《儀器分析及實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

1、PAGE 8PAGE 269儀器分析及實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱課程基本信息 中文名稱：儀器分析及實(shí)驗(yàn) 英文名稱：Instrumental Analysis and Experiments 課程編碼：0801035B 課程類別：專業(yè)主干課 總學(xué)時(shí)數(shù)：39 總 學(xué) 分：2 適用專業(yè)：化學(xué) 先修課程：物理學(xué)、無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué) 開課系部：應(yīng)用化學(xué)系二、課程性質(zhì)與任務(wù)儀器分析是分析化學(xué)最為重要的組成部分，是化學(xué)和相關(guān)專業(yè)的必修課程，也是分析化學(xué)的發(fā)展方向，是一門實(shí)踐性強(qiáng)的課程。本課程是以分析方法為系統(tǒng)，借助于專用儀器，綜合應(yīng)用已學(xué)過的有關(guān)學(xué)科知識(shí)，理論密切聯(lián)系實(shí)際，重視分析儀器在生產(chǎn)和科研

2、中的實(shí)際應(yīng)用。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握相關(guān)基本理論、基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能，掌握基本的儀器分析方法及分析數(shù)據(jù)的處理手段，經(jīng)過系統(tǒng)地必要理論和操作技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，養(yǎng)成分析工作整潔、有序、珍惜儀器設(shè)備的良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生具有分析問題、解決問題的初步能力。三、課程教學(xué)基本要求本課程以方法為系統(tǒng)。教學(xué)的基本要求是使學(xué)生主要掌握下面兩點(diǎn)：1、理解方法原理（含概念、術(shù)語、定性和定量的依據(jù)和譜圖解析方法等）。2、注重應(yīng)用特點(diǎn)（含儀器的流程和主要部件、儀器的操作要領(lǐng)和注意事項(xiàng)以及方法的應(yīng)用范圍等）。四、大綱內(nèi)容及基本要求第一章 緒論教學(xué)目的：1、了解儀器分析的內(nèi)容

3、和應(yīng)用；2、了解儀器分析方法的特點(diǎn)和應(yīng)用；3、了解儀器分析在化學(xué)研究中的作用；4、了解儀器分析的發(fā)展趨勢(shì)；5、了解儀器分析的學(xué)習(xí)方法。光學(xué)分析法導(dǎo)論教學(xué)目的：1、學(xué)習(xí)電磁輻射的基本特征；2、了解電磁波譜區(qū)域、光學(xué)光譜概論；3、掌握光學(xué)分析的儀器組成和分類。教學(xué)重點(diǎn)： 光學(xué)分析的儀器組成和分類。教學(xué)難點(diǎn)： 電磁波譜區(qū)域、光學(xué)光譜概論。教學(xué)內(nèi)容：1、電磁輻射的波動(dòng)性；2、電磁輻射的量子性；3、光學(xué)分析儀器。4、習(xí)題：1、3、4、5、6、10、11、12、13、14、15 第三章 光學(xué)原子光譜法基礎(chǔ)教學(xué)目的：1、掌握原子化的方法及試樣的引入；2、學(xué)會(huì)光譜化學(xué)性質(zhì)的規(guī)律性；3、了解光學(xué)原子光譜。教學(xué)重

4、點(diǎn)： 原子化的方法及試樣的引入。教學(xué)難點(diǎn)： 光學(xué)原子光譜。教學(xué)內(nèi)容：1、光學(xué)原子光譜；2、元素光譜化學(xué)性質(zhì)的規(guī)律性；3、原子化的方法及試樣的引入。4、習(xí)題：1、3、5、7、9、11、12 第四章 原子吸收和原子熒光光譜法教學(xué)目的：1、了解原子吸收光譜法概述；2、學(xué)會(huì)原子吸收光譜法的基本原理：原子吸收光譜的產(chǎn)生；譜線的輪廓與變寬，吸收定律；積 分吸收；峰值吸收及其測(cè)量。光源；火焰原子化器：石墨爐原子化器：?jiǎn)紊珒x及檢測(cè)系統(tǒng)；3、熟悉原子吸收分光光度計(jì)；4、掌握定量分析方法：標(biāo)準(zhǔn)曲線法；標(biāo)準(zhǔn)加入法；內(nèi)標(biāo)法；5、了解原子吸收中的干擾及消除：光譜干擾；物理干擾、化學(xué)干擾；電離干擾；6、了解原子吸收測(cè)量條

