儀器分析方法

1、衛(wèi)生檢驗微生物檢驗理化檢驗免疫檢驗細(xì)菌學(xué)檢驗病毒學(xué)檢驗水質(zhì)檢驗空氣檢驗食品檢驗生物材料檢驗衛(wèi)生微生物分析化學(xué)Instrumental Analysis概 論儀器分析是在化學(xué)分析基礎(chǔ)上的發(fā)展（1）不少儀器分析方法的原理，涉及到有關(guān)化學(xué)分析的基本理論；（2）不少儀器分析方法，還必須與化學(xué)分析手段相結(jié)合，才能完成分析的全過程。 儀器分析的特點（與化學(xué)分析比較）（1）靈敏度高，檢出限量低，所需樣品量少（2）選擇性好（3）操作簡便，分析速度快，容易實現(xiàn)自動化（4）相對誤差較大(5%)（5）需要價格比較昂貴的專用儀器。 儀器分析主要內(nèi)容紫外-可見分光光度: Ultra-Visable Spectropho

2、tometry (UV-SP)熒光分光光度法: Fluorescence spectrometry原子吸收分光光度: Atomic Absorption Spectrophotometry(AAS)電化學(xué): Electrochemistry色譜: Chromatography High performance liquid chromatography(HPLC) Gas chromatography(GC)紫外-可見分光光度法本章重點:1.光吸收定律：朗伯比耳定律2.分光光度法的誤差3.顯色條件的選擇4.測量條件的選擇5.定量方法 紫外-可見分光光度法 利用溶液中的分子或基團(tuán)在紫外和可見光區(qū)

3、(200760nm)的吸收光譜，對物質(zhì)進(jìn)行定性和定量測定。屬分子吸收光譜分析。 光譜分析法是根據(jù)物質(zhì)與電磁能相互作用,產(chǎn)生能級躍遷，發(fā)射或吸收電磁輻射而建立起來的一類分析化學(xué)方法。 電磁輻射：一種以巨大速度通過空間傳播的光量子流。光譜分析導(dǎo)論光譜分析法發(fā)射光譜法吸收光譜法光譜分析X射線熒光分析法原子發(fā)射光譜分析法 原子、分子熒光分析法化學(xué)發(fā)光分析法紫外-可見分光光度法 紅外光譜法核磁共振波譜法分子吸收光譜原子吸收光譜 什么是吸收光譜？ 吸收光譜如何形成？ 分子吸收光譜和原子吸收光譜的比較？ 如何利用吸收光譜對物質(zhì)定性定量？物質(zhì)對光的吸收程度隨波長變化的曲線吸收光譜吸收光譜的產(chǎn)生機(jī)理 1.物質(zhì)分

4、子的內(nèi)部運動及能量： E內(nèi)能=Ee+Ev+Er Ee Ev Er。E電子E振動E轉(zhuǎn)動 量子理論 分子、原子的能級量子化及光子的能量、能級量子化吸收和輻射的能量也是量子化的。 當(dāng)一束光照射到某物質(zhì)上時，組成該物質(zhì)的分子與光子發(fā)生碰撞，分子吸收只能吸收等于兩個能級之差的能量（E=E1-E2=hc/）。分子才會由較低能級躍遷到較高能級: M(基態(tài)) + h M*（激發(fā)態(tài)） 物質(zhì)對光的選擇性吸收, 物質(zhì)對不同波長的光有不同程度的吸收，由而產(chǎn)生了該物質(zhì)的吸收光譜，即物質(zhì)對光的吸收程度隨波長變化的曲線。每種物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，各自的吸收光譜不同。如何得到吸收光譜？ 測定某一溶液對不同波長單色光的吸光度（A），然

5、后以波長為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)繪圖，所描繪的圖形稱為吸收光譜（吸收曲線）。反映了該物質(zhì)對不同波長光的吸收能力。 制作方法 （1）照相法 （2）分光光度計：取適當(dāng)濃度的被測物的標(biāo)準(zhǔn)溶液，置分光光度計中，順序從短波長到長波長每間隔適當(dāng)距離測定其吸光度值（A）。以波長為橫坐標(biāo)，A為縱坐標(biāo)作圖，所得到的曲線即為該物質(zhì)的吸收光譜。 （3）可自動制圖的儀器 吸收光譜的特點和作用a.一定的物質(zhì)有一定形狀的吸收光譜，有一定的最大吸收波長。b.同一物質(zhì)濃度不同,吸收光譜的形狀及l(fā)max不變。例：不同濃度高錳酸鉀溶液的吸收光譜 作用 （1）物質(zhì)定性的依據(jù)之一 （2）定量 （3）選擇測定波長吸收光譜的產(chǎn)生： 原

6、子吸收光譜和分子吸收光譜的主要區(qū)別 (1) 分子吸收光譜：物質(zhì)分子吸收了一定波長的光引起能級的躍遷所產(chǎn)生的光譜。電子能級間的躍遷可能同時伴隨著振動能級和轉(zhuǎn)動能級間的躍遷，譜線彼此重疊而形成連續(xù)的吸收帶,帶狀光譜。 原子吸收光譜：當(dāng)物質(zhì)分子中的元素如先被分解成原子或離子，原子或離子吸收相應(yīng)的輻射能電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，則純屬電子躍遷，線光譜。 比色法：利用比較溶液的顏色深度以測知物質(zhì)濃度的方法。 溶液的顏色深度和吸收光譜有何關(guān)系 溶液顏色的深淺光吸收程度的大小 物質(zhì)呈色的機(jī)理 太陽光通過玻璃三棱鏡，投射在光屏上形成一個紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的可見光譜帶。因此，這7種色光按一定強度比例混合成

