光谱分析技术

光谱分析技术第一页，共三十二页，2022年，8月28日波长光谱区域分析方法〈0.1A0.1-1A200-400nm400-760nm760—100025-500μm〉1cmγ射线X射线紫外线可见光红外光微波无线电波γ射线光谱法X射线光谱法紫外光光度法可见光光度法红外光度法微波光谱法核磁共振光谱法电磁波谱图第二页，共三十二页，2022年，8月28日第一节光谱分析技术的基本原理一、光谱分析技术的概念二、光谱分析技术的分类利用各种化学物质（原子、基团、分子及高分子化合物）所具有的发射、吸收或散射光谱谱系的特征来确定其性质、结构及含量的技术。光谱分析技术发射光谱分析吸收光谱分析（常用）散射光谱分析第三页，共三十二页，2022年，8月28日三、分光光度技术的基本原理1、光的吸收现象与吸收曲线*光色互补红紫蓝青蓝青绿黄橙白第四页，共三十二页，2022年，8月28日曲线绘制：*吸收曲线概念：利用各种不同的波长测定物质的吸光度，以波长为横坐标，吸光度为纵坐标，连接各点成光滑的曲线。*应用：定性分析—吸收曲线的形状定量分析—λmax为选择单色光的依据第五页，共三十二页，2022年，8月28日第六页，共三十二页，2022年，8月28日Anm3004005006000.1000.2000.3000.4000.5000.6000.7007000.8000.900λmax脱氢皮质酮睾丸酮第七页，共三十二页，2022年，8月28日λ（nm）Aλminλmaxλsh******吸收曲线制作者：制作日期：制作仪器：第八页，共三十二页，2022年，8月28日(1)吸光度（A)（absorbance）与透光率（T)（transmittance）T=

I

Io

2、光吸收定律—Lambert-Beer定律

当光线通过均匀、透明的溶液时可出现三种情况：一部分光被散射，一部份光被吸收，另有一部分光透过溶液。设入射光强度为Io，透射光强度为I，I和I0之比称为透光度，即：A=-lgT=-lgI/I0=lgI0/I第九页，共三十二页，2022年，8月28日条件：单色光，稀溶液(2)Lambert-Beer定律Lambert-Beer定律是讨论溶液吸光度同溶液浓度和溶液层厚度之间关系的基本定律，其表达式为：A=KLC

式中A为吸光度；K为吸光系数；L为溶液层厚度（光径）；

C为溶液浓度（Lambert-Beer定律适用于可见光、紫外光、红外光和均匀非散射的液体。）第十页，共三十二页，2022年，8月28日入射光Io透射光I反射光Ir散射光Is吸收光Ia第十一页，共三十二页，2022年，8月28日分类：ε1mol（摩尔吸光系数）1cmE1%（百分吸光系数）1cm应用：1.根据ε进行物质的定性、定量分析2.ε的大小反映测定的灵敏度，ε越大，灵敏度越高。意义：ε表示物质对某一特定波长的吸收能力，ε愈大，表示对某波长光的吸收能力愈强。在一定条件下是特征性常数3.吸光系数

概念：在一定条件下，物质浓度为1mol/l、液层厚度为1cm时的吸光度值，与溶液的性质有关。第十二页，共三十二页，2022年，8月28日第二节分光光度计的基本结构与操作可见光及近红外线

紫外光一、仪器结构光源钨丝灯氢灯或氘灯单色器棱镜光栅检测器光电管光电倍增管显示器检流计数码管显示吸收池（比色杯、比色皿）玻璃石英塑料第十三页，共三十二页，2022年，8月28日第十四页，共三十二页，2022年，8月28日二、操作方法（722光栅分光光度计）1、接通电源开关，通电20分钟预热（打开比色室盖子）2、调节波长3、将样品放入比色室5、将开关置于A位，读数不为零可用消光零调节为0.06、拉动拉杆，读取待测溶液A，记录4、将开关置于T位，打开比色室盖子，调节T为0.0，关上比色室盖子，调节T为100.0第十五页，共三十二页，2022年，8月28日样品室波长调节旋钮控制面板样品槽拉杆第十六页，共三十二页，2022年，8月28日二、操作方法（722型分光光度计）1、开机预热（接通电源开关，通电20分钟预热）2、波长调整3、将样品放入比色室5、“功能键”切换“A”