5、件的選擇；7、了解原子吸收光譜法的靈敏度和檢測(cè)極限；8、原子熒光光譜法簡(jiǎn)介。教學(xué)重點(diǎn)： 原子吸收光譜法的基本原理；原子吸收分光光度計(jì)；定量分析方法。教學(xué)難點(diǎn)： 譜線的輪廓與變寬；原子吸收中的干擾及消除。教學(xué)內(nèi)容： 1、試樣原子化技術(shù)；2、原子吸收光譜儀；3、原子吸收分析中的干擾效應(yīng)及抑制方法，原子吸收分析的實(shí)驗(yàn)技術(shù)；4、原子熒光光譜法。5、習(xí)題：1、5、7、9、11、12、16第五章 原子發(fā)射光譜法教學(xué)目的：1、了解原子發(fā)射光譜法概述：發(fā)射光譜分析的概念和基本過程；原子發(fā)射光譜法的特點(diǎn)和應(yīng)用；2、掌握原子發(fā)射光譜法的基本原理：原子能級(jí)和原子光譜；譜線的強(qiáng)度；3、掌握原子發(fā)射光譜儀：光源；光譜儀

6、；觀測(cè)設(shè)備；4、學(xué)會(huì)發(fā)射光譜定性分析：元素的最后線與分析線；譜線的自吸與自蝕；定性分析方法；定性分析過程；5、學(xué)會(huì)發(fā)射光譜定量分析：定量分析的基本關(guān)系式；內(nèi)標(biāo)法原理；諧線強(qiáng)度的測(cè)量；定量分析方法：背景的影響和扣除；靈敏度和檢出限；6、熟悉發(fā)射光譜半定量分析；7、了解火焰光度分析。 教學(xué)重點(diǎn)： 原子發(fā)射光譜法的基本原理；原子發(fā)射光譜儀。教學(xué)難點(diǎn)： 譜線的自吸與自蝕。教學(xué)內(nèi)容：1、等離子體、電弧和火花光源；2、攝譜儀；3、光電光譜儀。4、習(xí)題：2、5、6、8、12、14第六章 質(zhì)譜法教學(xué)目的：1、掌握質(zhì)譜法的基本原理；2、熟悉質(zhì)譜圖；3、掌握離子的主要類型：分子離子峰；同位素離子峰；碎片離子峰；重

7、排離子峰；多電荷離子峰；亞穩(wěn)離子峰；4、掌握質(zhì)譜定性分析：分子量的測(cè)定；分子式的確定；未知物的鑒定；5、了解質(zhì)譜解析程序。 教學(xué)重點(diǎn)： 質(zhì)譜法的基本原理；質(zhì)譜圖；分子離子峰；質(zhì)譜定性分析。教學(xué)難點(diǎn)： 質(zhì)譜解析程序。教學(xué)內(nèi)容： 1、質(zhì)譜法的基本原理；2、質(zhì)譜儀；3、電感耦合等離子體質(zhì)譜法。4、習(xí)題：1、4、5、7 第七章 紫外-可見分子吸收光譜法教學(xué)目的：1、了解光的基本知識(shí)；2、掌握紫外可見吸收光譜基本原理：分子的能級(jí)與分子光譜；紫外可見吸收光譜的產(chǎn)主；電子躍遷的類型；影響紫外光譜的因素；3、熟悉紫外可見分光光度計(jì)；4、掌握典型有機(jī)化合物的紫外光譜：烷烴；不飽和烴類化合物；碳基化合物；芳香族化

