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文檔簡介
1、分析化學(xué)教學(xué)大綱(專科)使用范圍:必修課層次專業(yè)中醫(yī)學(xué)中藥學(xué)針灸學(xué)護理學(xué)??茖I颈究七x修課本、專、專升本前 言分析化學(xué)是中藥專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,本課程內(nèi)容包括化學(xué)分析和儀器分析兩大部分。根據(jù)中藥專業(yè)的特點,涉及的分析對象以有機化合物為主,內(nèi)容包括定量分析的基本概念,以及重量分析、滴定分析(酸堿滴定法、沉淀滴定法,配位滴定法和氧化還原滴定法),吸收光度分析(可見、紫外及紅外吸收光譜法)、色譜分析(經(jīng)典液相色譜法、氣機色譜法及高效液相色譜法)、核磁共振波譜法、質(zhì)譜法。通過本門課程的學(xué)習(xí),掌握近代各種測試分析的基本理論和基礎(chǔ)知識,樹立正確的量的概念,了解分析測定成分的一般方法。在實驗技能方面,應(yīng)掌握
2、天平的稱量、標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定,各類滴定分析的基本操作技能,掌握可見、紫外分光光度計的使用與測試;柱層和薄層色譜的分析方法。有條件的學(xué)員應(yīng)進行實驗的操作練習(xí),通過學(xué)習(xí)注意培養(yǎng)學(xué)員嚴肅認真和實事求是的科學(xué)態(tài)度,使其具備初步分析問題和解決問題的能力。為學(xué)習(xí)中藥化學(xué)、炮制學(xué)、中藥鑒定學(xué)和中藥藥劑學(xué)等專業(yè)課打下良好的基礎(chǔ)。上冊學(xué)習(xí)要求和內(nèi)容第一章 緒 論【要求】1了解分析化學(xué)的任務(wù)和作用。2了解分析化學(xué)的分類及發(fā)展趨向?!緝?nèi)容】一、分析化學(xué)的任務(wù)和作用 分析化學(xué)是研究測定物質(zhì)化學(xué)組成及其分析方法的一門學(xué)科,包括定性和定量及其結(jié)構(gòu)解析等部分。在中醫(yī)藥領(lǐng)域中,如中藥的采集、鑒定、炮制、制劑特別是質(zhì)量控制
3、等方面,均有其重要作用。二、分析化學(xué)的分類與發(fā)展趨向 按試樣中被測組分的含量可分為:常量分析、半微量分析和超微量分析法。根據(jù)測定原理,可分為化學(xué)分析法以物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析法;儀器分析法以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析法。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展以及生產(chǎn)的需要,分析化學(xué)正向著快速、靈敏、自動化以及各種方法的聯(lián)用等方向發(fā)展。第二章 誤差和分析數(shù)據(jù)處理【要求】1掌握有效數(shù)字的計算規(guī)則及其應(yīng)用。2熟悉誤差產(chǎn)生的原因,種類及其表示法。3掌握定量分析結(jié)果的處理?!緝?nèi)容】一、概述 定量分析是對化學(xué)體系某一性質(zhì)進行測量的方法學(xué),任何性質(zhì)的測量均受到人、儀器和體系三方面的影響,使測量值偏離真實值。因此正確
4、理解測量所得的數(shù)據(jù),并對其進行必要的處理,是分析得到較為滿意結(jié)果的重要環(huán)節(jié)。二、有效數(shù)字及其計算規(guī)則 有效數(shù)字是在測量中能得到的有實際意義的數(shù)字,因使用測量儀器不同,而決定有效數(shù)字位數(shù)。在計算有效數(shù)字時,要注意“0“在數(shù)據(jù)中的作用。三、準確度與精密度 準確度是指測量值(X)與真實值(Xr)接近的程度,精密度是指對同一樣品在同一條件下多次測量結(jié)果相互間接近的程度。用標(biāo)準偏差表示測量精密度S =用變異系數(shù)(C.V)表示測量的精密度:C.V=四、誤差和偏差 誤差(E)XX 相對誤差(RE%)E/X×100% 絕對偏差(d)XX 相對平均偏差d/X×100%五、誤差的分類及其產(chǎn)生的
