定性定量分析的基本方法

無(wú)機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室葉國(guó)華定性與定量分析方法定性與定量分析方法一、定性分析的方法1.對(duì)比吸收光譜的一致性丹參注射液紫外光譜比較樣品化合物的吸收光譜特征與標(biāo)準(zhǔn)化合物的吸收光譜特征；或與文獻(xiàn)所載的化合物的標(biāo)準(zhǔn)譜圖進(jìn)行核對(duì)。同一物質(zhì)有相同吸收光譜圖，反之不一定是同一物質(zhì)。2.對(duì)比吸收光譜特征數(shù)據(jù)在不同化合物的吸收光譜中，最大吸收波長(zhǎng)可以相同，但因摩爾質(zhì)量不同，它們的吸光系數(shù)有明顯差異，因此在比較的同時(shí)再比較（）或（）則可加以區(qū)分。例如甲基麻黃堿和去甲基麻黃堿均為251nm、257nm、264nm但可從二者的摩爾吸光系數(shù)加以區(qū)別。甲基麻黃堿 251nm（lgε2.20），257nm（lgε2.27），264nm（lgε2.19）去甲基麻黃堿251nm（lgε2.11），257nm（lgε2.11），264nm（lgε2.20）

一、定性分析的方法3.

對(duì)比吸光度（或吸光系數(shù)）的比值

吸收峰較多的化合物，而各吸收峰對(duì)應(yīng)的吸光度或吸光系數(shù)的比值是一定的，可作為定性鑒別的依據(jù)，不同的最大吸收波長(zhǎng)處的吸光度（與標(biāo)準(zhǔn)品在相同條件下測(cè)定）的比值是用于鑒別化合物的特性。361nm550nm278nm一、定性分析的方法如維生素B12的吸收光譜有三個(gè)吸收峰，分別為278nm、36lnm、550nm。2015年版《中國(guó)藥典》規(guī)定，作為鑒別的依據(jù)，361nm與278nm吸光度的比值應(yīng)為1.70～1.88；361nm與550nm的吸光度比值應(yīng)為3.15～3.45361nm550nm278nm一、定性分析的方法（一）單組分樣品的定量方法

1.標(biāo)準(zhǔn)曲線法

①配制一系列不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，選擇合適的參比溶液，在相同條件下，以待測(cè)組分的最大吸收波長(zhǎng)λmax作為入射光，分別測(cè)定各標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)應(yīng)的吸光度。②以濃度c為橫坐標(biāo)、吸光度A為縱坐標(biāo)描繪曲線，稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線，也叫工作曲線。

③按照相同的實(shí)驗(yàn)條件和操作程序，用待測(cè)溶液配制未知試樣溶液并測(cè)定其吸光度A樣，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上找到與之對(duì)應(yīng)的未知試樣溶液的濃度c樣。標(biāo)準(zhǔn)曲線二、定量分析的方法二、定量分析的方法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線注意以下幾點(diǎn)：①配制系列標(biāo)準(zhǔn)濃度的溶液，濃度范圍應(yīng)包括未知樣品溶液濃度可能變化的范圍，至少做5個(gè)點(diǎn)。②測(cè)定每一濃度至少作兩個(gè)平行，兩個(gè)平行吸光度值相差不大時(shí)，取其平均值。③繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，也可用直線回歸方法計(jì)算樣品溶液濃度。④工作條件改變，應(yīng)重新繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。二、定量分析的方法

2.標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法與標(biāo)準(zhǔn)品的已知濃度比較

因是同種物質(zhì)，故K標(biāo)＝K樣；因吸收池厚度相同，即L標(biāo)=L樣。所以：

需要指出的是c樣為稀釋溶液濃度，若求原樣品溶液中組分的濃度，應(yīng)乘以稀釋倍數(shù)。即：c原樣＝c樣×稀釋倍數(shù)。若樣品質(zhì)量及稀釋度與標(biāo)準(zhǔn)品完全一致，則：