8、合物；雜環(huán)化合物；5、了解無機(jī)化合物的電子光譜；6、理解紫外可見光譜定量分析：解聯(lián)立方程法；雙波長分光光度法；導(dǎo)數(shù)光譜法；7、了解紫外可見吸收光譜法的應(yīng)用：純度的檢驗(yàn)；有機(jī)物結(jié)構(gòu)測(cè)定；異構(gòu)體的確定；氫鍵強(qiáng)度的測(cè)定。教學(xué)重點(diǎn)： 紫外可見吸收光譜基本原理；紫外可見分光光度計(jì)；紫外可見光譜定量分析。教學(xué)難點(diǎn)： 典型有機(jī)化合物的紫外光譜；電子躍遷的類型。教學(xué)內(nèi)容： 1、光的吸收定律；2、紫外及可見分光光度計(jì)和光譜法的應(yīng)用；3、化合物電子光譜的產(chǎn)生。4、習(xí)題：1、4、5、6、11、13、14 第八章 紅外吸收光譜法教學(xué)目的： 1、紅外吸收光譜法概述；2、掌握紅外吸收光譜法基本原理：紅外光譜的產(chǎn)生；雙原子

9、分子的振動(dòng)；多原子分子的振動(dòng)；紅外吸收譜帶的強(qiáng)度及影響因素；影響吸收峰位移的因素；3、熟悉紅外光譜的基本區(qū)域：官能團(tuán)區(qū)；指紋區(qū)域；4、了解幾類主要有機(jī)化合物的紅外光譜：烷烴；烯烴；炔烴；芳香烴；醚；醇和酚；羧基化合物；胺；硝基化合物；鹵素化合物；5、熟悉紅外分光光度計(jì)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)；6、了解紅外吸收光譜的解析和應(yīng)用；7、學(xué)會(huì)紅外光譜法定量分析。教學(xué)重點(diǎn)： 紅外吸收光譜法基本原理；紅外光譜的基本區(qū)域；紅外光譜法定量分析。教學(xué)難點(diǎn)： 多原子分子的振動(dòng)；紅外吸收光譜的解析和應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容： 1、基本原理；2、特征吸收峰；3、紅外光譜儀；4、紅外光譜的應(yīng)用。5、習(xí)題：1、5、7、8、9、14、16第九章

10、核滋共振波譜法教學(xué)目的：1、核磁共振波譜法概述；2、掌握核磁共振波譜法基本原理：原子核的自旋運(yùn)動(dòng)和核磁共振現(xiàn)象；化學(xué)位移；影響化學(xué)位移的因素；偶合與裂分；核磁共振一級(jí)譜；3、熟悉核磁共振波譜儀；4、簡(jiǎn)介核磁共振的實(shí)驗(yàn)技術(shù)：樣品的處理方法；位移試劑；去偶技術(shù)；5、 簡(jiǎn)介核磁共振法的應(yīng)用:定量分析；結(jié)構(gòu)鑒定；其它核磁共振簡(jiǎn)介（13C-NMR，19F-NMR，31P-NMR，15N-NMR）。 教學(xué)重點(diǎn)： 化學(xué)位移；影響化學(xué)位移的因素；核磁共振波譜儀。教學(xué)難點(diǎn)： 偶合與裂分。教學(xué)內(nèi)容：1、基本原理；2、核磁共振儀；3、化學(xué)位移與核磁共振譜；4、核磁共振譜的應(yīng)用。5、習(xí)題：1、3、4、8、11、12、

11、13、20、21、22第十章 電分析化學(xué)導(dǎo)論教學(xué)目的：1、熟悉基本術(shù)語和概念；2、掌握電分析化學(xué)方法分類及特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 電化學(xué)基本術(shù)語和概念。教學(xué)內(nèi)容：1、基本術(shù)語及概念；2、方法分類及特點(diǎn)。3、習(xí)題：2、3、5、6、8、9第十一章 氣相色譜法教學(xué)目的：1、 掌握氣相色譜儀的流程及主要部件；2、氣相色譜柱、氣相色譜固定相的類型；3、固定液的極性表達(dá)和固定相選擇的原則；4、 熟悉氣相色譜檢測(cè)器的性能指標(biāo)，幾種檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)、檢測(cè)原理、特點(diǎn)以及主要操作條件聯(lián)用技術(shù)；5、吸附色譜和分配色譜的應(yīng)用特點(diǎn)；6、了解氣相色譜分析條件的選擇原則，程序升溫氣相色譜法和毛細(xì)管氣相色譜法的特點(diǎn)。 教學(xué)重點(diǎn)：