7、了白光。 某兩種光按一定強度的比例混合成白光，就叫這兩種色為互補色。顏色互補規(guī)律 物質(zhì)對光的選擇性吸收物質(zhì)的顯色 一個有色物質(zhì)的溶液之所以呈色，是因為選擇性地吸收了一定波長的光。 當(dāng)一束白光通過有色溶液時，一些波長的光被溶液吸收，另一些則透過，透射光刺激人眼而使人感覺到溶液呈現(xiàn)某種顏色，即溶液的顏色由透射光的波長所決定。透射光與吸收光互為互補光，二者可組成白光。 物質(zhì)為何呈色？物質(zhì)的顏色與光的關(guān)系完全吸收完全透過吸收黃色光光譜示意表觀現(xiàn)象示意復(fù)合光 物質(zhì)顏色深淺代表其對光的吸收程度，二者原理相同.例： 1，10鄰二氮雜菲亞鐵溶液的吸收光譜 由圖可以看出：吸收曲線 上有一個吸收高峰，對應(yīng)在510

8、nm處，而對波長600nm以上的光幾乎不吸收，也就是該溶液對綠色光吸收最多，而橙色光完全透過，故1，10磷二氮雜菲亞鐵溶液為?色按波長范圍分為： 遠(yuǎn)紫外區(qū)（10200nm） 近紫外區(qū)（200400nm） 可見光區(qū)（400760nm） 空氣中的O2、CO2、H2O要吸收10200nm波段的光，除非抽成真空，不能用于做實驗（遠(yuǎn)紫外區(qū)又叫真空紫外區(qū)），而近紫外區(qū)、可見光區(qū)是人的眼睛能感覺到的。 幾個概念 （1）紅移：有機(jī)化合物的特征吸收隨溶劑和取代基的變化而改變，向長波方向移動的現(xiàn)象。（2）蘭移：有機(jī)化合物的特征吸收隨溶劑和取代基的變化而改變，向短波方向移動的現(xiàn)象。 有機(jī)化合物的吸收光譜 （自學(xué)）

9、電子躍遷：主要了解*， n*（3）增色效應(yīng)：有機(jī)化合物的吸收強度隨溶劑和取代基的變化而增強的現(xiàn)象。（4）減色效應(yīng)：有機(jī)化合物的吸收強度隨溶劑和取代基的變化而減弱的現(xiàn)象。（5）生色團(tuán)：指有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)中含有*或n-*躍遷，能在紫外可見光區(qū)產(chǎn)生吸收的原子團(tuán)。 （6）助色團(tuán)：能使飽和碳?xì)浠衔锘蛏珗F(tuán)的吸收峰紅移、吸收強度增加的基團(tuán)（如鹵素）。光的吸收定律 朗伯比耳定律-光度分析的定量依據(jù)。 物理意義：當(dāng)用一束平行的單色光通過一均勻的溶液時，溶液的吸光度與溶液的濃度和液層厚度的乘積成正比。 當(dāng)C一定時，A bLamberts law 當(dāng)b一定時，A CBeers law 入射光 I0透射光 It

10、 A=lg(I0/It)=KbC二、概念 T=It/ I0，稱為透光度(transmittance) ，指透過光強度與入射光強度之比。實驗證明：LgIo/It=1/T=0.434 k，bc=kbc A=Lg1/T=LgIO/It=kbc，A-吸光度值(absorbance) ，表示物質(zhì)對光的吸收程度。 同義詞：光密度 optical density,OD 消光度 extinction，E 三、比例系數(shù)K1、a（absorptivity）-吸光系數(shù)：濃度為1g/L的溶液放在厚度為1cm的吸收池中，于一定波長下測得溶液的吸光度2、(molar absorptivity)-摩爾吸光系數(shù)：濃度為1mo

11、l/L的溶液放在厚度為1cm的吸收池中，于一定波長下測得溶液的吸光度。3、E1%1cm-比吸光系數(shù)或百分吸光系數(shù)：濃度為1%（W/V）的溶液放在厚度為的吸收池中，于一定波長下測得溶液的吸光度。 三種吸光系數(shù)的換算：= E1%1cm.M/10，其中常用的是。 4、測定：選擇三個濃度的溶液分別測量其值，在利用朗伯比耳定律進(jìn)行計算，以均值算得摩爾吸光系數(shù)。 5、表觀摩爾吸光系數(shù)：用待測金屬離子的總濃度代替反應(yīng)達(dá)到平衡時有色化合物的濃度而計算出的摩爾吸光系數(shù)。 將精制成純品的氯霉素在水中配成0.002%的溶液，盛于1cm比色皿中，在278nm最大吸收波長處測得A為0.614，求此波長下的摩爾吸光系數(shù)和

12、比吸光系數(shù)E1%1cm。（分子量為323.15） 四、關(guān)于e的兩點補充 （1）e是物質(zhì)的重要特性常數(shù)：不依賴于吸光物質(zhì)的濃度，吸收層厚度和入射光強度，而與吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光波長、溶劑等因素有關(guān)。一定物質(zhì)在一定溶劑中，一定條件下，特別是一定波長下的是常數(shù)。（2）是衡量分析靈敏度的重要標(biāo)志：物質(zhì)的摩爾吸光系數(shù)越大，則吸光能力越強。 通常值在之間，為強吸收，為為中強吸收，為弱吸收。 用氨測定銅，=120；用銅試劑（DDTC）測銅，=12800，用雙硫腙測銅，=158000。分光光度計 722分光光度計一、分光光度計的組成部件 記錄系統(tǒng)0.575光源單色器吸收池檢測器顯示二、光源1、足夠的光強度2