精密量取KMnO4試樣溶液5.00mL，加水稀釋到50.0mL。另配制KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為20.0μg·mL-1。在525nm處，用1cm厚的吸收池，測(cè)得試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度分別為0.216和0.240。求原試樣溶液中KMnO4的濃度。例題二、定量分析的方法3.吸光系數(shù)法根據(jù)朗伯-比耳定律A＝KcL，已知吸收池厚度L和吸光系數(shù)ε或E

，根據(jù)測(cè)得的吸光度A算出溶液的濃度或含量。c原樣

=cs×稀釋倍數(shù)

二、定量分析的方法維生素B12水溶液，在λmax=361nm處的

值為207，盛于1cm吸收池中，測(cè)得溶液的吸光度A為0.518，求溶液的濃度。解：根據(jù)光的吸收定律，溶液的濃度為例題二、定量分析的方法

精密稱取維生素C0.0500g，溶100mL0.005mol/L硫酸溶液中，再取此溶液2.00mL，準(zhǔn)確稀釋至100mL，取此溶液置于1cm比色杯中，在245nm波長(zhǎng)處測(cè)得吸光度A為0.551。求維生素C的百分含量。（維生素C純品在上述相同條件下的百分吸收系數(shù)E1cm1%=560）例題二、定量分析的方法解：c原樣

=

cs×稀釋倍數(shù)=9.84×10-4×50=0.0492（g/100mL）Vc%=0.0492/0.0500=98.4%二、定量分析的方法二、定量分析的方法與標(biāo)準(zhǔn)品的吸光系數(shù)比較在沒有標(biāo)準(zhǔn)品的情況下，可從有關(guān)手冊(cè)或文獻(xiàn)上查得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的吸光系數(shù)。然后采用與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)相同的溶劑，配制樣品溶液，在相同波長(zhǎng)下測(cè)定樣品的吸光度A值，求出樣品的吸光系數(shù)，按下式計(jì)算含量：

二、定量分析的方法（二）多組分樣品的定量方法1.解線性方程法對(duì)于如圖所示的兩組分混合物

混合組分吸收光譜相互重疊的三種情況（Ⅰ）表明兩組分互不干擾，可用測(cè)定單組分的方法，在λ1、λ2處分別測(cè)定A、B兩組分的濃度。

二、定量分析的方法（Ⅱ）表明A組分對(duì)B組分的測(cè)定有干擾，而B對(duì)A的測(cè)定無(wú)干擾，則可以在λ1處單獨(dú)測(cè)定A組分，求得A組分的濃度cA。然后在λ2處測(cè)定混合物的吸光度及A、B純物質(zhì)的和值。根據(jù)吸光度的加和性，可得方程設(shè)吸收池厚度L為1cm，解方程得

二、定量分析的方法（Ⅲ）兩組分互相干擾，在A和B的最大吸收波長(zhǎng)λ1、λ2處分別測(cè)定混合物的吸光度及，而且同時(shí)測(cè)定A、B純物質(zhì)的、、及。根據(jù)吸光度的加和性，可得方程組設(shè)吸收池厚度L為1cm，解線性方程組得濃度c的單位依據(jù)所用的吸光系數(shù)而定，如用比吸光系數(shù)，則c為百分濃度。二、定量分析的方法2.等吸收雙波長(zhǎng)消除法在試樣中含有兩個(gè)待測(cè)組分a和b時(shí)，若要測(cè)定組分b，組分a有干擾，應(yīng)設(shè)法消除組分a的吸收干擾。首先選擇待測(cè)組分b的最大吸收波長(zhǎng)λ2作為測(cè)量波長(zhǎng)，然后用作圖的方法選擇參比波長(zhǎng)λ1，使組分a在這兩個(gè)波長(zhǎng)處的吸光度相等。則：

