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1、第二章光谱分析导论光学分析法 :待测物受到某种能量作用后,产生光信号 (或引起光信号的化);待测物受到光作用后,产生某种分析信号,这样的分析方法称为光学分析法。光学分析法分为光谱分析法和非光谱分析法。光谱分析法中:波长,性质特征参数,用于定性;强度,数量特征参数,用于定量。光的波粒二象性1、波动性(电磁波,横波)参数:波长( )、频率( )、波数( )、振幅( )、光速( c)2、粒子性光子流,性质参数:E;数量参数:光密度(单位时间、单位截面积通过的光子数。普朗克公式:E=h=hc=hc/,其中h=6.62610-34J.s 电磁波谱1、能谱区: 小( 10nm),E大(102eV),如 x
2、 射线、 射线,体现光的粒子性2、波谱区: 大( 1mm),E小( 10-3eV),波谱分析,电子器件,体现光的波动性3、光学光谱区:波长介于能谱区和波谱区之间光学器件使用的区域:420780nm 可见区; 200-420nm 紫外区10-200nm 真空紫外; 0.8-1000m 红外区光与物质的相互作用物质运动的特点:a、每种运动都有一定的频率范围,亦既每个频率都代表特定的运动。b、每种运动都有自己固定的、特征的运动频c、决定特征频率的是不同的物理量d、光与物质作用时,是有选择的作用于某一层次的运动的。分析光的波长反映了物质的性质特征:物质吸收特定波长的光,从基态跃迁到激发态,这个特定波长
3、既反映了物质某一运动层次的特征,而这个特征反映了物质的组成和结构,则得到定性结果,即E=E2-E1=h。分析光的强度反映了物质的数量特征:光源提供的作用光,被吸光物质吸收,致使光子流密度下降,引起光源强度下降。下降程度决定于:a、处于低能级的待测粒子数目(N0) b、吸光粒子的跃迁几率,决定于待测物的本性,宏观描述为,摩尔吸收系数。因此, 既是定性的依据又是定量的标准。的特点 : 1)吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数,可作为定性鉴定的参数;2)不随浓度c 和光程长度b 的改变而改变。在温度和波长等条件一定时,仅与吸收物质本身的性质有关,与待测物浓度无关;3)同一吸收物质在不同波长下的值
4、是不同的。在最大吸收波长max处的摩尔吸光系数,常以max表示。max表明了该吸收物质最大限度的吸光能力,也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度。4)max越大表明该物质的吸光能力越强,用光度法测定该物质的灵敏度越高。5)在数值上等于浓度为1mol/L 、液层厚度为1cm 时该溶液在某一波长下的吸光度。朗伯 -比尔定律的适用条件: 1.单色光 : 应选用max处或肩峰处测定2.吸光质点形式不变:离解、络合、缔合会破坏线性关系,应控制条件(酸度、浓度、介质) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -
5、- - - - - - 第 1 页,共 13 页 - - - - - - - - - 3.稀溶液:浓度增大,分子之间作用增强光谱的基本类型依外形分类:线状光谱 ,带状光谱 ,连续光谱。(二)分子光谱和原子光谱:原子光谱 主要是由于核外电子能级发生变化而产生的辐射或吸收而产生的光谱。分子光谱 则是由于分子中电子能级及分子的振动、分子的转动能级的变化而产生的光谱。光谱解析1、定性分析依据:找特征区的吸收波长2、定量分析依据:找特征区的光强度发射光谱: 某一谱区的强度与样品发光(高能态分子原子)粒子数的关系吸收光谱: 某一谱区的吸收强度与样品吸光(低能态分子原子)粒子数的关系朗伯 -比尔定律: A