12、 氣相色譜儀的流程及主要部件；氣相色譜檢測(cè)器的性能指標(biāo)。教學(xué)難點(diǎn)： 程序升溫氣相色譜法和毛細(xì)管氣相色譜法的特點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容：1、氣相色譜儀；2、氣相色譜方法及應(yīng)用。3、習(xí)題：1、2、8、14、17 第十二章 高效液相色譜法教學(xué)目的：1、掌握高效液相色譜法的特點(diǎn)，高效液相色譜儀的主要部件及分析流程；2、了解吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜法和體積排除色譜法的固定相、流動(dòng)相和應(yīng)用特點(diǎn)，選擇分離類型的原則，薄層色譜法的特點(diǎn)；3、了解分離分析中的新技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)： 高效液相色譜儀的主要部件及分析流程。教學(xué)難點(diǎn)： 吸附色譜法、分配色譜法、離子交換色譜法和體積排除色譜法的固定相、流動(dòng)相和應(yīng)用特點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)

13、容：1、高效液相色譜儀。2、習(xí)題：2、3、4 實(shí)驗(yàn)大綱實(shí)驗(yàn)一 苯甲酸紅外光譜吸收光譜的測(cè)定KBr壓片法制樣一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)用紅外吸收光譜進(jìn)行化合物的定性分析；2、掌握溴化鉀壓片法制備固體樣品的方法；3、學(xué)習(xí)并掌握TENSOR27型傅立葉變換紅外光譜儀的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理物質(zhì)分子中的各種不同基團(tuán)，在有選擇地吸收不同頻率的紅外輻射后，發(fā)生振動(dòng)能級(jí)之間的躍遷，形成各自獨(dú)特的紅外吸收光譜。據(jù)此可對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析。基團(tuán)的振動(dòng)頻率和吸收強(qiáng)度與組成基團(tuán)的原子質(zhì)量、化學(xué)鍵類型及分子的幾何構(gòu)型等有關(guān)。因此根據(jù)紅外吸收光譜的峰位置、峰強(qiáng)度、峰形狀和峰的數(shù)目，可以判斷物質(zhì)中可能存在的某些官能團(tuán)，進(jìn)而

14、推斷未知物的結(jié)構(gòu)。最后可通過與未知樣品相同測(cè)定條件下得到的標(biāo)準(zhǔn)樣品的譜圖或已發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)譜圖（如Sadtler紅外光譜圖等）進(jìn)行比較分析，做出進(jìn)一步的證實(shí)。三、試劑和儀器儀器 TENSOR 27型傅立葉變換紅外光譜儀（德國Bruker公司）；壓片機(jī)和模具；瑪瑙研缽；試樣勺。試劑 苯甲酸為優(yōu)級(jí)純，溴化鉀為光譜純。 四、實(shí)驗(yàn)步驟溴化鉀壓片法：取1-2mg苯甲酸，加入100-200mg溴化鉀粉末，在瑪瑙研缽中充分磨細(xì)（顆粒約2m），使之混合均勻，取出適量混合物均勻鋪灑在干凈的壓模內(nèi)，于壓片機(jī)上在1215kg/cm2壓力下，維持3min，制成透明薄片。將此片裝于固體樣品架上，樣品架插入紅外光譜儀的固體支