模式，仪器显示“.000”或“-.000”6、拉动拉杆，读取待测溶液A，并记录4、“功能键”置于“T”，用遮光体或拉动半格拉杆，调0%，取出遮光体或拉杆推到底，调100%。第十七页，共三十二页，2022年，8月28日第十八页，共三十二页，2022年，8月28日三、分光光度计波长校正粗测：580nm有均匀橙黄色光斑，光斑偏红或偏绿，说明已经偏移。四、吸光度的校正

铬酸钾的标准液可用于校正分光光度计的吸光度。在25℃，将4mg铬酸钾溶于100ml的0.05mol/LKOH中，放入比色池中，在不同波长下测定吸光度值，与己知的标准吸光度校正表进行比较，可检测仪器吸光度的准确度。

第十九页，共三十二页，2022年，8月28日第三节分光光度技术的定性、定量方法（一）分光光度技术的定性方法2.摩尔消光系数ε检测法1.最大吸收波长λmax检测法第二十页，共三十二页，2022年，8月28日一、比较法计算公式：Cu=×Cs×fAuAs将标准品与待测样品在相同条件下，显色并测定各自的A，由于测定体系的温度、厚度及入射光波长一致，故可用公式计算待测样品的浓度。概念：（二）分光光度技术的定量方法标准液的要求：其浓度尽量接近于样品浓度。（双标准）第二十一页，共三十二页，2022年，8月28日二、标准曲线法（standardcurve）概念：配制一系列浓度的标准品溶液，按标本处理方法做相同处理，在特定的波长下测定吸光度，以标准液浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，连接成一条通过原点的直线。制作方法：作图法——主要直线回归方程计算法制备标准液：5~6个不同浓度梯度加样显色：3个平行管比色记录：平均A作图：标准检量表的制作：作图法步骤第二十二页，共三十二页，2022年，8月28日标准曲线（Ａ－Ｃ曲线）０１２３４ＣＡ1.00.80.60.40.2Y=ax+b第二十三页，共三十二页，2022年，8月28日注意事项：1.测定条件应一致，条件改变应重新绘制2.标准液浓度应准确3.重复、平行测定4.比例适当5.吸光度范围应在0.05~1.0之间6.高浓度标本超出线性范围时，应将标本稀释后在测定。第二十四页，共三十二页，2022年，8月28日三、差示法（differentialspectrophotometry）原理：对物质浓度过高或过低时，可用一定浓度的标准液代替空白管做参比，提高测定的精确度。A=Au-As=εL（Cu-Cs）=εLc四、摩尔吸光系数法原理：利用已知的吸光系数，由测得的吸光度计算样品的浓度C=AεL第二十五页，共三十二页，2022年，8月28日五、多组分混合物的测定各组分吸收峰不互相重叠----可分别测定各组分吸收峰互相重叠---等吸收点法、解联立方程法双波长法等第二十六页，共三十二页，2022年，8月28日第四节其他光谱分析技术一、火焰光度法

原理：某些金属的基态原子在受到火焰激发后，其外层电子从基态跃迁到激发态，当返回基态时，可发出特征性的谱线，检测其强度可进行定量分析。应用：钾、钠等碱金属和碱土金属的检测仪器组成：雾化燃烧系统、光学系统、检测系统特点：操作烦琐、干扰因素多、被简便的离子选择电极法取代第二十七页，共三十二页，2022年，8月28日第二十八页，共三十二页，2022年，8月28日二、原子吸收分光光度法应用：体液中多种金属元素（钙、铁）的检测在环境检测、职业病防治中痕量有害元素（砷、汞）的检测特点：灵敏度高（10-9～10-6g/L），准确度较高简便，快速可测全部金属元素和一些半金属元素

原理：根据待测元素的气态原子能吸收相同原子所发射的特征

谱线的分析技术，即在一定条件下，原子的吸光度与待测元素的浓度成正比。仪器组成：光源（空心阴极灯）、原子化器、分光系统、检测系统第二十九页，共三十二页，2022年，8月28日第三十页，共三十二页，2022年，8月28日三、荧光光度分析法

原理：待测物质在激发光的照射下，可由基态跃迁至