6、= lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT = bc(计算题 )吸收定律成立的条件:1、入射光为平行单色光2、溶液中粒子间相互作用可忽略浓度对折射率的影响可忽略稀溶液3、透过率只与待测分子对光的吸收有关4、分析信号的传递保持线性第三章紫外-可见光谱分析波长分区: 紫外:200-420nm ;可见 :420-780nm 分子中价电子跃迁:1)* 跃迁它需要的能量较高,一般发生在真空紫外光区。饱和烃中的cc键属于这类跃迁。2)n* 跃迁实现这类跃迁所需要的能量较高,其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区。3)、* 跃迁它需要的能量低于*跃迁, 吸收峰一般处于近紫外光区,在 200 n
7、m 左右,其特征是摩尔吸光系数大,一般max104,为强吸收带。4)、 n* 跃迁这类跃迁发生在近紫外光区。它是简单的生色团如羰基、硝基等中的孤对电子向反键轨道跃迁。其特点是谱带强度弱,摩尔吸光系数小。5)、电荷迁移跃迁所谓电荷迁移跃迁是指用电磁辐射照射化合物时,电子从给予体向与接受体相联系的轨道上跃迁。因此,电荷迁移跃迁实质是一个内氧化还原的过程, 而相应的吸收光谱称为电荷迁移吸收光谱。生色团: 是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。但是,人们通常将能吸收紫外、可见光的原子团或结构系统定义为生色团。助色团 :助色团是指带有非键电子对的基团,如-OH、 -OR 、 -NHR、-SH、
8、-Cl、-Br、-I(既杂原子基团)等,它们本身不能吸收大于200nm 的光,但是当它们与生色团相连时,会使生色团的吸收峰向长波方向移动,并且增加其吸光度。影响分子轨道能量状态的因素1)分子内部微环境A、分子增大,* 跃迁能量降低B、双键共轭,共轭体系越大,*跃迁能量越低2)分子所处外环境的影响名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 13 页 - - - - - - - - - 溶剂对紫外、可见吸收光谱的影响:溶剂对紫外可见光谱的影响较为复杂。改变溶剂的极性,会引
9、起吸收带形状的变化。改变溶剂的极性,还会使吸收带的最大吸收波长发生变化。极性增加,波长增加,红移 。极性增加,波长减小,蓝移 。基本组成: 光源,单色器,样品池,检测器,显示器。光源: 紫外区用氘灯(氢灯),可见光用钨灯。分析条件的设定1、仪器测量条件(1)分析波长的选择:max, 如有干扰,可以稍小(2)单色器带宽 :吸收峰宽的1/5 或 1/10(3)控制适当的A 范围 :0.2-0.72、反应条件选择(1)显色剂的选择原则:使配合物吸收系数最大、选择性好、组成恒定、配合物稳定、显色剂吸收波长与配合物吸收波长相差大等。(2)显色剂用量:配位数与显色剂用量有关;在形成逐级配合物,其用量更要严
10、格控制。(3)溶液酸度:配位数和水解等与pH 有关。(4)显色时间、温度、放置时间等。3、参比液选择(1)溶剂参比: 试样组成简单、共存组份少(基体干扰少)、显色剂不吸收时,直接采用溶剂(多为蒸馏水)为参比;(2)试剂参比: 当显色剂或其它试剂在测定波长处有吸收时,采用试剂作参比(不加待测物);(3)试样参比: 如试样基体在测定波长处有吸收,但不与显色剂反应时,可以试样作参比(不能加显色剂)。4、干扰消除(1)控制酸度: 配合物稳定性与pH 有关,可以通过控制酸度提高反应选择性,副反应减少,而主反应进行完全。(2)选择掩蔽剂(3)合适测量波长(4)干扰物分离(5)双波长技术定量分析方法a.直接
11、测定与间接测定直接测定: 直接测定待测物光谱间接测定: 测定待测物与其他试剂的反应产物注意: 参比溶液和显色剂的选择,随具体分析问题而定公式计算法 :A=KbcAs=KbcsAx=Kbcxcx=Axcs /Asb.量程扩展技术(示差法)1、单标准量程扩展法高浓度溶液: 用纯溶剂调T=0,用比 Cx稍小的 Cs调 T=100%,然后测定Cx。低浓度溶液: 用比 Cx稍大的 Cs调 T=0,用用纯溶剂调T=100%,然后测定Cx2、双标准量程扩展法用比 Cx稍大的 Cs1调 T=0,用比 Cx稍小的 Cs2调 T=100%,Ax 总是处于As1和 As2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