15、架上，掃描測(cè)繪譜圖。在整個(gè)制樣過程中注意避免吸潮。五、數(shù)據(jù)處理將測(cè)得的苯甲酸的吸收光譜與標(biāo)準(zhǔn)譜圖對(duì)照，根據(jù)特征吸收頻率數(shù)據(jù)，對(duì)特征吸收峰進(jìn)行檢驗(yàn)，在4000-2000cm-1范圍內(nèi)，波數(shù)誤差不大于10cm-1。在2000-650cm-1范圍內(nèi)，波數(shù)誤差不大于3cm-1。苯甲酸分子中各原子基團(tuán)的基頻峰如下：原子基團(tuán)的基本振動(dòng)形式 基頻峰的頻率 /cm-1C-H(Ar 上) 3077,3012C=C(Ar 上) 1600,1582,1495,1450C-H(Ar 上鄰接五氫) 715,690 O-H 935 C=O 1400 C-O-H(面內(nèi)彎曲振動(dòng)) 1250 實(shí)驗(yàn)二 火焰原子吸收法測(cè)定水中的銅

16、1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵罅私庠游辗止夤舛扔?jì)的基本結(jié)構(gòu)和使用方法；掌握應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)定水中的金屬含量2、原理將水樣或消解處理好的試樣直接吸入火焰，火焰中形成原子蒸汽對(duì)光源發(fā)射的特征電磁輻射產(chǎn)生吸收。將測(cè)得的樣品吸光度和標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度進(jìn)行比較，確定樣品中被測(cè)元素的含量。3、儀器和試劑（1）儀器原子吸收分光光度計(jì)、背景校正裝置、所測(cè)元素的元素?zé)艏捌浔匾母郊?）試劑硝酸，優(yōu)級(jí)純、高氯酸，優(yōu)級(jí)純、去離子水、燃?xì)庖胰玻兌炔坏陀?9.6%、助燃空氣、銅標(biāo)準(zhǔn)貯備液：準(zhǔn)確稱取經(jīng)稀酸清洗干燥后的0.5000g光譜純金銅，用50mL（1+1）硝酸溶解，必要時(shí)加熱至完全溶解，用水稀釋至500 mL，此溶液每毫升

17、含1.00mg銅。銅標(biāo)準(zhǔn)溶液：用0.2%硝酸稀釋金屬主鋇溶液配置而成，使配成的標(biāo)準(zhǔn)溶每毫升含銅50.0ug。4、步驟（1）樣品預(yù)處理：取100 mL水樣放入200 mL燒杯中，加入硝酸5 mL，在電熱板上加熱消解。蒸至10 mL左右，加入5毫升硝酸和2 mL高氯酸，繼續(xù)消解，直至1 mL左右。（2）樣品測(cè)定：按參數(shù)選擇分析線和調(diào)節(jié)火焰。儀器用0.2%硝酸調(diào)零，吸入空白樣和試樣，測(cè)量其吸光度?？鄢瞻讟游展舛群螅瑥男?zhǔn)曲線上查處試樣中的金屬濃度。也可以從儀器上讀出。（3）校準(zhǔn)曲線：吸收標(biāo)準(zhǔn)溶液0 mL、0.5 mL、1.00 mL、3.00 mL、5.00 mL、10.00 mL，分別放入6個(gè)

18、100 mL容量瓶中，用0.2%硝酸稀釋定容。接著按樣品測(cè)定的步驟測(cè)量吸光度，用經(jīng)空白校正的各標(biāo)準(zhǔn)的吸光度對(duì)相應(yīng)的濃度作圖，繪制校準(zhǔn)曲線。5、計(jì)算銅（mg/L）=m/v式中，m為從校準(zhǔn)曲線上查出或儀器直接讀出的被測(cè)金屬量，ug；V為分析用的水樣體積，mL。6、思考題（1）簡(jiǎn)述原子吸收分光光度分析的基本原理。（2）能否用氫燈或鎢燈代替空心陰極燈？實(shí)驗(yàn)三 熒光分光光度法測(cè)定多維葡萄糖粉中維生素B2的含量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)熒光分光光度法測(cè)定多維葡萄糖粉中維生素B2的分析原理；2、掌握熒光分光光度計(jì)的操作技術(shù)和測(cè)定多維葡萄糖粉中維生素B2的方法。二、實(shí)驗(yàn)原理維生素B2（核黃素，VB2）橘黃色無臭的針