5、原因 誤差分為二類,由確定的原因所造成的誤差其數(shù)值基本上具有恒定單向性,稱之為系統(tǒng)誤差。由一些難以控制的偶然因素所造成其數(shù)值無定向規(guī)律稱之為隨機誤差。檢驗或校正定量分析的誤差常用方法有:對照試驗、回收試驗及空白試驗。六、分析數(shù)據(jù)處理與報告 離群值的舍棄:在重復(fù)多次測試時,發(fā)現(xiàn)某一數(shù)據(jù)與平均值偏差較大,這一數(shù)據(jù)稱之為離群值。Q檢驗法和G檢驗法是確定離群值舍或取的常用方法。 結(jié)果處理與報告:記錄所得數(shù)據(jù), 檢驗有無離群值,求結(jié)果的平均值,計算標(biāo)準偏差。第三章 滴定分析法概論【要求】1熟悉滴定分析法對化學(xué)反應(yīng)的要求,掌握常用滴定方式。2學(xué)會標(biāo)準溶液的配制方法,掌握基準物質(zhì)應(yīng)具備的條件。3掌握標(biāo)準溶液
6、濃度的表示法。4掌握滴定分析法的計算?!緝?nèi)容】一、滴定分析的方法 將一種已知濃度的試劑溶液滴加到被測物質(zhì)的溶液中按化學(xué)計量反應(yīng)后,根據(jù)試劑的濃度和用量計算被測物質(zhì)含量即滴定分析。根據(jù)反應(yīng)類型可分為酸堿、沉淀、配位和氧化還原滴定法四種。滴定分析法對化學(xué)反應(yīng)的要求應(yīng)能利用簡單的反應(yīng)議程式顯示出全部反應(yīng)的計量關(guān)系,且在計量點時反應(yīng)完全。滴定方式有直接滴定、回滴定和置換滴定法。二、標(biāo)準溶液 標(biāo)準溶液的濃度:物質(zhì)的量濃度:即單位體積溶液中所含某物質(zhì)的物質(zhì)的量。滴定度:即每ml標(biāo)準溶液相當(dāng)于被測物質(zhì)的質(zhì)量。 標(biāo)準溶液的配制和基準物質(zhì):標(biāo)準溶液的配制常采用直接配制法和間接配制法。基準物質(zhì)應(yīng)具備的條件是:純度
7、高、性質(zhì)穩(wěn)定、組成與化學(xué)式完全相符、摩爾質(zhì)量較大。三、滴定分析法的計算 滴定分析法的計算基礎(chǔ):在化學(xué)計量點時,被測物的物質(zhì)的量與消耗的滴定劑的物質(zhì)的量相等。C被V被(a/t)C滴V滴m被/M被=(a/t)C滴V滴 被測物質(zhì)百分含量的計算: 物質(zhì)A濃度與對物質(zhì)B滴定的換算: TA/BCA×MB第四章 酸堿滴定法【要求】1熟悉酸堿質(zhì)子理論的主要內(nèi)容,掌握水溶液中酸堿滴定法的原理。2熟悉滴定誤差及分析結(jié)果的計算。3掌握酸堿指示劑的變色原理及其選擇?!緝?nèi)容】一、概述 酸堿滴定法是以酸堿反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析方法,應(yīng)用較廣。二、酸堿質(zhì)子理論簡介 酸堿的定義:凡是給出質(zhì)子(H+)的物質(zhì)是酸,能接受
8、質(zhì)子(H+)的是堿,因得失一個質(zhì)子而相互轉(zhuǎn)變的每一對酸堿,稱為共軛酸堿對。 酸堿反應(yīng)的實質(zhì)是酸堿間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移,在極性溶劑中,質(zhì)子轉(zhuǎn)移是通過溶劑合質(zhì)子來實現(xiàn)的。在非質(zhì)子性溶劑中,質(zhì)子轉(zhuǎn)移直接在酸堿之間進行。 溶劑的質(zhì)子自遞常數(shù):質(zhì)子性溶劑自身分子間的質(zhì)子轉(zhuǎn)移作用稱為溶劑的自遞反應(yīng)。反應(yīng)的平衡常數(shù)自然稱為溶劑的質(zhì)子自遞常數(shù)(KS)。已知Ka,通過KS可求出其相應(yīng)共軛堿的Kb,酸愈強其共軛堿愈弱。三、酸堿水溶液中的H+濃度 酸的濃度、平衡濃度與酸度:1弱酸水溶液中平衡時各組分的濃度稱為平衡濃度,用 表示。2溶液中各組分濃度的總和稱為總濃度,又稱分析濃度,用C表示。3溶液中氫離子的活度稱為酸度。 分布
9、系數(shù)是指溶液中某組分的平衡濃度占其總濃度的分數(shù),以表示。已知溶液的pH值可根據(jù)C求出各組分的平衡濃度。四、酸堿指示劑 變色原理:當(dāng)溶液的pH值改變時,引起指示劑分子結(jié)構(gòu)的改變,因而發(fā)生顏色的變化。 指示劑的變色范圍:指示劑(HIn)顏色的變化是在一定pH值范圍內(nèi)進行的。它在溶液中的平衡常數(shù)為KHIn時,稱為指示劑的理論變色點。影響指示劑變色范圍的因素:溫度、大量電解質(zhì)、溶劑等。五、酸堿滴定 酸堿滴定中最重要的是要在了解滴定過程中溶液pH值的變化情況的基礎(chǔ)上,選最合適的指示劑來確定終點,及估計被測物質(zhì)能否準確被滴定。 滴定曲線:是指滴定過程中溶液pH值隨滴定劑體積增加而變化的曲線??筛鶕?jù)溶液中各
