定性定量分析的基本方法

无机与分析技术基础化学教研室叶国华定性与定量分析方法定性与定量分析方法一、定性分析的方法1.对比吸收光谱的一致性丹参注射液紫外光谱比较样品化合物的吸收光谱特征与标准化合物的吸收光谱特征；或与文献所载的化合物的标准谱图进行核对。同一物质有相同吸收光谱图，反之不一定是同一物质。2.对比吸收光谱特征数据在不同化合物的吸收光谱中，最大吸收波长可以相同，但因摩尔质量不同，它们的吸光系数有明显差异，因此在比较的同时再比较（）或（）则可加以区分。例如甲基麻黄碱和去甲基麻黄碱均为251nm、257nm、264nm但可从二者的摩尔吸光系数加以区别。甲基麻黄碱 251nm（lgε2.20），257nm（lgε2.27），264nm（lgε2.19）去甲基麻黄碱251nm（lgε2.11），257nm（lgε2.11），264nm（lgε2.20）

一、定性分析的方法3.

对比吸光度（或吸光系数）的比值

吸收峰较多的化合物，而各吸收峰对应的吸光度或吸光系数的比值是一定的，可作为定性鉴别的依据，不同的最大吸收波长处的吸光度（与标准品在相同条件下测定）的比值是用于鉴别化合物的特性。361nm550nm278nm一、定性分析的方法如维生素B12的吸收光谱有三个吸收峰，分别为278nm、36lnm、550nm。2015年版《中国药典》规定，作为鉴别的依据，361nm与278nm吸光度的比值应为1.70～1.88；361nm与550nm的吸光度比值应为3.15～3.45361nm550nm278nm一、定性分析的方法（一）单组分样品的定量方法

1.标准曲线法

①配制一系列不同浓度的标准溶液，选择合适的参比溶液，在相同条件下，以待测组分的最大吸收波长λmax作为入射光，分别测定各标准溶液对应的吸光度。②以浓度c为横坐标、吸光度A为纵坐标描绘曲线，称为标准曲线，也叫工作曲线。

③按照相同的实验条件和操作程序，用待测溶液配制未知试样溶液并测定其吸光度A样，在标准曲线上找到与之对应的未知试样溶液的浓度c样。标准曲线二、定量分析的方法二、定量分析的方法绘制标准曲线注意以下几点：①配制系列标准浓度的溶液，浓度范围应包括未知样品溶液浓度可能变化的范围，至少做5个点。②测定每一浓度至少作两个平行，两个平行吸光度值相差不大时，取其平均值。③绘制标准曲线，也可用直线回归方法计算样品溶液浓度。④工作条件改变，应重新绘制标准曲线。二、定量分析的方法

2.标准对照法与标准品的已知浓度比较

因是同种物质，故K标＝K样；因吸收池厚度相同，即L标=L样。所以：

需要指出的是c样为稀释溶液浓度，若求原样品溶液中组分的浓度，应乘以稀释倍数。即：c原样＝c样×稀释倍数。若样品质量及稀释度与标准品完全一致，则：

精密量取KMnO4试样溶液5.00mL，加水稀释到50.0mL。另配制KMnO4标准溶液的浓度为20.0μg·mL-1。在525nm处，用1cm厚的吸收池，测得试样溶液和标准溶液的吸光度分别为0.216和0.240。求原试样溶液中KMnO4的浓度。例题二、定量分析的方法3.吸光系数法根据朗伯-比耳定律A＝KcL，已知吸收池厚度L和吸光系数ε或E

，根据测得的吸光度A算出溶液的浓度或含量。c原样

=cs×稀释倍数

二、定量分析的方法维生素B12水溶液，在λmax=361nm处的

值为207，盛于1cm吸收池中，测得溶液的吸光度A为0.518，求溶液的浓度。解：根据光的吸收定律，溶液的浓度为例题二、定量分析的方法

精密称取维生素C0.0500g，溶100mL0.005mol/L硫酸溶液中，再取此溶液2.00mL，准确稀释至100mL，取此溶液置于1cm比色杯中，在245nm波长处测得吸光度A为0.551。求维生素C的百分含量。（维生素C纯品在上述相同条件下的百分吸收系数E1cm1%=560）例题二、定量分析的方法解：c原样

=

cs×稀释倍数=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、定量分析的方法与标准品的吸光系数比较在没有标准品的情况下，可从有关手册或文献上查得标准物质的吸光系数。然后采用与标准物质相同的溶剂，配制样品溶液，在相同波长下测定样品的吸光度A值，求出样品的吸光系数，按下式计算含量：