12、- - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 13 页 - - - - - - - - - c.多组分的测定yxAAA111yyxxbcbc11yxAAA222yyxxbcbc22为物质的特征参数,可通过配制标准溶液测得,解联立方程,可求得Cx, Cy。应用(详见教材 P46)酚试剂法测定蛋白质含量;双缩脲法测定蛋白质含量;紫外吸收光谱测定蛋白质含量;茚三酮法测定氨基酸; DNA 纯度检查等。第四章红外吸收光谱分析概述依据的信息信息: 分子内部原子间的相对振动和分子的转动得到分子的组成、空间分布、化学键特征、分
13、子内外微环境的信息从而得到分子的组成和结构信号: 红外光特点: 谱区宽,信息量大;谱带窄,特征性强;样品用量少,不破坏样品;对仪器的波长准确性及波长纯度要求高分区近红外: 0.8-2.5 m (12500-4000cm-1)低能量的电子跃迁、C-H.N-H.O-H振动中红外: 2.5-25m (4000-400cm-1)振动跃迁的基本频率区,用于结构分析远红外: 25-1000m (400-10cm-1)能级间距小的振动、气体分子转动原理振动的模式分子整体有如下运动:平动: 沿 x.y.z 轴移动,则有三个自由度转动: 非线型分子 三个转动自由度;线型分子二个转动自由度振动: 非线型分子 3N
14、-6 个自由度;线型分子3N-5 个自由度振动偶合1.只有引起分子偶极矩变化的振动,才产生红外吸收,若振动过程不产生瞬间偶极矩变化,就不产生吸收峰。因为偶极矩是一个矢量,中心对称的振动偶极矩变化为零。以中心对称的振动在红外光谱中不产生吸收。2.频率完全相同的振动所产生的吸收峰,彼此发生简并。3.强而宽的吸收峰往往覆盖与之频率相近的弱而窄的吸收峰。有机物红外吸收光谱的解析特征频率 :能代表某种基团存在、并有较高强度的吸收谱带称为特征吸收,其所在的位置称为特征频率。特征频率是鉴定基团存在的依据。中红外区分为:特征区 4000-1300cm-1;指纹区 1300-400cm-1特征区 又称基团频率区
15、或官能区,是红外光谱分析的主要依据。指纹区 是单键的伸缩振动和弯曲振动所产生吸收峰的频率区,对分子结构的鉴定提供重要信息。红外光谱图的解析过程1、了解样品的化学组成,通过其它方法确定其化学式2、计算不饱和度:=1+n4+(n3-n1)/2式中 n4、n3、n1、分别为分子中所含的四价、三价和一价元素原子的数目。注意: 二价原子如S、O等不参加计算。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 13 页 - - - - - - - - - 3、查找特征区,分析官能团4、查
16、找指纹区5、与标准图谱对照6、综合其它方法判断第五章分子荧光光谱分析光致发光( Photoluminescence ): 荧光和磷光是分子吸光成为激发态分子,在返回基态时的发光现象. 荧光: 受光激发的分子从第一激发单重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射。磷光: 从第一激发三重态的最低振动能级回到基态所发出的辐射。荧光光谱的波长比吸收光的波长大(长),这种现象叫作红移或斯托克斯位移。影响荧光强度的因素1)荧光与分子结构的关系a、能吸收紫外可见光,有共轭双键,分子呈刚性、平面、多环结构,而且共轭平面越大、电子共轭度越大,f 越高。产生荧光的有机物质,都含有共轭双键体系,共轭体系越大,离域大键的