10、種酸堿形式存在情況,計算出溶液的pH值而繪制出。曲線中關(guān)鍵的是pH“突躍”部分。pH突躍范圍是指在計量點附近,溶液pH值的突變范圍,它是衡量酸堿滴定是否可行的依據(jù),又是選擇指示劑的依據(jù)。酸(或堿)濃度極其Ka(或Kb)值越大,突躍范圍越大,反之,越小,突躍范圍小于0.2pH單位就無法用指示劑確定終點。 選擇指示劑的原則是:指示劑的色變范圍應(yīng)全部或部分處于pH突躍范圍內(nèi)或其變色點要接近計量點。 各類型酸(或堿)可準確滴定的條件是:如滴定誤差0.2%,強酸強堿的條件是C10-5mol/L,弱酸、弱堿、兩性物質(zhì)的條件是:C·Ka(Kb)10-8,多元酸(堿)分步滴定的條件是:Kal(Kbl
11、)/ Ka2(Kb2)104(滴定誤差0.1%)。 滴定誤差是指由于滴定終點與化學(xué)計量點pH值不同引起的誤差用TE%表示。 標(biāo)準溶液配制與標(biāo)定:NaOH、鹽酸標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定。 應(yīng)用實例:苯甲酸、藥用NaOH、洋金花的含量測定及計算。六、實驗(酸堿滴定法)10.1mol/L酸、堿標(biāo)準溶液的配制與標(biāo)定。2草酸(或其他樣品)的含量測定。第五章 配位滴定法【要求】1熟悉配位平衡的副反應(yīng)系數(shù),明確條件形成常數(shù)的概念。2掌握EDTA滴定法的基本原理并能正確選擇滴定的pH條件。3熟悉常用金屬指示劑的選擇及EDTA法的應(yīng)用范圍。4.了解EDTA滴定的方式。【內(nèi)容】一、概述 配位滴定法是以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的
12、滴定分析,通常所說的配位滴定法主要是指以EDTA為滴定劑,滴定金屬離子(M)的方法。二、EDTA與金屬離子的反應(yīng) 大都以1:1的計量關(guān)系進行,形成配合物穩(wěn)定,其反應(yīng)為M+YMY,平衡常數(shù)三、EDTA配位反應(yīng)平衡 在EDTA水溶液中總濃度為CY,其中Y稱為EDTA的有效濃度。當(dāng)pH值降低,使Y降低,不利于生成MY,這種現(xiàn)象稱為酸效應(yīng)。由于其它配體存在,使M降低,不利于生成MY,這種現(xiàn)象稱為配位效應(yīng)。兩種效應(yīng)的大小可分別用副反應(yīng) 系數(shù)來衡量 C/Y,可查表得H。MCM/M可根據(jù)其它配體的濃度及其與金屬離子的穩(wěn)定常數(shù)計算。條件穩(wěn)定常數(shù)KMY是指在各種副反應(yīng)存在的情況下,經(jīng)酸效應(yīng)和配位效應(yīng)等副反應(yīng)系數(shù)
13、校正后的穩(wěn)定常數(shù),在一定條件下為常數(shù)KMYKMY/M四、滴定曲線 與酸堿滴定曲線相類似,影響pM突躍范圍的主要因素是KMY和金屬離子的分析濃度C。通常將logCKMY6作為準確滴定的條件(相對誤差±0.1%)五、金屬離子指示劑 以符號In表示。其本身具有顏色,當(dāng)與M形成MIn配合物時,形成另一種顏色。其變化過程是:滴定前加入指示劑M+In=MIn(A色)。滴定時M+Y=MY,終點時MIn+Y=MY+In(B色)。指示劑必需具備兩個條件:即MIn與In的顏色應(yīng)有明顯的區(qū)別;MIn的穩(wěn)定性要符合KMIn104,KMY/KMIn102,若KMin<104,終點易提前;若KMInKMY
14、則終點及至終點后指示劑不變色,稱為指示劑的封閉現(xiàn)象。常用的指示劑為絡(luò)黑T等。KMY與KMIn均受溶液的酸度影響,選擇和控制滴定時的pH值是EDTA滴定法中的關(guān)鍵問題。六、EDTA滴定方式 直接、回滴、置換及間接滴定。七、應(yīng)用 用于Ca2+,Ng2+,A13+,以及Zn2+等離子的測定。八、實驗(配位滴定法) 水的硬度測定。第六章 氧化還原滴定法【要求】1了解氧化還原反應(yīng)的特點。2掌握氧化還滴定法的原理,能熟練地進行結(jié)果計算。3熟悉幾種重要的方法,重點掌握碘法?!緝?nèi)容】一、概述 氧化還原滴定法是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法。氧化還原反應(yīng)較復(fù)雜,常伴有各種副反應(yīng),反應(yīng)速度較慢,因此,要注意選擇
15、合適條件使反應(yīng)能定量、迅速、完全進行。二、條件電極電位 在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑和還原劑的強弱、氧化還原反應(yīng)進行的方向及程度是通過有關(guān)電對的電極電位來判斷的??赡嫜趸€原電對的電位,可通過標(biāo)準電極電位j°及條件電位(式量電位)j°,用Nernst方程求得。j°是指在特定條件下,氧化形和還原形總濃度均為1/L時,校正了外界因素影響后的實際電位。它隨溶液中電解質(zhì)的種類和濃度的不同而改變。在用Nernst方程時,用j°代替j°所得結(jié)果更要合實際。25時,jox1 ;Red=j°(OX.Red )三、氧化還原平衡常數(shù)Kn(j°OX1
