光譜分析技術(shù)

光譜分析技術(shù)第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日波長光譜區(qū)域分析方法〈0.1A0.1-1A200-400nm400-760nm760—100025-500μm〉1cmγ射線X射線紫外線可見光紅外光微波無線電波γ射線光譜法X射線光譜法紫外光光度法可見光光度法紅外光度法微波光譜法核磁共振光譜法電磁波譜圖第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日第一節(jié)光譜分析技術(shù)的基本原理一、光譜分析技術(shù)的概念二、光譜分析技術(shù)的分類利用各種化學(xué)物質(zhì)（原子、基團(tuán)、分子及高分子化合物）所具有的發(fā)射、吸收或散射光譜譜系的特征來確定其性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及含量的技術(shù)。光譜分析技術(shù)發(fā)射光譜分析吸收光譜分析（常用）散射光譜分析第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日三、分光光度技術(shù)的基本原理1、光的吸收現(xiàn)象與吸收曲線*光色互補(bǔ)紅紫藍(lán)青藍(lán)青綠黃橙白第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日曲線繪制：*吸收曲線概念：利用各種不同的波長測定物質(zhì)的吸光度，以波長為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，連接各點(diǎn)成光滑的曲線。*應(yīng)用：定性分析—吸收曲線的形狀定量分析—λmax為選擇單色光的依據(jù)第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日Anm3004005006000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7007000.8000.900λmax脫氫皮質(zhì)酮睪丸酮第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日λ（nm）Aλminλmaxλsh******吸收曲線制作者：制作日期：制作儀器：第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日(1)吸光度（A)（absorbance）與透光率（T)（transmittance）T=

I

Io

2、光吸收定律—Lambert-Beer定律

當(dāng)光線通過均勻、透明的溶液時(shí)可出現(xiàn)三種情況：一部分光被散射，一部份光被吸收，另有一部分光透過溶液。設(shè)入射光強(qiáng)度為Io，透射光強(qiáng)度為I，I和I0之比稱為透光度，即：A=-lgT=-lgI/I0=lgI0/I第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日條件：單色光，稀溶液(2)Lambert-Beer定律Lambert-Beer定律是討論溶液吸光度同溶液濃度和溶液層厚度之間關(guān)系的基本定律，其表達(dá)式為：A=KLC

式中A為吸光度；K為吸光系數(shù)；L為溶液層厚度（光徑）；

C為溶液濃度（Lambert-Beer定律適用于可見光、紫外光、紅外光和均勻非散射的液體。）第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日入射光Io透射光I反射光Ir散射光Is吸收光Ia第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日分類：ε1mol（摩爾吸光系數(shù)）1cmE1%（百分吸光系數(shù)）1cm應(yīng)用：1.根據(jù)ε進(jìn)行物質(zhì)的定性、定量分析2.ε的大小反映測定的靈敏度，ε越大，靈敏度越高。意義：ε表示物質(zhì)對某一特定波長的吸收能力，ε愈大，表示對某波長光的吸收能力愈強(qiáng)。在一定條件下是特征性常數(shù)3.吸光系數(shù)

概念：在一定條件下，物質(zhì)濃度為1mol/l、液層厚度為1cm時(shí)的吸光度值，與溶液的性質(zhì)有關(guān)。第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日第二節(jié)分光光度計(jì)的基本結(jié)構(gòu)與操作可見光及近紅外線

紫外光一、儀器結(jié)構(gòu)光源鎢絲燈氫燈或氘燈單色器棱鏡光柵檢測器光電管光電倍增管顯示器檢流計(jì)數(shù)碼管顯示吸收池（比色杯、比色皿）玻璃石英塑料第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日二、操作方法（722光柵分光光度計(jì)）1、接通電源開關(guān)，通電20分鐘預(yù)熱（打開比色室蓋子）2、調(diào)節(jié)波長3、將樣品放入比色室5、將開關(guān)置于A位，讀數(shù)不為零可用消光零調(diào)節(jié)為0.06、拉動(dòng)拉桿，讀取待測溶液A，記錄4、將開關(guān)置于T位，打開比色室蓋子，調(diào)節(jié)T為0.0，關(guān)上比色室蓋子，調(diào)節(jié)T為100.0第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日樣品室波長調(diào)節(jié)旋鈕控制面板樣品槽拉桿第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日二、操作方法（722型分光光度計(jì)）1、開機(jī)預(yù)熱（接通電源開關(guān)，通電20分鐘預(yù)熱）2、波長調(diào)整3、將樣品放入比色室5、“功能鍵”切換“A”