17、电子越容易激发,荧光与磷光越容易产生。荧光物质的刚性和平面性增加,有利于荧光发射。b、取代基的影响:给电子基团使f 增强,如 -NH2、-OH;与电子体系相互作用小的取代基对荧光影响小。给电子取代基加强荧光;得电子取代基减弱荧光、加强磷光。高原子序数的原子引入电子体系,使荧光减弱。吸电子基团,如:-COOH 、 NO2 、 N=O2、 卤素使荧光熄灭。刚性平面结构有利于荧光,因为刚性结构可以减少分子振动,减少能系交叉和碰撞退激。2)温度和溶剂效应温度升高,f 下降;溶液黏度下降,f 下降;不能使用含有重原子的溶剂。溶剂极性增加有时会使荧光强度增加,荧光波长红移;若溶剂和荧光物质形成氢键或使荧光
18、物质电离状态改变,会使荧光强度、荧光波长改变。3)pH 值的影响荧光物质的电离与非电离形式的f 有差别,带有酸性或碱性取代基的芳香化合物的荧光与pH 关;4)溶解氧的影响溶解氧的存在使f 下降仪器光路光源激发单色器样品池发射单色器检测器(激发光与发射光垂直)。激发光谱与发射光谱激发光谱 :固定发射波长 (EM),一般在最大发射位置做If EX的光谱, 既不同波长激发光所产生荧光的相对效率。发射光谱 :固定激发波长(Ex),一般在最大吸收位置做If EM 的光谱,既最大吸收波长下产生荧光的相对强度。目的 :找到 EXmax 和EMmax 荧光光谱分析参数:荧光强度,EXmax(最大激发波长),E
19、Mmax(最大发射波长)。第六章原子吸收光谱分析原子光谱: 原子吸收能量从基态跃迁到激发态产生的。原子吸收分析法原子光谱是基于原子外层电子的跃迁。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 13 页 - - - - - - - - - 原子吸收光谱法是基于被测元素基态原子在蒸气状态对其原子共振辐射的吸收进行元素定量分析的方法。原子光谱法研究原子光谱线的波长及其强度。光谱线的波长是定性分析的基础;光谱的强度是定量分析的基础。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。原子吸收
20、与原子浓度的关系1、共振线与特征吸收原子的共振线: 原子由基态到第一激发态,吸收一定频率的辐射能量。产生共振吸收线 (简称共振线) ,得到吸收光谱。原子的发射线:原子从激发态回到基态,发射出一定频率的辐射。产生共振发射线 (也简称共振线),得到发射光谱。2.元素的特征谱线与特征吸收各种元素的原子结构和外层电子排布不同,基态到第一激发态: 跃迁吸收能量不同具有特征性,所以称 特征谱线 ,其对应的波长称为特征吸收 。各种元素的基态到第一激发态最易发生,吸收最强,最灵敏,所以称灵敏线,我们希望测定在高灵敏度下进行,所以用它作分析线。利用特征谱线可以进行定量分析。积分吸收在吸收线轮廓内,吸收系数的积分
21、称为积分吸收系数,简称为积分吸收,它表示吸收的全部能量(谱线轮廓内的总面积)。从理论上可以得出,积分吸收与原子蒸气中吸收辐射的原子数成正比,与频率和测量条件无关。这是原子吸收测量的重要理论基础,它表明原子吸收与原子浓度成正比。原子吸收的测量1、原子吸收谱线的宽度(1)自然宽度 VN(2)多普勒变宽(热变宽)VD这是由于原子在空间作无规则热运动所导致的,故又称热变宽。多普勒效应:一个运动着的原子发出的光,如果运动方向离开观察者(接受器),则在观察者看来,其频率较静止原子所发的频率低,反之,高。这种 多普勒效应 ,使观测者接受到很多频率稍有不同的光,于是谱线发生变宽。通常为 10-410-3nm
22、,它是谱线变宽的主要因素 。(3)压力变宽(碰撞变宽)VL(4)赫鲁兹马克变宽(共振变宽)VH:同种待测原子间碰撞。浓度高时起作用,但在原子吸收中可忽略。在一般分析条件下VD为主。谱线的变宽将导致原子吸收分析灵敏度的下降。2、峰值吸收的测量在用锐线光源辐射及采用温度不太高而稳定的火焰条件下,峰值吸收系数K0与火焰中待测元素的基态原子数N0之间存在着简单的线性关系,这样N0值可以由测定K0而得到,这种方法称为峰值吸收法。峰值吸收测量必须满足:ae和a. 0e. 0在一定条件下,峰值吸收系数K0 与原子化器中基态原子数成线性关系,因此可用中心频率处吸收系数(峰值吸收)的测量代替积分吸收的测量。A=
