光学主要内容

CH1绪论仪器分析常用方法分为三大类：光学分析法、电学分析法、色谱分离法CH2光学分析法导论光学分析法是基于物质发射的电磁辐射（光）［或电磁辐射（光）与待测物质相互作用］所建立起来的一类分析方法。光学分析法基本特点：（1）具有三个基本过程：①提供能量；②能量与被测物之间的相互作用；③产生信号。（2）选择性测量，不涉及混合物分离（不同于色谱分析）；（3）涉及大量光学元器件。CH3原子发射光谱AES:根据待测物质的气态原子或离子受激发后所发射的特征光谱的波长及其强度来测定物质中元素组成和含量的分析方法。定性原理：不同元素的原子具有不同的结构，因而受激时就能发射出不同波长的谱线。定量原理：I=aCb罗马金公式。真正应用是内标法（相对强度法）内标的条件：①合金：选基体元素（A1合金，选Al），矿样：外加（矿样不含或微不足道）；②沸点相近；③激发电位相近；④电离电位相近；⑤分析线与内标线相距较近；⑥内标线无自吸现象一个元素的“最后线”，往往也是这个元素的“最灵敏线”，但不一定是“最强线”原子发射光谱仪由三大件组成：光源、光谱仪、检测系统发射光谱分析的光源有：火焰、直流电弧、交流电弧、高压火花、电感耦合等离子体。其中电感耦合等离子体具有低干扰、高精度、低检测限和大线性范围.常用的定量方法：三标准试样法（标样不得少于3个，每个样测三次，取平均值。）高纯金属中的杂质元素应选用原子发射光谱法而不选用火焰原子吸收法测定CH4原子吸收AAS:原子吸收光谱是由气态物质中基态原子的外层电子跃迁产生的。在原子吸收法中，由于吸收线半宽度很窄,因此测量积分吸收有困难,所以用测量峰值吸收系数来代替.【①要测出半宽度0.001~0.005nm谱线轮廓的积分吸收，光谱仪所需单色器的分辨率必须在50万以上，目前在仪器制造技术上还达不到。②若采用连续光源测量，把半宽度很窄的吸收线叠加在半宽度很宽的发射线上，被吸收的能量相对于发射线的总能量来说是微不足道的，在这种条件下要准确记录信噪比十分困难。】原子吸收定量原理：在一定条件下，A=KLC原子吸收分光光度计由四大件组成：光源（空心阴极灯）、原子化器、单色器和检测器（光电倍增管）。光源（空心阴极灯）作用：提供待测元素的特征谱线；原子化器作用：①提供能量使试样解离成基态原子；②把基态原子引入光层内原子化方法：火焰法、无火焰法、低温原子化法（在火焰原子吸收光谱法中,测定高温元素如铝、铌、钽、钨、稀土等元素需采用乙炔--氧化亚氮火焰）单色器作用：将被测元素的分析线与其它谱线分开。检测器（光电倍增管）作用：将光信号转换为电信号，经检波放大，数据处理后显示结果。单道单光束型与单道双光束原子吸收光度计的区别在于切光器灵敏度：产生1%的吸收或0.0044吸光度值时溶液中待测元素的质量浓度（mg.mL-i/1%）或质量分数火焰原子化法：S]%=pX0.0044/A（mg/L） p为质量浓度（mg/L）石墨炉原子化法：S]%=pXVX0.0044/Ap为质量浓度（pg/L）,V为进样体积（pL）例：以3pg/mL的铁溶液，测得透光率为48%，计算铁的特征浓度。解：A=lg（1/T）=lg（1/48%）=0.3188S=（CX0.0044）/A=（3X0.0044）/0.3188=0.041pg/mL（1%）干扰：1.非光谱干扰：物理干扰、化学干扰、电离干扰；2.光谱干扰：谱线干扰、背景干扰定量方法：标准曲线法、标准加入法原子荧光分光光度计的构造与原子吸收仪器的异同：原子荧光分光光度计的基本构造与原子吸收仪器相似，但光源应置于与单色仪光轴相垂直的位置，目的是为了消除透射光对荧光测量的干扰。CH5紫外－可见吸收光谱法紫外－可见吸收光谱：反映分子价电子能级跃迁（故称电子光谱）它的产生是由于原子核外层电子的跃迁。可用于结构鉴定（不饱和有机物）和定量分析（A=bc）有机化合物的紫外一可见吸收光谱是三种电子跃迁的结果：O电子、n电子、n电子。四种跃迁所需能量△E大小顺序为：nfn*<n—n*< *<a*生色团为不饱和基团：C=C、N=O、C=O、C=S等；助色团是指分子中的一些带有非成键电子对的基团（-OH、-OR、-NHR、-SH、-Cl、-Br、-I）本身在紫外-可见光区不产生吸收，但是当它与生色团连接后，使生色团的吸收带向长波移动，且吸收强度增大。在光学分析法中,采用钨灯作光源的是可见分子光谱；若采用氘灯作光源的是紫外分子光谱CH6红外吸收光谱法红外光区在可见光区和微波光区之间，习惯上又将其分为三个区远红外光区，中红外光区和近红外光区；其中中红外光区的应用最广。红外光谱也称分子的振、转动光谱。红外光谱的作用：有机化合物的结构解析的重要工具，根据有机化合物红外特征吸收频率，确定化合物结构中基团；也可依据特征峰的强度变化进行定量分析。红外光谱产生的条件：（1）辐射能应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；（2）辐射与物质间有相互偶合作用，产生偶极炬的变化（保证外界辐射的能量传递给分子）3•分子振动方程式（虎克定律）：v=[1/（2n）]Vk/p；K—连接原子的化学键的力常数（与键能、键长有关）；—双原子的折合质量4.红外光谱法主要研究振动中有偶极矩变化的化合物。因此，除了单原子和同核分子等外，几乎所有的有机化合物在红外光区均有吸收。双原子分子的振动只有一种，即两原子的相对伸缩振动；多原子分子的振动分成两大类：伸缩振动和变形振动。某化合物能溶于乙腈,也能溶于庚烷中,且两种溶剂在测定该化合物的红外光谱区间都有适当的透过区间,则选用庚烷溶剂较好，因为乙腈毒性较强。CH7分子发光分析法分子荧光？化学发光？它们有何异同？分子荧光是由于分子的外层电子在辐射能的照射下，吸收能量跃迁至激发态，在以无辐射弛豫转入第一激发态的最低振动能级，然后跃迁回基态的各个振动能级，并产生光辐射。化学发光是由于分子的外层电子在化学能的作用下使分子处于激发态，在以无辐射弛豫转入第一激发态的最低振动能级，然后跃迁回基态的各个振动能级，并产生光辐射。它们的区别在于能源的不同，前者是辐射能，后者是化学能。它们的相同在于均为分子外层电子的跃迁，产生的光辐射为紫外或可见光。S能发射荧S0固^i^=620nm(MAX)03200--F4300--4400--2S00--2400--2000--1600--1200--S00--200250300350