16、.Red 1j°OX2.Red1)0.059logK=由上式可知,K值大小由氧化劑和還原劑兩個電對的標(biāo)準(或條件)電極電位之差值j°(或j°) 和轉(zhuǎn)移的電子數(shù)決定.j°(或j°)值愈大,K值愈大,反應(yīng)進行愈完全. j°(或j°)0.4V,這樣的反應(yīng)才能用于滴定分析,但必須注意無副反應(yīng),反應(yīng)必須迅速。四、滴定曲線 在氧化還原過程中,隨著滴定劑的加入溶液的電位不斷在變化,計量點附近電位有一突變。其突躍范圍的大小與j°(或j°)有關(guān)。j°(或j°)愈大,電位突躍范圍愈大。五、氧化還原指示劑
17、自身指示劑:滴定劑本身,如KMnO4。 專用指示劑:如淀粉用于碘法。 氧化還原指示劑:指示劑本身具有氧化還原性,能因氧化還原作用發(fā)生顏色變化。變色的電位范圍與指示劑的j°(或j°)有關(guān)。六、幾種重要的氧化還原滴定法碘量法:是以碘作氧化劑或以碘離子作還原劑進行氧化還原滴定的方法。直接碘法:以I2為標(biāo)準液,直接滴定還原性物質(zhì),基本反應(yīng)是I2+2e2I-。間接碘法:I-被氧化劑氧化,定量反應(yīng)析出的I2用Na2S2O3標(biāo)準液滴定?;蚣舆^量I2液于被測物中,待反應(yīng)后,用Na2S2O3標(biāo)準液回滴剩余的I2?;痉磻?yīng)是I2+2S2O32-S4O62- +2I-。碘法一般在中性或弱酸性溶液
18、中進行。強酸中I-易被空氣中氧氧化。在較強堿性中I2發(fā)生歧化反應(yīng):3I2+6OH-IO3-+5I-+3H2O; Na2S2O3存在副反應(yīng):S2O32- +4I2+10OH-2SO42- +8I-+5H2O。碘法用淀粉作指示劑,在間接碘法中,應(yīng)在近終點時中入,以防I2被淀粉吸附過牢,不易與Na2S2O3迅速作用,使終點推遲。碘法的主要誤差來源是I2的揮發(fā)與I-被空氣中氧氧化。其它方法:1鈰鹽滴定法:以硫酸鈰為標(biāo)準液,可用直接法配制,溶液很穩(wěn)定,應(yīng)在酸度較高的溶液中使用,以防Ce4+水解。2高錳酸鉀法:以KMnO4為標(biāo)準液,KMnO4氧化力強,應(yīng)用廣泛,但干擾比較嚴重,標(biāo)準液不夠穩(wěn)定。3重鉻酸鉀法
19、:以K2Cr2O7為標(biāo)準液,K2Cr2O7易提純,可用直接法配制,K2Cr2O7很穩(wěn)定,但應(yīng)用范圍比KMnO4法窄些。七、計算 注意反應(yīng)中的計量關(guān)系,確定好摩爾比。八、實驗(碘法) 維生素C片(或膽礬)的含量測定。第七章 重量分析法【要求】1了解沉淀的形成過程及其性質(zhì)。2熟悉影響沉淀溶解度、純度、形狀的因素。3掌握沉淀重法對沉淀折要求及分析結(jié)果的計算?!緝?nèi)容】一、概述 重量分析可分為沉淀、揮發(fā)、萃取和電解等方法,其中沉淀重量法具有普遍意義。在沉淀重量法中重要點是:沉淀應(yīng)反映被測組分的含量,即被測組分沉淀完全、純凈。二、沉淀溶解度及其影響因素 沉淀溶解度的大小,是決定沉淀是否完全的主要因素。三、
20、沉淀的純度 沉淀應(yīng)有相當(dāng)?shù)募兌炔拍塬@得準確的測定結(jié)果,影響沉淀純度的主要因素有:共沉淀和后沉淀、表面吸附、生成混晶、包藏等是引起共沉淀的要主原因。四、沉淀的形狀 沉淀的形狀對沉淀本身的純度以及過濾洗滌等影響很大,當(dāng)聚集速度慢而定向速度快時,易形成晶形沉淀,反之易形成無定形沉淀。通過控制沉淀的條件和改變沉淀方法改善沉淀結(jié)構(gòu)提高純度。五、沉淀重量分析法中的計算 換處因數(shù)(F):FaMA/dMD 試樣稱了量的計算:以晶形沉淀灼燒后的重量為0.20.5g,無定形沉淀灼燒后的重量0.1g為根據(jù),推算應(yīng)稱取的試樣量。 沉淀劑用量的計算:根據(jù)化學(xué)計量關(guān)系推算使被測組分完全沉淀所需沉淀劑的用量。 分析結(jié)果的計
21、算:六、實驗 分析天平與稱量。第八章 沉淀滴定法【要求】1掌握銀量法指示終點的原理及應(yīng)用條件。2熟悉銀量法的應(yīng)用范圍?!緝?nèi)容】一、概述 沉淀滴定法是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法,應(yīng)用較多的是銀量法,銀量法是利用生成難溶性銀鹽反應(yīng)為基礎(chǔ)的沉淀滴定法。二、終點檢測 根據(jù)終點檢測方法不同分為三種: 鉻酸鹽指示終點法:根據(jù)分步沉淀的原理,以K2CrO4作指示劑,在中性或弱堿性條件下,用AgNO3標(biāo)準液進行滴定,在計算點附近形成磚紅色Ag2CrO4沉淀,以確定終點??蓽y定C1,Br,不能測定I,SCN。 鐵銨釩指示劑法:以鐵銨釩作指示劑,用AgNO3、硫氰酸鹽溶液為標(biāo)準液,利用SCN和Ag+及Fe3+的