23、KC 这是原子吸收测量的基本关系式。基本结构空心阴极灯名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 13 页 - - - - - - - - - 特点: 低压辉光放电管,内充Ne 或 Ar;主要受多普勒效应的影响(温度);温度与灯电流有关;操作参数是灯电流。工作原理: 在 300500V 电压下,正负极间产生辉光放电,电子从阴极移向阳极,途中与惰性气体分子碰撞,使其电离;带正电的离子轰击阴极,使阴极金属产生原子溅射;溅射原子与电子、惰性气体分子、离子碰撞,从而产生激发,
24、同时又去激发,发射阴极金属的共振辐射。由于不同空心阴极灯具有不同的阴极金属,发射不同波长的共振辐射,故不同的被分析元素使用不同的空心阴极灯。原子化系统将试样中的被测元素形成比率高而十分稳定的基态原子。原子化方法:a、火焰法; b、无火焰法电热高温石墨管,激光。1、火焰原子化装置,包括雾:化器、燃烧器特点:重复性好,但原子化效率低。原子化效率与火焰温度有关,不同的元素原子化温度不同。2、石墨炉原子化装置原子化过程:分为干燥(100)、灰化( 100-1800) (去除基体)、原子化(3000)、净化(去除残渣)四个阶段,待测元素在高温下生成基态原子。原子化特点:试样用量少、灵敏度高;蒸发除去了基
25、体,减少或消除了基体效应,但精密度差,测定速度慢,操作不够简便,装置复杂。3、共价氢化物原子化法4、冷原子化( Hg)原子吸收光谱法中的干扰及抑制一、光谱干扰(不重要)二、电离干扰在高温条件下,原子会电离,使基态原子数减少,吸光度下降,这种干扰称为电离干扰。消除电离干扰的方法是加入过量的消电离剂 。三、化学干扰通过在标准溶液和试液中加入某种光谱化学缓冲剂来抑制或减少化学干扰:(1)释放剂 与干扰元素生成更稳定化合物使待测元素释放出来。例:锶和镧可有效消除磷酸根对钙的干扰。(2)保护剂 与待测元素形成稳定的络合物,防止干扰物质与其作用。例:加入EDTA ,生成 EDTA-Ca ,避免磷酸根与钙作
26、用。(3)饱和剂 加入足够的干扰元素,使干扰趋于稳定。四、物理干扰试样在转移、蒸发过程中物理因素变化引起的干扰效应,主要影响试样喷入火焰的速度、雾化效率、雾滴大小等。可通过控制试液与标准溶液的组成尽量一致的方法来消除。定量分析方法样品处理: 干法灰化和湿法吸收分析条件的选择1分析线; 2通带(调节狭缝宽度);3空心阴极灯电流;4火焰; 5观测高度;6、进样量。分析方法1、标准曲线法2、标准加入法:a.单点加入法在被测试液中加入一定量的标准溶液,测定加入前后的吸光度,计算待测液中物质的浓度。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
27、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 13 页 - - - - - - - - - sxsxxxsxsxxxcAAAcccKAKcA)(所以:)(;加入标准后:加入标准前:(计算题 )b、作图法在三份以上的被测试液中成比例地加入标准溶液,作吸光度对标准溶液浓度或体积的曲线,其延长线交浓度轴或体积轴于一点,由该点对应的数据求被测液的浓度。第七章色谱法导论色谱法概述色谱法按流动相不同可分为分液相色谱(液 -固色谱和液 -液色谱)和气相色谱(气 -固色谱和气 -液色谱)。色谱法按分离原理可分为:吸附色谱,分配色谱,离子交换色谱,凝胶色谱。分离过程:组分在流动相洗脱下,由于