△A與干擾組分A無(wú)關(guān)，只與待測(cè)組分B的濃度有關(guān)，即消除A對(duì)B的干擾。

3.示差分光光度法待測(cè)組分含量過高時(shí)，吸光度超出了準(zhǔn)確測(cè)量的讀數(shù)范圍，會(huì)造成較大的誤差，可以采用示差分光光度法，彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。示差光度法是用一個(gè)比試樣溶液濃度稍低的標(biāo)準(zhǔn)溶液作為參比溶液，將分光光度計(jì)調(diào)零（透光率100%），測(cè)得的吸光度就是被測(cè)試樣溶液試液與參比溶液的吸光度差值（相對(duì)吸光度）。根據(jù)朗伯-比爾定律得：

待測(cè)溶液與參比溶液的吸光度差值與兩溶液的濃度之差成正比，這就是差示分光光度法的基本原理。

二、定量分析的方法紫外吸收光譜在有機(jī)化合物分析中的應(yīng)用紫外吸收光譜在研究有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)中，可以推斷分子的骨架、判斷發(fā)色基團(tuán)之間的共軛關(guān)系和估計(jì)共軛體系中的取代基種類、位置、數(shù)目以及構(gòu)型和構(gòu)象。但由于紫外可見光譜較為簡(jiǎn)單，光譜信息少，特征性不強(qiáng)，而且不少簡(jiǎn)單官能團(tuán)在近紫外及可見光區(qū)沒有吸收或吸收很弱，因此，它可配合紅外光譜法、核磁共振波譜法和質(zhì)譜法等常用的結(jié)構(gòu)分析法對(duì)未知物進(jìn)行定性鑒定和結(jié)構(gòu)分析。三、在有機(jī)化合物分析中的應(yīng)用推斷官能團(tuán)和推斷異構(gòu)體

紫外-可見吸收光譜在有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)研究中的應(yīng)用主要是鑒定共軛生色團(tuán)、說明共扼關(guān)系、判斷共軛體系中取代基的位置、種類和數(shù)目等，進(jìn)而推測(cè)未知物的結(jié)構(gòu)骨架。三、在有機(jī)化合物分析中的應(yīng)用1.官能團(tuán)的推斷待測(cè)化合物如果在220～800nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)無(wú)吸收（＜1L/mol·cm），它可能是脂肪族飽和碳?xì)浠衔?、胺、氰醇、羧酸、氯代烴和氟代烴等，不含直鏈或環(huán)狀共軛體系，沒有醛、酮等基團(tuán)；如果在210～250nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)有強(qiáng)吸收帶，它可能含有兩個(gè)共軛單位；如果在260～300nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)有強(qiáng)吸收帶，它可能含有3～5共軛單位：如果在250～300nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)有弱吸收帶，它可能有羰基存在；如果在250～300nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)有中等強(qiáng)度吸收帶，并且含有振動(dòng)結(jié)構(gòu)，表明有苯環(huán)存在；如果化合物有顏色．則分子中含有的共軛生色團(tuán)一般在5個(gè)以上。三、在有機(jī)化合物分析中的應(yīng)用

2.異構(gòu)體的推斷

結(jié)構(gòu)異構(gòu)體的推斷

許多結(jié)構(gòu)異構(gòu)體之間可利用其雙鍵的位置不同，應(yīng)用紫外吸收光譜推斷異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)。如松香酸（Ⅰ）和左旋松香酸（Ⅱ）的λmax分別為238nm的273nm，相應(yīng)的εmax值分別為15100L/（mol·cm）和7100L/（mol·cm）。這是因?yàn)棰裥蜎]有立體障礙，而Ⅱ型有一定的立體障礙，因此，Ⅰ型的εmax比Ⅱ型的εmax大得多。

Ⅰ型Ⅱ型

三、在有機(jī)化合物分析中的應(yīng)用2.異構(gòu)體的推斷

順反異構(gòu)的推斷

因?yàn)榉词疆悩?gòu)體空間位阻小，共軛程度高,所以其最大吸收波長(zhǎng)λmax和摩爾吸收系數(shù)εmax都大于順式異構(gòu)體。如,