22、分級反應(yīng),在計量點附近出現(xiàn)紅色FeSCN2+配離子,以確定終點。直接滴定可測Ag+,用回滴定可測鹵化物。在硝酸性溶液中進行滴定,以防止Fe3+水解。測C1時要防止沉淀轉(zhuǎn)化為AgSCN。 吸附指示劑法:采用吸附指示劑,以AgNO3為標(biāo)準液,利用鹵比銀沉淀表面在計量點稍后對指示劑離子吸附,從而使沉淀表面發(fā)生顏色變化,以確定終點??蓽y定C1,Br,I,SCN等。滴定的pH條件根據(jù)指示劑的Ka而定,一般在酸至弱堿性溶液中滴定。沉淀應(yīng)保持均勻膠體微粒狀態(tài)。沉淀的吸附力要適當(dāng)。 應(yīng)用實例:中藥鹵化物測定,有機鹵取代化合物的測定。下冊學(xué)習(xí)要求和內(nèi)容第一章 儀器分析概論【要求】1了解本課程的性質(zhì)、任務(wù)。2了解
23、儀器分析的內(nèi)容?!緝?nèi)容】一、概述 分析化學(xué)的理論和技術(shù)的發(fā)展,創(chuàng)建了一系列嶄新的分析方法。在定量方面,已突破了超微量分析范圍,達到ppb級,甚至ppt級。儀器分析的基本內(nèi)容主要為波譜法、色譜法、電化學(xué)法及質(zhì)譜法。當(dāng)前,新技術(shù)的應(yīng)用,使得儀器分析方法日新月異。二、儀器分析的分類 習(xí)慣上按分析目的進行分類,可分為:成份分析、形態(tài)分析、分離分析和結(jié)構(gòu)分析。三、某些分析方法簡介第二章 可見光分光光度法【要求】1掌握吸收光度法的原理。2了解顯色劑反應(yīng)的類型并熟悉顯色條件。3掌握常用的幾種定量方法及實驗條件?!緝?nèi)容】一、概述 物質(zhì)在光照射下呈現(xiàn)特有的顏色,據(jù)此,可進行物質(zhì)的定性分析,且可測量被物質(zhì)吸收光前
24、后的光強變化,依據(jù)物質(zhì)對光的吸收定律,進行定量,此即吸收光度法。測定濃度下限一般為105106mol/L,相對誤差約為2%5%。二、光的本質(zhì) 光是電磁輻射,具有波、粒二象性,可用頻率、波長、波數(shù)及波速等參數(shù)來描述。光子具有的能量(E)與各參數(shù)有如下關(guān)系:一定波長的光稱單色光,不同波長的光組合稱復(fù)合光,光具有互補關(guān)系。 電磁波譜是按電磁波頻率大小排列成的譜系。 電磁輻射與物質(zhì)可產(chǎn)生吸收、透射、反射、散射、折射等作用。三、物質(zhì)吸收光的定量關(guān)系 物質(zhì)吸收光的定量關(guān)系為LambertBeer定律(光吸收定律)。四、吸光度的測定 采用與樣品池光學(xué)性質(zhì)及厚度相同的吸收池裝參比液使其A=0,測量樣品液的吸光
25、度,從而計算待測物的濃度。五、光吸收定律的偏離 非單色光引起的偏離;化學(xué)因素引起的偏離。六、光度法的誤差 入射單色光不純引入的誤差;吸光物質(zhì)存在形式的改變引入的誤差;測量吸光度讀數(shù)引入的誤差。七、測量條件的選擇 顯色反應(yīng)的選擇:主要依據(jù)靈敏度、選擇性及顯色劑本身測定波長無明顯吸收及有色物的穩(wěn)定性等方面來考慮。 顯色反應(yīng)的條件:控制最佳條件即顯色劑用量、酸度、溫度及反應(yīng)時間等,以提高反應(yīng)的靈敏度、選擇性和穩(wěn)定必八、干擾的消除 加入掩蔽劑或氧化還原劑以消除干擾。 改變顯色反應(yīng)的條件。九、定量分析方法 標(biāo)準對照法。 吸光系數(shù)法。 標(biāo)準加入法。 工作曲線法。第三章 紫外分光光度法【要求】1了解紫外吸收
26、光譜的產(chǎn)生及其特性。2熟悉紫外吸收光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系及影響吸收光譜的一些主要因素。3掌握實驗操作的基本技術(shù)?!緝?nèi)容】一、概述 某些波長的光子與物質(zhì)相互作用并被吸收,而透過的光波即成不連續(xù)的光譜,此即吸收光譜。二、基本原理 吸收光譜:當(dāng)物質(zhì)受到電磁輻射照射后,物質(zhì)的分子便由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),這一過程稱吸收,反之稱發(fā)射。分子只能吸收或釋放出等于二能階之差的能量,即:物質(zhì)對光的吸收,與其分子結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系,因而不同物質(zhì)因結(jié)構(gòu)的差異,產(chǎn)生不同的吸收光譜,亦即吸收曲線。物質(zhì)在其最大吸收波長下,以1cm吸收池,濃度為1mol/L時所測得的吸光度稱為摩爾吸光系數(shù);若采用濃度為1%時測得的吸光度即為百分吸光