19、狀結(jié)晶，維生素B2溶液在430440 nm藍(lán)光的照射下，發(fā)出綠色熒光，熒光峰在535 nm。維生素B2在pH=67的溶液中熒光強(qiáng)度最大，在pH=11的堿性溶液中熒光消失，所以可以用熒光光度法測(cè)維生素B2的含量。維生素B2在堿性溶液中經(jīng)光線照射會(huì)發(fā)生分解而轉(zhuǎn)化為光黃素，光黃素的熒光比核黃素的熒光強(qiáng)的多，故測(cè)維生素B2的熒光時(shí)溶液要控制在酸性范圍內(nèi)，且在避光條件下進(jìn)行。三、試劑與儀器熒光光度計(jì)，5 ml吸量管，2 ml吸量管， 50 ml容量瓶10.0g/ml維生素B2標(biāo)準(zhǔn)溶液，冰乙酸（AR）四、實(shí)驗(yàn)步驟1、按先開機(jī)預(yù)熱30min2、設(shè)置相關(guān)參數(shù)：激發(fā)波長：440nm，發(fā)射波長：540 nm，靈敏

20、度2，入射縫寬和出射縫寬均為10nm。3、標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定 在6個(gè)干凈的50 ml容量瓶中，分別吸取0.50、1.00、1.50，2.00，2.50和3.00ml維生素B2標(biāo)準(zhǔn)溶液，各加入2.00 ml冰乙酸，稀釋至刻度，搖勻。分別得到0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6g/ml的維生素B2溶液，從稀到濃測(cè)量系列標(biāo)準(zhǔn)溶液的熒光強(qiáng)度。4、未知試樣的測(cè)定 稱取0.1094 g葡萄糖粉試樣，用少量水溶解后轉(zhuǎn)入50 ml容量瓶中，加2.00 ml冰乙酸，稀釋至刻度，搖勻。在測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列時(shí)的相同條件下，平行測(cè)量其熒光強(qiáng)度3次。5、退出主程序，關(guān)閉計(jì)算機(jī)，先關(guān)主機(jī)，最后關(guān)氙燈。五、數(shù)據(jù)處理： 1.

21、用標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的熒光強(qiáng)度繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。VB2 (ml)0.501.001.502.002.503.00C(ug/ml)0.100.200.300.400.500.60熒光強(qiáng)度 2、未知樣品的測(cè)定根據(jù)待測(cè)液的熒光強(qiáng)度，從標(biāo)準(zhǔn)工作曲線上求得其濃度，計(jì)算出試樣中含量。編號(hào)123平均值熒光強(qiáng)度C(ug/ml)從標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出待測(cè)試液維生素B2的濃度為：六、思考題：1. 維生素B2在pH67時(shí)熒光最強(qiáng)，本實(shí)驗(yàn)為何在酸性溶液中測(cè)定？實(shí)驗(yàn)四 X射線粉末衍射法物相分析一、目的要求掌握X射線粉末衍射法的實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)學(xué)會(huì)根據(jù)X射線粉末衍射圖，分析粉晶試樣的物相組成二、X射線粉末法原理X射線粉末衍射法自從德拜

22、和謝樂首創(chuàng)以來，已經(jīng)有了很大的發(fā)展，其應(yīng)用范圍非常廣泛，可用來鑒別礦物的物相，測(cè)定點(diǎn)陣常數(shù)和晶胞大小，對(duì)固溶體進(jìn)行相的定性與定量分析，還可研究晶粒的大小以及晶體中的殘余應(yīng)力和點(diǎn)陣畸變等，因此X射線粉末衍射法已成為催化、材料科學(xué)及礦物研究中常用的實(shí)驗(yàn)手段。由結(jié)晶學(xué)知道，晶體具有周期性結(jié)構(gòu)。一個(gè)立體的晶體結(jié)構(gòu)，可看成是一些完全相同的原子平面網(wǎng)按一定距離d平行排列而成，同時(shí)也可以看成是另一些原子平面網(wǎng)按另一距離d平行排列而成。所以一個(gè)晶體必然存在著一組特定的d值（d, d, d, d）。結(jié)構(gòu)不同的晶體其d值組絕不相同，所以可用它來表示晶體特征。下面介紹如何用X射線粉末法來測(cè)定d值。假定晶體中某一方向