28、各组分迁移、扩散速率的差异,形成浓度分布谱带,各组分被分离。 迁移、扩散速率的差异决定了色谱分离的质量,差异大小与组分的热力学性质、色谱系统的结构、色谱条件有关。色谱过程的必要条件:被分离组分在所选的色谱系统中迁移的速度有差异。既:吸附力、溶解力、交换离子能力、渗透力有差异。色谱的重要参数色谱峰及峰宽相关参数:基线 在实验操作条件下,色谱柱后没有组分流出的曲线叫基线。稳定情况下,是一条直线。基线上下波动称为噪音。(RN) 峰高 h 色谱峰最高点与基线之间的距离,可用mm ,mV, mA 表示。峰高低与组分浓度有关,峰越高越窄越好。峰宽:峰底宽Wb色谱峰两侧拐点所作切线在基线上的距离;半峰宽 W
29、1/2峰高一半处色谱峰的宽度。色谱峰面积A色谱峰与峰底所围的面积。组分在色谱中保留参数:死时间 tM不被固定相吸附或溶解的组分流经色谱柱所需的时间。保留时间( tR)组分流经色谱柱时所需时间。进样开始到柱后出现最大值时所需的时间。操作条件不变时,一种组分有一个tR定值,定性参数调整保留时间(tR)了死时间的保留时间。死体积( V M)不被固定相滞留的组分流经色谱柱所消耗的流动相体积称死体积,色谱柱中流动相所占的体积。保留体积 (VR)组分从进样开始到色谱柱后出现最大值时所需流动相体积,组分通过色谱柱时所需流动相体积调整保留体积(VR)扣除了死体积的保留体积,真实的将待测组分从固定相中携带出柱子
30、所需的流动相体积。相对保留值 2,1或i ,s在相同操作条件下,组分 2 或组分 i 对另一参比组分1 或 s调整保留值之比。关于两组分分离情况的参数:分离度: 某相邻的两组分保留值之差除以它们的平均底峰宽,即22112WWttRRR名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 13 页 - - - - - - - - - 组分与色谱系统的性质参数:分配系数K(平衡常数 ) 指在一定温度和压力下,组分在色谱柱中达分配平衡后,在固定相与流动相中的浓度比(色谱过程的相平衡参
31、数)容量因子k (容量比,分配比)指在一定温度和压力下,组分在色谱柱中达分配平衡时,在固定相与流动相中的质量比。mmssmsVCVCmmk塔板理论塔板理论的意义:当塔板数( N)很大时,塔板模型描述了被分离组分通过任一体积流动相,离开具有 N 块塔板填充柱进入检测器时的浓度。塔板理论指出:第一,当溶质在柱中的平衡次数,即理论塔板数N 大于 50 时,可得到基本对称的峰形曲线。第二,当样品进入色谱柱后,只要各组分在两相间的分配系数有微小差异,经过反复多次的分配平衡后,仍可获得良好的分离。第三, n 与半峰宽及峰底宽的关系式为:N = 5.54(tR / W1/2)2 = 16 (tR / W)2
32、(计算题 )。从公式可以看出,在tR一定时,如果色谱峰很窄,则说明N 越大, H 越小,柱效能越高。速率理论踏板高度:CuuBAH,中 u 为流动相的线速度;A、B、C、为常数,分别代表涡流扩散系数、分子扩散项系数、传质阻力项系数。最佳流速的计算:CB最佳u;H最小=BCA2(计算题) 。实际工作中,为缩小分析时间,可选略高于u 最佳的流速,常用u 最佳。定性分析1.利用保留值与已知物对照定性(1)利用保留时间定性(2)利用峰高增量定性(3)利用双色谱系统定性2.利用文献保留值定性(相对保留值r21 仅与柱温和固定液性质有关。)3.与其它分析仪器联用的定性方法定量分析色谱定量分析是根据检测器对
33、被分离的待测组分产生的响应信号与组分的量成正比的原理,通过色谱图上的峰面积或峰高,计算样品中待测组分含量。mi=fi Ai或mi=fi himi被测组分i 的质量, fi比例系数; Ai、hi被测组分的峰面积及峰高。绝对校正因子:单位峰面积对应组分的质量,fi=mi/Ai( fi绝对校正因子)。相对校正因子:样品中各组分的定量校正因子与标准物的定量校正因子之比。定量方法1、归一化法(计算题 )试样各组分都出峰,可用归一化法定量。把所有出峰组分的含量之和当作100%的定量分析方法称为归一化法。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -
34、 - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 13 页 - - - - - - - - - %1002211nniiifAfAfAfAw(如果各组分在检测器上的响应值相同或相近,可约去相对校正因子。)归一化法的优点:简便、准确、不需标准物,不必准确称量和准确进样,操作条件稍有变化对结果影响较少。缺点:所有组分都出峰,并测所有组分A 和 fi2、内标法 (计算题 )准确称取样品m(含 mi被测组分),加准确称取的纯物质作内标物(ms),混合后进样。%100;则,mAmAfmmcAmAfAffAfmfffssiiiissiiisiiiisii优点:定量准确,操作条件不必严格控
35、制,与进样量无关,被测组分和内标物出峰即可,适用于微量组分的测定,应用广泛。缺点:每次测定都要准确称量样品和内标物。3、外标法标准曲线法第八章气相色谱分析基本构造(六大系统):气路系统、进样系统、柱分离系统、检测器系统、记录系统、温控系统。液体固定相 载体 +固定液固定液及其选择:高沸点有机化合物对固定液的要求:a) 热稳定性好、蒸汽压低流失少;b) 化学稳定性好不与其它物质反应;c) 对试样各组分有合适的溶解能力(分配系数K 适当);d) 对各组分具有良好的选择性。固定液选择:按“相似相溶”原理选择固定液。非极性组分非极性固定液沸点低的物质先流出;极性物质极性固定液极性小的物质先流出;各类极
36、性混合物极性固定液极性小的物质先流出;氢键型物质氢键型固定液不易形成氢键的物质先流出;复杂混合物两种或以上混合固定液。气相色谱检测器浓度型: 检测的是载气中组分浓度的瞬间变化即响应值与浓度成正比。质量型: 检测的是载气中组分进入检测器中速度变化,即响应值与单位时间进入检测器的量成正比。热导检测器 (TCD) 特点:属浓度型Det,进样量一定时峰面积 A 1/Fd:用 A 定量时要保持流速恒定属通用型Det,可测多种类型组分:特别是可测FID所不能直接测定的许多无机气体是非破坏型Det:利用样品收集或与其他仪器联用使用注意事项(1)为确保热丝不被烧断,在 TCD通电前 ,先开载气,关机时一定要先
37、关电源,后关载气 (否则检测器会报废) (2)载气中含氧气时,使热丝寿命缩短,所以载气必须除氧,而且不要使用聚四氟乙烯作载气输送管,因为它会渗透氧气名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 13 页 - - - - - - - - - 氢火焰离子化检测器(FID) 工作条件a. 仪器接地好 ,屏蔽良好b. TDet120C,使离子室不积水,TDet 要高于 Tc 2050C c. 一般用 N2 作载气 ,载气要净化 ,除有机物d. 气体流量H2:N2:Air=1:
38、1:10 特点a.属质量型、通用型,属破坏型,所以不能与制备联用b.适用水和大气中痕量有机物,对烃类灵敏度高,比TCD高 102104倍。 FID不能检测在H2焰中不电离的CO2,CO ,H2O ,H2S ,CS2,N2,NH3等无机物(即水与永久气体等)。电子捕获检测器(ECD )3、工作条件 : (1)载气纯度 ,用高纯 N2(99.999%) 含 O220;用 S滤光片时 , S的响应值比P的响应值 10。现代气相色谱技术:程序升温气相色谱法和毛细管柱气相色谱法程序升温包括起始温度,终止温度,升温速率。举例: 1.100保温 2 分钟, 4/min ,升温至 200, 200保温 4mi
39、n 。第九章高效液相色谱分析特点(三高):高压,高效,高灵敏度。高效液相色谱法的类型按溶质在两相分离过程中的物理化学原理分类1、吸附色谱2、分配色谱3、离子色谱4、体积排阻色谱5、亲和色谱按分离过程物理化学原理分类的各种液相色谱法的比较吸附色谱分配色谱离子色谱体积排阻色谱亲和色谱固定相全多孔固体吸附剂固定液载带在固相基体上高效微粒离子交换剂具有不同孔径的多孔性凝胶多种不同性能的配位体键连在固相基体上流动相不同极性有机溶剂不同极性有机溶剂和水不同 pH值的缓冲溶液有机溶剂或一定pH值的缓冲溶液不同 pH值的缓冲溶液,可加入改性剂分离原理吸附与解吸溶解与挥发可逆性的离子交换多孔凝胶的渗透或过滤具有