27、系數(shù)。 電子躍遷的類型:分子中外層電子的躍遷與鍵的性能有關(guān)??煞譃椋很S遷、躍遷、n躍遷和n躍遷。 吸收帶:根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)的歸納及電子躍遷類型和分子軌道種類,將紫外吸收峰出現(xiàn)的范圍與強度,分為R帶、K帶、B帶和E帶四類。三、各類有機化合物的紫外吸收光譜,有機化合物的吸收光譜特性,取決于分子可能發(fā)生的電子躍遷類型及分子結(jié)構(gòu)對其影響。四、有機化合物紫外最大吸收波長的推算 應(yīng)用Woodward定則對鏈狀共軛二烯、環(huán)狀共軛多烯以及,不飽和酮、醛等化合物推算吸收帶波長,應(yīng)用Scott規(guī)則對一元取代的苯甲醛、苯甲酸、茉甲酸脂及苯乙酮的K帶位置加以推算。五、影響有機化合物紫外吸收光譜的主要因素 位阻、異構(gòu)現(xiàn)
28、象、跨環(huán)效應(yīng)、溶劑以及酸度等均對紫外吸收光譜有明顯影響。六、紫外吸收光譜的定性、定量方法 定性方法:比較吸收光譜的一致性;比較最大吸收波長及摩爾吸光系數(shù)或百分吸光系數(shù)的一致性;比較吸光度比值的一致性。 定量方法:標(biāo)準曲線法;與標(biāo)準品的吸光系數(shù)比較;與標(biāo)準品已知濃度對照。七、雙波長測定法與導(dǎo)數(shù)分光光度法 雙波長是將光源發(fā)出的輻射分二光束,并分別通過二單獨可調(diào)的單色器,通過一機械切光裝置,使這二束光交替通過吸收池,然后測量二者的差值。 導(dǎo)數(shù)分光我度法是對吸收曲線進行微分處理,得到吸光度對波長的變化率曲線。第四章 紅外分光光度法【要求】1了解紅外分光光度計的基本結(jié)構(gòu)。2熟悉紅外吸收峰產(chǎn)生的原因及影響
29、因素。3熟悉各類有機化合物的吸收光譜。4掌握紅外吸收光譜圖解析方法。【內(nèi)容】一、概述 紅外光譜區(qū)域是0.76-500m。紅外吸收光譜的表示方法有T曲線和T曲線。紅外分光光度法的特點: 紅外光譜圖具有高度特征性,可用作定性依據(jù)。 適應(yīng)性廣,不受物質(zhì)狀態(tài)的性質(zhì)的限制。 不需特殊的手段和試劑,樣品可直接測定。 樣品用量少,只需幾毫克幾微克。 不易作含水樣品的分析。 定量分析靈敏度差,準確度低,主要用于定性分析。二、基本原理 振動能級(產(chǎn)生紅外吸收曲線和的原因):當(dāng)分子受到一定頻率紅外照射后,分子吸收為能量,從振動能級基態(tài)躍遷到激發(fā)太,振輻增大,分子位能增大,在紅外吸收譜圖上,就產(chǎn)生了一個峰。 振動形
30、式:1伸縮振動2變曲振動 振動自由度(基頻峰數(shù)目):1非線性分子:f3N62線性分子:f3N5 基頻峰與泛頻峰(紅外吸收峰數(shù)目):1分子振動形式不同,但振動頻率相同,在譜圖上,兩種不同振動形式產(chǎn)生的峰的峰位相同,即只出一個峰,這種現(xiàn)象叫簡異。2分子振動時,若偶極矩變化為零,屬于紅外非活性振動,不能產(chǎn)生紅外吸收峰。 產(chǎn)生紅外吸收的必要條件:1吸收適當(dāng)頻率紅外線,產(chǎn)生振動功能級躍遷。LV2振動過程中0,即屬紅外活性振動。 特征峰與相關(guān)峰1特征峰:在紅外吸收光譜中,凡可用于鑒別官能團存在的吸收峰,稱為特征吸收峰,簡稱特征峰或特征頻率。2相關(guān)峰:在紅外吸收光譜中,由一個官能團所產(chǎn)生的一組相互依存的特征
31、峰,稱為相關(guān)吸收峰,簡稱相關(guān)峰。3特征區(qū)與指紋區(qū)特 征 區(qū)指 紋 區(qū)范 圍40001250112504001特 點吸收峰數(shù)少,峰強,易辨認受分子其它因素影響較少的鍵或集團的振動頻率特征性強譜帶細密,重疊復(fù)雜,強度較弱反應(yīng)細微變化,對結(jié)構(gòu)有高度敏感性 吸收峰位置及影響因素:1內(nèi)部因素:如:誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、氫鍵等。2外部因素:如:溶劑影響、溫度影響等。 吸收峰的強度:用絕對強度,摩爾吸光系數(shù)描述,以大小分為非常強譜帶、中等強度譜帶等。三、紅外分光光度計 了解色散型紅外分光光度計個部分結(jié)構(gòu),如:光源、色散元件、檢測器、吸收池等,熟悉干涉型紅外分光光度計的特點。四、紅外光譜與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 熟悉紅