23、上原子網(wǎng)面之間的距離為d，X射線以夾角入射晶體，如1所示，從原子網(wǎng)面1和2上產(chǎn)生的兩條衍射線a和b，其光程差為BD+DC，而BD=DC=dSin，故BD+DC=2dSin。我們知道，只有當(dāng)光程差等于入射光波長的整數(shù)倍n時(shí)，亦即d與之間應(yīng)符合布拉格（Bragg）方程時(shí)，才能產(chǎn)生被加強(qiáng)了的衍射線。 （參見謝有暢、邵美成編結(jié)構(gòu)化學(xué)下冊(cè)，P49）2dSin= n （8-1）圖1 原子網(wǎng)面對(duì)X射線的衍射多晶X射線衍射儀器的類型多種多樣，但按其設(shè)計(jì)所采用的衍射幾何特點(diǎn)的不同，可分為平行光束型和聚焦型兩大類；按X射線的檢測(cè)記錄手段來分也可分為兩大類：感光膠片法（照相法）和衍射儀法。本實(shí)驗(yàn)所采用的儀器為聚焦型

24、衍射儀。應(yīng)用聚焦原理來設(shè)計(jì)粉末衍射裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以使用大發(fā)散的點(diǎn)發(fā)散X射線束，樣品受照射的表面可以很大，大大增加參與衍射的晶粒數(shù)目；而由于聚焦作用，樣品表層中取向湊巧的晶粒產(chǎn)生的同一衍射卻能同時(shí)聚焦集中在同一位置上，得到強(qiáng)度高得多的衍射線，有利于測(cè)量。而且，由于X射線源的焦點(diǎn)可以達(dá)到很小的尺寸，所以聚焦型的衍射儀器有極好的角度分辨能力。衍射角2的測(cè)量則通過一臺(tái)精密的機(jī)械測(cè)角儀來實(shí)現(xiàn)。2可以根據(jù)檢測(cè)器轉(zhuǎn)過的角度直接讀出。通過檢測(cè)器上的閃爍計(jì)數(shù)器還可同時(shí)給出各衍射線的衍射強(qiáng)度。進(jìn)而由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)以譜圖或數(shù)據(jù)形式給出衍射結(jié)果。每一種結(jié)晶物質(zhì)均有其特定的結(jié)構(gòu)參數(shù)，這些參數(shù)在X射線衍射圖上均

25、有所反映。單相物質(zhì)的多晶衍射線條的位置和強(qiáng)度是該物相的特有標(biāo)志。盡管物質(zhì)的種類很多，但很少能找到衍射圖完全相同的兩種物相。由多相物質(zhì)組成的試樣，所得衍射圖是所含單相物質(zhì)衍射圖的簡(jiǎn)單疊加。根據(jù)這一原理，可以從一多相物質(zhì)粉末衍射圖中將各物相鑒別出來，由未知物相的衍射圖測(cè)算出各衍射線條的晶面間距d值和相應(yīng)的相對(duì)強(qiáng)度值，把這些實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與已知物相的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果兩者均相同，則待鑒定的物相就是該已知物相。幾十年來，國際粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合會(huì)（簡(jiǎn)稱JCPDS）收集世界各國發(fā)表的單相結(jié)晶物質(zhì)的X光粉末衍射圖譜，經(jīng)過審定、整理、匯編成JCPDS粉末衍射卡出版發(fā)行。實(shí)際工作中只要測(cè)得被測(cè)物質(zhì)得粉末衍射圖，再去