二、定量分析的方法（二）多组分样品的定量方法1.解线性方程法对于如图所示的两组分混合物

混合组分吸收光谱相互重叠的三种情况（Ⅰ）表明两组分互不干扰，可用测定单组分的方法，在λ1、λ2处分别测定A、B两组分的浓度。

二、定量分析的方法（Ⅱ）表明A组分对B组分的测定有干扰，而B对A的测定无干扰，则可以在λ1处单独测定A组分，求得A组分的浓度cA。然后在λ2处测定混合物的吸光度及A、B纯物质的和值。根据吸光度的加和性，可得方程设吸收池厚度L为1cm，解方程得

二、定量分析的方法（Ⅲ）两组分互相干扰，在A和B的最大吸收波长λ1、λ2处分别测定混合物的吸光度及，而且同时测定A、B纯物质的、、及。根据吸光度的加和性，可得方程组设吸收池厚度L为1cm，解线性方程组得浓度c的单位依据所用的吸光系数而定，如用比吸光系数，则c为百分浓度。二、定量分析的方法2.等吸收双波长消除法在试样中含有两个待测组分a和b时，若要测定组分b，组分a有干扰，应设法消除组分a的吸收干扰。首先选择待测组分b的最大吸收波长λ2作为测量波长，然后用作图的方法选择参比波长λ1，使组分a在这两个波长处的吸光度相等。则：

△A与干扰组分A无关，只与待测组分B的浓度有关，即消除A对B的干扰。

3.示差分光光度法待测组分含量过高时，吸光度超出了准确测量的读数范围，会造成较大的误差，可以采用示差分光光度法，弥补这一缺点。示差光度法是用一个比试样溶液浓度稍低的标准溶液作为参比溶液，将分光光度计调零（透光率100%），测得的吸光度就是被测试样溶液试液与参比溶液的吸光度差值（相对吸光度）。根据朗伯-比尔定律得：

待测溶液与参比溶液的吸光度差值与两溶液的浓度之差成正比，这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谱在有机化合物分析中的应用紫外吸收光谱在研究有机化合物的结构中，可以推断分子的骨架、判断发色基团之间的共轭关系和估计共轭体系中的取代基种类、位置、数目以及构型和构象。但由于紫外可见光谱较为简单，光谱信息少，特征性不强，而且不少简单官能团在近紫外及可见光区没有吸收或吸收很弱，因此，它可配合红外光谱法、核磁共振波谱法和质谱法等常用的结构分析法对未知物进行定性鉴定和结构分析。三、在有机化合物分析中的应用推断官能团和推断异构体

紫外-可见吸收光谱在有机化合物结构研究中的应用主要是鉴定共轭生色团、说明共扼关系、判断共轭体系中取代基的位置、种类和数目等，进而推测未知物的结构骨架。三、在有机化合物分析中的应用1.官能团的推断待测化合物如果在220～800nm波长范围内无吸收（＜1L/mol·cm），它可能是脂肪族饱和碳氢化合物、胺、氰醇、羧酸、氯代烃和氟代烃等，不含直链或环状共轭体系，没有醛、酮等基团；如果在210～250nm波长范围内有强吸收带，它可能含有两个共轭单位；如果在260～300nm波长范围内有强吸收带，它可能含有3～5共轭单位：如果在250～300nm波长范围内有弱吸收带，它可能有羰基存在；如果在250～300nm波长范围内有中等强度吸收带，并且含有振动结构，表明有苯环存在；如果化合物有颜色．则分子中含有的共轭生色团一般在5个以上。三、在有机化合物分析中的应用

2.异构体的推断

结构异构体的推断

许多结构异构体之间可利用其双键的位置不同，应用紫外吸收光谱推断异构体的结构。如松香酸（Ⅰ）和左旋松香酸（Ⅱ）的λmax分别为238nm的273nm，相应的εmax值分别为15100L/（mol·cm）和7100L/（mol·cm）。这是因为Ⅰ型没有立体障碍，而Ⅱ型有一定的立体障碍，因此，Ⅰ型的εmax比Ⅱ型的εmax大得多。

Ⅰ型Ⅱ型

三、在有机化合物分析中的应用2.异构体的推断

顺反异构的推断

因为反式异构体空间位阻小，共轭程度高,所以其最大吸收波长λmax和摩尔吸收系数εmax都大于顺式异构体。如,