32、外光譜的九個區(qū)段(40004001),熟悉各類有機化合物的吸收光譜。五、紅外光譜定性分析 掌握已知物結(jié)構(gòu)鑒定方法及未知物結(jié)構(gòu)測定方法。第五章 色譜法概論【要求】1熟悉色譜法的一般過程和常用參數(shù)。2掌握吸附色譜、分配色譜、離子交換色譜和凝膠色譜的基本原理。【內(nèi)容】一、色譜過程是一種基于組分在兩相間“差速遷移”的分離過程 色譜過程中相對運動的一相稱為“流動相”;相對靜止的一相稱為“固定相”,組分分子在兩相之間通過吸附、分配、離子交換和分子大小的不同達到分離的目的。二、 色譜過程中最常用的熱力學(xué)參數(shù) 是分配系數(shù)和容量因子,分配系數(shù)和容量因子的不同是色譜分離的前提。第六章 經(jīng)典液相色譜法【要求】1熟悉
33、各種色譜技術(shù)的基本原理。2掌握各種色譜技術(shù)的操作和應(yīng)用。3了解判斷分離率的指標(biāo)。【內(nèi)容】一、概述 色譜法是一種物理和物理化學(xué)分離分析的方法,混合在流動相和固定相兩相間發(fā)生分配而達到分離和純化。色譜法有多種類型,也有多種分類方法,如按色譜過程的原理及操作形式以及固定相與流動相的聚集狀態(tài)等分類。二、基本原理按動力學(xué)原理:按平衡原理: 三、吸附色譜法 溶質(zhì)基于吸附現(xiàn)象獲得分離,即溶質(zhì)在固定相與流動相之間吸附與解吸的動態(tài)平衡。 吸附等溫線:在給定溫度下當(dāng)達到平衡時溶質(zhì)在兩相中的濃度作圖,有三種類型,即線性、凸型及凹型。 洗脫曲線:對應(yīng)吸附等溫線三種類型,反映在洗脫曲線也有三種類型,即對稱型高斯曲線(鐘
34、形峰)、拖尾峰與前沿峰。 吸附劑:吸附劑的性質(zhì)直接影響K值。常用的吸附劑有硅膠、氧化鋁和活性炭。 洗脫劑:改變洗脫劑的種類及其配比可調(diào)節(jié)K值,而使樣品得到較為滿意的分離。四、分配色譜法 將某一溶劑涂布在擔(dān)體上,溶質(zhì)在固定液和流動相之間分配,各組分因分配系數(shù)的不同而達到分離。K=Cs/Cm 固定液與流動相的選擇,是決定分配色譜分離好壞的主要因素。 若固定劑的極性大于流動相者稱為正相色譜,反之稱為反相色譜。五、離子交換色譜法 根據(jù)離子在兩相之間發(fā)生交換,因各離子交換的差異或?qū)粨Q劑親合力的差異而到分離。 離子交換樹脂分陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂二大類。 根據(jù)分離對象來選擇離子交換樹脂,同時必須
35、考慮其特性。如交聯(lián)度、交換容量等。六、凝膠色譜法 凝膠色譜為排阻色譜,由于其K1,其分配等溫線呈線性,洗脫峰一般為對稱高斯曲線。 凝膠類型有:葡聚糖凝膠、聚丙酰胺凝膠、瓊脂凝膠及多孔玻璃。對非水溶液樣品的分離,可采用聚苯乙烯凝膠。七、平面色譜法 比移值(Rf):其數(shù)值在01之間。 TLC的操作:分制板、活化、點樣、展開、定位和顯色等步驟。 展開劑的選擇及其相關(guān)因素:應(yīng)用條件選擇的三角表,根據(jù)樣品的性質(zhì),可選擇相應(yīng)的固定相的活性與流動相的極性。 展開方式:有圓形法、離心法、上行法及平臥展開法等。此外還可應(yīng)用特殊展開技術(shù)如連續(xù)展開、分級展開、單向多次展開、雙向展開及SRS技術(shù)、鍥形技術(shù)和梯度技術(shù)等
36、。 定性:根據(jù)Rf值定性,注意影響Rf值的因素。為了提高重現(xiàn)性,可采用相對比移值(Rst)定性,或采用多種溶劑系統(tǒng)展開法。 定量:直接測定與洗脫測定。八、干柱色譜法 利用吸附劑填充柱,使溶質(zhì)在固定相與流動相之間分配而達到分離。第七章 氣相色譜法【要求】1了解氣相色譜法的一般過程和主要設(shè)備。2熟悉色譜法的常用術(shù)語3熟悉塔板理論和速率理論的主要內(nèi)容。4掌握用氣相色譜進行定性、定量分析的方法?!緝?nèi)容】一、概述 以氣體作為流動相樣品經(jīng)氣化后在色譜柱內(nèi)達到分離。二、基本原理 流出曲線:死時間(TM)、死體積(VM)、保留時間(TR)、保留體積(VR)、調(diào)整保留時間(TR)、調(diào)整保留體積(VR)、半峰寬(
37、h1/2)、底寬(W)、比保留體積、相對保留流值、標(biāo)準偏差()等參數(shù)。 塔板理論: 速率理論: H=A+B/+C三、流動相 即載氣僅起推動樣品前進的作用,但不同載氣對檢測器的靈敏度影響不同。四、色譜柱 分為氣固色譜柱和氣液色譜柱二大類。 擔(dān)體:在GS色譜柱中為固定相,在GL色譜柱中為支持體,其上涂布固定液。但擔(dān)體表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)及其預(yù)處理,決定著擔(dān)體的色譜性能,并有多種類型。 固定液:選擇好固定液是分析成敗的關(guān)鍵,原則上利用相似相溶原理。對極性化合物利用極性固定液,組分按極性小、大順序流出。非極性化合物用非極性固定液,組分按沸點順序分離。五、檢測器 為測量組分含量的變化以電信號顯示記錄。 熱導(dǎo)檢