模式，儀器顯示“.000”或“-.000”6、拉動(dòng)拉桿，讀取待測溶液A，并記錄4、“功能鍵”置于“T”，用遮光體或拉動(dòng)半格拉桿，調(diào)0%，取出遮光體或拉桿推到底，調(diào)100%。第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日三、分光光度計(jì)波長校正粗測：580nm有均勻橙黃色光斑，光斑偏紅或偏綠，說明已經(jīng)偏移。四、吸光度的校正

鉻酸鉀的標(biāo)準(zhǔn)液可用于校正分光光度計(jì)的吸光度。在25℃，將4mg鉻酸鉀溶于100ml的0.05mol/LKOH中，放入比色池中，在不同波長下測定吸光度值，與己知的標(biāo)準(zhǔn)吸光度校正表進(jìn)行比較，可檢測儀器吸光度的準(zhǔn)確度。

第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日第三節(jié)分光光度技術(shù)的定性、定量方法（一）分光光度技術(shù)的定性方法2.摩爾消光系數(shù)ε檢測法1.最大吸收波長λmax檢測法第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日一、比較法計(jì)算公式：Cu=×Cs×fAuAs將標(biāo)準(zhǔn)品與待測樣品在相同條件下，顯色并測定各自的A，由于測定體系的溫度、厚度及入射光波長一致，故可用公式計(jì)算待測樣品的濃度。概念：（二）分光光度技術(shù)的定量方法標(biāo)準(zhǔn)液的要求：其濃度盡量接近于樣品濃度。（雙標(biāo)準(zhǔn)）第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日二、標(biāo)準(zhǔn)曲線法（standardcurve）概念：配制一系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液，按標(biāo)本處理方法做相同處理，在特定的波長下測定吸光度，以標(biāo)準(zhǔn)液濃度為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)，連接成一條通過原點(diǎn)的直線。制作方法：作圖法——主要直線回歸方程計(jì)算法制備標(biāo)準(zhǔn)液：5~6個(gè)不同濃度梯度加樣顯色：3個(gè)平行管比色記錄：平均A作圖：標(biāo)準(zhǔn)檢量表的制作：作圖法步驟第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日標(biāo)準(zhǔn)曲線（Ａ－Ｃ曲線）０１２３４ＣＡ1.00.80.60.40.2Y=ax+b第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日注意事項(xiàng)：1.測定條件應(yīng)一致，條件改變應(yīng)重新繪制2.標(biāo)準(zhǔn)液濃度應(yīng)準(zhǔn)確3.重復(fù)、平行測定4.比例適當(dāng)5.吸光度范圍應(yīng)在0.05~1.0之間6.高濃度標(biāo)本超出線性范圍時(shí)，應(yīng)將標(biāo)本稀釋后在測定。第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日三、差示法（differentialspectrophotometry）原理：對物質(zhì)濃度過高或過低時(shí)，可用一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)液代替空白管做參比，提高測定的精確度。A=Au-As=εL（Cu-Cs）=εLc四、摩爾吸光系數(shù)法原理：利用已知的吸光系數(shù)，由測得的吸光度計(jì)算樣品的濃度C=AεL第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日五、多組分混合物的測定各組分吸收峰不互相重疊----可分別測定各組分吸收峰互相重疊---等吸收點(diǎn)法、解聯(lián)立方程法雙波長法等第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日第四節(jié)其他光譜分析技術(shù)一、火焰光度法

原理：某些金屬的基態(tài)原子在受到火焰激發(fā)后，其外層電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)返回基態(tài)時(shí)，可發(fā)出特征性的譜線，檢測其強(qiáng)度可進(jìn)行定量分析。應(yīng)用：鉀、鈉等堿金屬和堿土金屬的檢測儀器組成：霧化燃燒系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)特點(diǎn)：操作煩瑣、干擾因素多、被簡便的離子選擇電極法取代第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日二、原子吸收分光光度法應(yīng)用：體液中多種金屬元素（鈣、鐵）的檢測在環(huán)境檢測、職業(yè)病防治中痕量有害元素（砷、汞）的檢測特點(diǎn)：靈敏度高（10-9～10-6g/L），準(zhǔn)確度較高簡便，快速可測全部金屬元素和一些半金屬元素

原理：根據(jù)待測元素的氣態(tài)原子能吸收相同原子所發(fā)射的特征

譜線的分析技術(shù)，即在一定條件下，原子的吸光度與待測元素的濃度成正比。儀器組成：光源（空心陰極燈）、原子化器、分光系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)第二十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日第三十頁，共三十二頁，2022年，8月28日三、熒光光度分析法

原理：待測物質(zhì)在激發(fā)光的照射下，可由基態(tài)躍遷至