理化分析基础理论培训

分析仪器基础知识 仪器分析的分类 仪器分析的原理 仪器分析的应用 什么是仪器分析？一般的说，仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。这些方法一般都有独立的方法原理及理论基础。一、仪器分析的分类仪器分析电化学分析法 光分析法色谱分析法 热分析法分析仪器联用技术质谱分析法（一）光分析方法光分析法原子吸收法 红外法原子发射法 核磁法荧光法紫外可见法分子光谱原子光谱 应用范围u 可见分光光度计其应用波长范围为 380 780nm的可见光区。u DNA、蛋白质、脂肪、酶、糖类u 饲料检测、化肥检测、土壤成分检测、水产养殖检测u 食品安全：添加剂、防腐剂、农药残留检测、兽药检测、矿物质、维生素等的含量 测定方法1.用比色法测定时，应取标准同时操作。除另有规定外，比色法所用的空白系指用同体积的溶剂代替标准或待检品溶液，然后依次加入等量的相应试剂，并用同样方法处理。在规定的波长处测定标准和待检品溶液的吸光度后，计算含量。2.当吸光度和浓度关系不呈线性时，应取数份梯度量的标准溶液，用溶剂补充至同一体积，显色后测定各份溶液的吸光度，然后以吸光度与相应的浓度绘制标准曲线，再根据待检品的吸光度在标准曲线上求出其含量。2、原子吸收分光光度法 原理待 测样品蒸气相中的被测元素的基态原子，对由光源发出的被测元素的特征辐射光的共振吸收，通过测量辐射光的减弱程度，而求出样品中被测元素的含量。 与可见分光光度法比较（ 1） 相同点：都属于吸收光谱分析（ 2） 不同点： 可见分光光度法中，吸光物质是分子或离子，观察到的是电子带状光谱；而原子吸收光谱分析中，吸光物质是处于基态的原子蒸气，观察到的是原子线状光谱。 定量分析方法（ 1） 工作曲线法按标准的规定配制四个以上浓度或适当比例的标准溶液，以空白溶液为参比溶液（ 注：必要时可选用溶剂作为参比溶液进行测定，同时用空白溶液的吸光度进行校正 ），在规定的波长下，分别测定吸光度。以标准溶液浓度为横坐标，相应的吸光度为纵坐标，仪器自动绘制工作曲线。同时配制适当浓度的样品溶液，在上述条件下测定吸光度，并在工作曲线上查出待测物浓度或从仪器上直接读取浓度值（ 注：该浓度也可根据测定吸光度用回归方程法计算 ）。（ 2）标准加入法（ 3）内标法应用主要用于测定重金属含量 常用于：铅、汞、锡含量 空气 -乙炔 火焰法可以 检测 如下 32种元素：Ag, As, Au, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Hg, In, Ir, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Pd, Pt, Rb, Rh, Ru, Sb, Se, Tc, Te, Tl, Zn （二） 色谱分析法色谱分析法气相色谱法 薄层色谱法液相色谱法 激光色谱法电色谱法超临界色谱法色谱法*1.概述混合物最有效的 分离、分析 方法。俄国植物学家 茨维特 （ Tswett)在 1906年使用的装置：色谱原型装置，如图。 色谱法是一种分离技术 。 试样混合物的分离过程也就是试样中各组分在称之为色谱分离柱中的 两相间 不断进行着的分配过程。 其中的一相固定不动，称为 固定相 ； 另一相是 携带试样 混合物流过此固定相的 流体（气体或液体）， 称为 流动相 。*2.色谱法原理色谱法原理 当流动相中携带的混合物流经固定相时，其与固定相发生相互作用。由于混合物中 各组分 在性质和结构上的差异，与固定相之间产生的 作用力 的大小、强弱 不同 ，随着流动相的移动，混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分被固定相 保留的时间不同 ，从而 按一定次序 从色谱柱中流出。与适当的 柱后检测 方法结合，实现混合物中各组分的分离与检测。两相及两相的相对运动构成了色谱法的基础*3.色谱法分类 3.1 按 流动相 的 状态不同 主要分为两类：（ 1） 气相色谱（ GC） ： 流动相为 气体 （称为载气）。按分离柱不同可分为：填充柱色谱和毛细管柱色谱；按固定相的不同又分为：气固色谱（ GSC）和气液色谱（ GLC）*（ 2） 液相色谱（ LC） ： 流动相为 液体 （也称为淋洗液）。按固定相的不同分为：液固色谱和液液色谱。离子色谱 ： 液相色谱的一种，以特制的离子交换树脂为固定相，不同 pH值的水溶液为流动相。*（ 3）其他色谱方法薄层色谱和纸色谱 ：凝胶色谱法 ：测聚合物分子量分布。超临界色谱 : CO2流动相。高效毛细管电泳 :九十年代快速发展、特别适合生物试样分析分离的高效分析仪器。气相色谱仪应用 氢火焰离子化检测器（ FID）用于微量有机物分析 热导检测器（ TCD）用于常量、半微量分析，有机、无机物均有响应 电子捕获检测器（ ECD）用于有机氯农药残留分析 火焰光度检测器（ FPD）用于有机磷、硫化物的微量分析 氮磷检测器（ NPD）用于有机磷、含氮化合物的微量分析 催化燃烧检测器（ CCD）用于对可燃性气体及化合物的微量分析光离子化检测器（ PID）用于对有毒有害物质的痕量分析 液相色谱仪应用主要用于有机物的检测紫外检测器： 三聚氰胺等 兽残、黄曲霉毒素 M1 维生素 A/E/D、叶黄素、烟酸、核苷酸、牛磺酸等 荧光检测器：维生素 K1/B1/B2/B6、泛酸等 （三） 电分析化学方法电化学分析法电位分析法 电解分析法电泳分析法 库仑分析法极 谱与伏安分析法电导分析法（四）其它仪器分析方法 质谱 ; 热分析 ; 放射分析其他分析法质谱分析法 联用技术热分析法23紫外、红外和核磁共振谱是吸收光谱，以分子吸收辐射能所引起的能量状态的变迁为基础的。 质谱不是吸收光谱 ，而是用一定能量的电子流轰击或其它适当的方法打掉气态分子的一个电子形成带正电的离子。这些 正离子 在电场和磁场的综合作用下，按照其 质荷比 （ m/z）的大小依次排列成谱，被记录下来，成为质谱。什么是质谱？24质谱基本原理有机化合物样品在高真空 （ 1.3310-31.3310-4 Pa） 条件下受热 气化 ，气化了的分子在离子源内受到高能 电子束轰击 （ electron impact, EI） 形成正离子。通常分子中离解位能最低的电子将首先被打掉，成为带单位正电荷的 分子离子 ：联用技术 气质联用（ GC-MS）以气相色谱作为分离系统，质谱为检测系统 ;主要用于：小分子、易挥发有机物如：甲醇、乙醇、氯仿等 液质联用（ HPLC-MS）以液相色谱作为分离系统，质谱为检测系统 ;主要用于：大分子、不易挥发有机物如：农药残留、抗生素等络合滴定法紫外 -可见分光光度法定性分析定量分析重量法：水分、灰分、脂肪、果胶、纤维等成分测定容量法酸碱滴定法：酸度、蛋白质测定氧化还原滴定法：还原糖、维生素