26、查對(duì)JCPDS卡片，現(xiàn)在JCPDS卡片已改成為PDF卡片，通過查對(duì)標(biāo)準(zhǔn)卡片即可得知被測(cè)物質(zhì)的化學(xué)式、習(xí)慣用名、以及有關(guān)的各種結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)。因此，這套卡片已成為X射線粉末法物相分析必不可少的工具，目前已有人將其編制成數(shù)據(jù)庫，可在計(jì)算機(jī)上方便地進(jìn)行查尋。三、儀器和試劑 X射線粉末衍射儀(Cu靶)瑪瑙研缽樣品: 氧化物的純物質(zhì)或混合物樣品架四、實(shí)驗(yàn)步驟研磨樣品 用瑪瑙研缽將試樣研細(xì)至手感無顆粒感覺即可。制樣品板 將樣品架置于一干凈的平板玻璃上，把研細(xì)的樣品填入樣品架的內(nèi)框中，然后用一平面用力壓實(shí)，樣品的背面要均勻平整，作為衍射面。將裝好樣品的樣品架小心放置到樣品架座上。開啟X射線粉末衍射儀 設(shè)定工作儀

27、器參數(shù)和掃描條件。進(jìn)行衍射實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)采集，采集完后將數(shù)據(jù)存盤處理數(shù)據(jù)，并進(jìn)行計(jì)算機(jī)檢索。五、數(shù)據(jù)處理及物相鑒定X射線粉末衍射儀帶有一套比較完整的衍射數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和樣品物相的查卡鑒定。六、思考題試討論制樣過程中樣品顆粒過大對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么影響？瀝青和玻璃絲會(huì)產(chǎn)生衍射譜圖嗎？為什么？實(shí)驗(yàn)五 高效液相色譜儀的定量分析一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解高效液相色譜儀定量分析的基本原理。2、基本掌握液相色譜儀定量分析的操作過程。二、 儀器及試劑1、 高壓泵（雙泵） 2、 六通進(jìn)樣閥3、檢測(cè)器 4、 色譜工作站5、乙腈（色譜純）；水（亞沸蒸餾水）6、苯甲酸（A.R.） 7、容量瓶、燒杯、移液管等

28、三、 基本原理1、 定量分析的基本原理：當(dāng)一個(gè)樣品在色譜柱內(nèi)被分離成幾個(gè)組分以后，每個(gè)組分依次流經(jīng)檢測(cè)器，經(jīng)檢測(cè)得到相應(yīng)的色譜圖。色譜圖中各個(gè)組分的響應(yīng)值，也就是色譜峰的一些性質(zhì)如峰高、峰面積是定量分析的基本依據(jù)。以常用的紫外-可見光檢測(cè)器為例：由于紫外-可見光檢測(cè)器(UV-Vis檢測(cè)器)與分光光度計(jì)的基本原理一致，在一定的濃度范圍內(nèi)都服從比耳定律（Beerslaw）:a=bc 其中，a為吸光度；為該物質(zhì)的摩爾吸光系數(shù)；b為光程；c為該物質(zhì)的濃度。根據(jù)一系列的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出以下的公式：在一定的濃度范圍內(nèi)，有C=kA+b C為樣品中該物質(zhì)的濃度，A為該物質(zhì)對(duì)應(yīng)的峰面積，k、b為常數(shù)。 也就是說，

29、被分析樣品內(nèi)某一物質(zhì)的濃度和該物質(zhì)所對(duì)應(yīng)的峰面積成正比，這就是高效液相色譜定量分析的基本原理。在本實(shí)驗(yàn)中，首先我們通過觀察保留時(shí)間，對(duì)未知樣品中的苯甲酸進(jìn)行定性分析。然后，通過一系列苯甲酸的標(biāo)準(zhǔn)溶液、未知溶液的峰面積測(cè)定，計(jì)算出未知溶液中苯甲酸的濃度。四、 實(shí)驗(yàn)步驟1、 流動(dòng)相的配制：乙腈和水分別以0.45 微米的微孔濾膜過濾后，超聲脫氣20 分鐘，放到色譜儲(chǔ)液槽中。2、 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：正確稱取一定量的苯甲酸，以乙腈溶解，以流動(dòng)相稀釋至1mg/mL，用移液管分別移取0.2mL此溶液至50mL容量瓶內(nèi)，以流動(dòng)相稀釋至刻度。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液都以0.45微米的微孔濾膜過濾，備用。3、 檢查高效液相色譜儀電路連接和液路連接，正確以后，