38、測器:濃度型檢測器,不同組分其熱導(dǎo)系數(shù)不同而達檢測目的。 氫火焰離子化檢測器:為質(zhì)量型檢測器,樣品通過熱解電離并產(chǎn)生電流而檢測。 其他:如電子捕獲、火焰光度檢測器等。六、定性 利用保留值定性。 利用保留值的經(jīng)驗規(guī)律定性。 聯(lián)用技術(shù)定性。七、定量 外標(biāo)法(標(biāo)準曲線法)。 歸一化法:當(dāng)定量只要求測各組分的相對含量時可用此法,但必須每一組分均有信號檢測。 內(nèi)標(biāo)法:定量加入一純物質(zhì),測定內(nèi)標(biāo)物與待測組分的信號,同時測定其相對應(yīng)答值,從而求出待測組分含量。 .Fi=第八章 高效液相色譜法【要求】1熟悉HPLC的基本原理。2掌握固定相與流動相的選擇。【內(nèi)容】一、概述 與一般液相色譜相似有LS色譜,LL色譜
39、、離子交換色譜與凝膠色譜。二、基本原理 樣品的分離取決于在二相中的分配。一種物質(zhì)的保留和分配,由熱力學(xué)和動力學(xué)兩組參數(shù)所決定,它們幾乎彼此無關(guān),但可通過選擇最佳條件獲得較理想的分離。在選擇固定相與溶劑系統(tǒng)后,影響HPLC效率的因素主要有:流動相的線速度、顆粒直徑、柱直徑及溶質(zhì)的擴散等。三、固定相 LS吸附色譜:薄殼型、全多孔微粒型。 化學(xué)鍵合相色譜:將各種不同的有機團通過化學(xué)反應(yīng)鍵合到擔(dān)體表面代替一般涂布的固定液,有酯化鍵合(SiOC型)、硅烷化鍵合(SiOSiC型)、SiOSiN鍵合及離子性鍵合相。 離子對色譜:在色譜分離的過程中,流動相中被分離的有機離子Q+,與固定相中或流動相中帶相反電荷
40、的平衡離子X相結(jié)合,生成離子對化合物QX,然后QX在兩相之間進行分配而達到分離。四、流動相 在固定相選定后,流動相的種類及其配比,能顯著地影響分離效果。因此,流動相的選擇很重要。溶劑的極性是重要依據(jù),如正相色譜,可選用弱極性或中等極性溶劑;若為反相色譜,一般以水為流動相的主體,并加入不同配比的有機溶劑作調(diào)節(jié)劑。五、檢測器 常用檢測器有可變波長可見紫外檢測器,熒光檢測器、示差折光檢測器。第九章 核磁共振波譜法(不做要求)【要求】1了解核磁共振儀的基本結(jié)構(gòu)。2熟悉核磁共振的基本原理,自旋偶合系統(tǒng)的判斷,一級圖譜的解析。3掌握化學(xué)位移的產(chǎn)生及其影響因素,自旋偶合和分裂?!緝?nèi)容】一、概述 具有磁性的原
41、子核在強磁場中能產(chǎn)生核自旋能級的分裂,當(dāng)受到一定頻率的無線電波照射時,自旋核可吸收能量由低能態(tài)躍遷到高能態(tài);同種磁性核由于所處的化學(xué)環(huán)境不同,吸收的能量也不同,此即核磁共振。二、基本原理 原子核的自旋:某些原子核有自旋現(xiàn)象,原子核的自旋可產(chǎn)生磁矩。有自旋現(xiàn)象的核稱為磁性核。 原子核的磁化:核磁矩的空間量子化和能級分裂:當(dāng)磁性核置于外磁場時,其自旋軸不能任意排列而具一定方向。自旋取向數(shù)=2I+1。每個取向即為一特定的能量狀態(tài)。核的進動:核自旋所產(chǎn)生的磁場與外磁場作用,核在垂直于外磁場的平面上旋進運動。進動的頻率為:H0/2 核的共振:當(dāng)電磁波的能量等于原子核兩個自旋能級的能量差時,核吸收能量并產(chǎn)
42、生共振。核磁共振必須滿足以下條件:1磁性核;2具有外磁場;3照射頻率等于核進動頻率:0H0/2 核的馳豫:在室溫下兩種能態(tài)磁性核的數(shù)目遵從波茨曼分布,其方程式如下:n+/n-eE/kTeghH0/2pkTn+為基態(tài)的粒子數(shù),n-為激發(fā)態(tài)的粒子數(shù),k為波茲曼常數(shù)。對于原子核來說,由于兩能級的能量差很小,因此,兩能級的原子核數(shù)之差很小,即基態(tài)的核數(shù)目略多于激發(fā)態(tài)的核數(shù)目。激發(fā)態(tài)的核通過非輻射途徑損失能量而恢復(fù)至基態(tài)的過程稱為馳豫,弛豫是保持核磁信號有固有強度必不可少的過程。三、化學(xué)位移 化學(xué)位移的產(chǎn)生:因化學(xué)環(huán)境變化引起共振譜線位移。核外電子的屏蔽效應(yīng)是產(chǎn)生化學(xué)位移的決定因素。 化學(xué)位移的表示方法:以表示。(樣品標(biāo)準)×106/標(biāo)準×
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