,-T,。,按下式解出仪器校正系数：,X,、,Y,、,Z,、,F,值,F=A,2930,(H)/A,3030,(H),C(H)=X,A,2930,(H)+Y,A,2930,(H),C(P)=X,A,2930,(P)+Y,A,2930,(T),C(T)=X,A,2930,(T)+Y,A,2960,(T)+ZA,3030,(T)-A,2930,(T)/F,式中,X,、,Y,、,Z,、,F,仪器校正系数；,C(H),正十六烷浓度值，,mg/L,；,C(P),姥鲛烷浓度值，,mg/L,；,C(T),甲苯浓度值，,mg/L,；,A,2930,(H),、,A,2960,(H),正十六烷在不同波长下的吸光度值；,A,2930,(P),、,A,2960,(P),姥鲛烷在不同波长下的吸光度值；,A,3030,(T),、,A,2960,(T),、,A,2930,(T),甲苯在不同波长下的吸光度值。,3.校正系数测定与检验,(2),检验：,准确量取纯正十六烷、姥鲛烷、甲苯按,5,：,3,：,1,（,V/V,）的比例配成混合烃。使用时，用此混合烃以四氯化碳为溶剂配成适当浓度范围的混合烃系列溶液，,在,2930cm,-1,、,2960cm,-,1,、,3030cm,-1,处分别测量混合烃系列溶液的吸光度,A,2930,、,A,2960,、,A,3030,，按下式计算混合烃系列溶液的浓度，并与配制值进行比较。如混合烃溶液浓度测定值的回收率在,90%,99%,范围内，则校正系数可采用。否则，重新测定校正系数直至符合条件为止。,C=X,A,2930,+Y,A,2960,-Z(A,3030,-A,2930,/F),C,混合烃溶液的浓度,mg/L,。,(1),测定：,以四氯化碳作参比溶液，使用适当光程的比色皿，,即：,1cm,石英比色皿测试样品范围为,100400mg/L,、,4cm,石英比色皿测试样品范围,0100mg/L,，,将萃取液和硅酸镁吸附后的滤出液倒入石英比色皿，,放入红外分光光度计的样品室，,测,2930cm,-1,、,2960cm,-,1,、,3030cm,-1,三个波长处的样品吸光度并计算总萃取物和石油类的含量。,(2),空白试验：,以纯水代替试样，加入与测定时相同体积的试剂，,并使用相同光程的比色皿，按,(1),中测定步骤进行空白试验。,4.样品测定,(1),总萃取物：,水中总萃取物（即总油）计算：,C=XA,2930,+YA,2960,-Z(A,3030,-A,2930,/F)V,O,DI/V,W,L,式中,X,、,Y,、,Z,、,F,校正系数；,A,2930,、,A,2960,、,A,3030,各,对应波长下测得萃取液的吸光度；,V,O,萃取溶剂定容体积,mL,；,V,W,水样的体积,mL,；,D,萃取液稀释倍数；,I,测定校正系数时所用比色皿的光程，,L,测定水样时所用比色皿的光程，,cm,。,(2),石油类含量：,水样中石油类含量,C,1,(mg/L),计算：,C,1,=XA,2930,(I)+YA,2960,(I)-Z(A,3030,(I)A,2930,(I/F)V,O,DI/V,W,L,式中,A,2930,(I),、,A,2960,(I),、,A,3030,(I),测得硅酸镁吸附后滤出液的吸光度。,5.结果计算,各种测油方法的比较,红外分光光度法,是目前最理想的测油方法,紫外法：,该方法灵敏度高，缺点是不同种类的油采用不同波长，数据无可比较性,荧光法：,用紫外线照射，激发萃取剂中的油发出荧光。荧光强度越高,-,含油量越高。但是有些油类不能被紫外线激发，有些非油类荧光物质能被激发。因此荧光法灵敏度高单抗干扰性差,红外分光光度法：,灵敏度高选择性强操作简便,定性与定量准确,重量法：,优点是不受限制，缺点操作复杂灵敏度差,因此,重量法与红外分光光度法平行样测定结果,比较,参考文献,GB/T16488-1996,水质石油类和动植物油类的测定,S,红光光度法,1996,8,1.,分析仪器,2003,年第,3,期,环境监测管理与技术,2000,年,4,月第,12,卷第,2,期,红外分光光度法测定水中石油类和动植物油,工业分析化学，复旦大学出版社,分析化学新进展,(Advances in Analytical Chemistry),主讲人：程晖,SnC,谢谢,祝大家圣诞快乐！,参考文献,GB/T16488-1996,水质石油类和动植物油类的测定,S,红光光度法,1996,8,1.,分析仪器,2003,年第,3,期,环境监测管理与技术,2000,年,4,月第,12,卷第,2,期,红外分光光度法测定水中石油类和动植物油,工业分析化学，复旦大学出版社,分析化学新进展,(Advances in Analytical Chemistry),