40、锁匙结构络合物的可逆性离解名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页,共 13 页 - - - - - - - - - 高效液相色谱仪由高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统、记录系统等五大部分组成。梯度洗脱 就是在分离过程中使两种或两种以上不同极性的溶剂按一定程序连续改变它们之间的比例,从而使流动相的强度、极性、pH 值或离子强度相应地变化,达到提高分离效果,缩短分析时间的目的。固定相液固色谱 的固定相是固体吸附剂。液液色谱 的固定相由 载体和固定液组成。离子交换
41、色谱常用的固定相为离子交换树脂。阳离子交换树脂上具有与阳离子交换的基团。阳离子交换树脂又可分为强酸性和弱酸性树脂。阴离子交换树脂具有与样品中阴离子交换的基团。阴离子交换树脂也可分为强碱性和弱碱性树脂。排阻色谱的固定相,色谱柱的填料是凝胶,它是一种表面惰性,含有许多不同尺寸的孔穴或立体网状物质。大的组分分子在色谱柱中停留时间较短,小的组分分子在色谱柱中停留时间较长。排阻色谱的固定相一般可分为软性、半刚性和刚性凝胶三类。所谓凝胶,指含有大量液体(一般是水)的柔软而富有弹性的物质,它是一种经过交联而具有立体网状结构的多聚体。液相色谱流动相液相色谱的流动相又称为:淋洗液,洗脱剂。对流动相的要求(1)溶
42、剂对于待测样品,必须具有合适的极性和良好的选择性。(2)溶剂与检测器匹配。对于紫外吸收检测器,应注意选用检测器波长比溶剂的紫外截止波长长。(3)高纯度。不纯的溶剂会引起基线不稳,或产生“伪峰”。(4)化学稳定性好(5)低粘度(粘度适中)若使用高粘度溶剂,势必增高压力,不利于分离。流动相的极性分类 :流动相按组成不同可分为单组分和多组分;按极性可分为极性、弱极性、非极性;按使用方式有固定组成淋洗和梯度淋洗。亲水性固定液常采用疏水性流动相,即流动相的极性小于固定相的极性,称为正相液液色谱法,极性柱也称正相柱。若流动相的极性大于固定液的极性,则称为反相液液色谱,非极性柱也称为反相柱。组分在两种类型分
43、离柱上的出峰顺序相反。流动相的选择1、流动相的选择原则样品易溶,且溶解度尽可能大。化学性质稳定,不损坏柱子。不妨碍检测器检测,紫外波长处无吸收。粘度低,流动性好。易于从其中回收样品。无毒或低毒,易于操作。易于制成高纯度,即色谱纯。废液易处理,不污染环境。2、液固色谱的流动相一般把吸附色谱中流动相称作洗脱剂。在吸附色谱中对极性大的试样往往采用极性强的洗脱剂;对极性弱的试样宜用极性弱的洗脱剂。3、液液色谱的流动相名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 13 页 -
44、- - - - - - - - 在液液色谱中,除一般要求外,还要求流动相对固定相的溶解度尽可能小,因此固定液和流动相的性质往往处于两个极端,例如当选择固定液是极性物质时,所选用的流动相通常是极性很小的溶剂或非极性溶剂。4、离子交换色谱的流动相离子交换树脂的流动相最常使用水缓冲溶液,有时也使用有机溶剂如甲醇或乙醇同水缓冲溶液混合使用,以提高特殊的选择性,并改善样品的溶解度。要考虑pH 值、离子强度、缓冲液类型。5、凝胶色谱的流动相1、排阻色谱所选用的流动相必须能溶解样品,并必须与凝胶本身非常相似,这样才能润湿凝胶。当采用软性凝胶时,溶剂也必须能溶胀凝胶。2、另外,溶剂的粘度要小,因为高粘度溶剂往往限制分子扩散作用而影响分离效果。这对于具有低扩散系数的大分子物质分离,尤需注意。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页,共 13 页 - - - - - - - - -