常用仪器分析方法概论

1. 常用仪器分析方法概论 紫外-可见分光光度法 电势分析法

2. 紫外-可见分光光度法 • 紫外-可见分光光度法是基于被测物质的分子 对光 具有选择吸收的特性而建立的分析方法。

3. 光度分析的基本原理 光的电磁波性质  10-2 nm 10 nm 102 nm 104 nm 0.1 cm 10cm 103 cm 105 cm 射线 x射线 紫外光 红外光 微波 无线电波 可 见 光 • 1.光的性质与物质的颜色 光是一种电磁波,人眼所能感觉到的光称为可见光.

4. 单色光、复合光、光的互补 绿 黄绿 蓝绿 黄 橙 绿蓝 蓝 红 紫 紫红 单色光 单一波长的光 由不同波长的光组合而成的光 复合光 若两种不同颜色的单色光按一定的强度比例混合得到白光，那么就称这两种单色光为互补色光，这种现象称为光的互补。 光的互补

5. 物质对光的吸收 本课件版权所有人：苏州大学曹洋 物质的颜色与光的关系 复合光 光谱示意 表观现象示意 完全吸收 完全透过 吸收黄色光

6. 最大吸收波长max: 吸收曲线中吸光度最大处对应的波长. 测量有色溶液对每一光的吸收程度(即吸光度A),作A~曲线,即为吸收光谱(或吸收曲线). 选择性吸收的表征: 吸收光谱(或吸收曲线)描述了物质对不同波长光的吸收能力.

7. 吸收曲线的作用: 定量分析的依据: 同一物质, c↑,A↑,尤其max处. 选择测量波长的依据: max处A随c变化的幅度最大,测定最灵敏. 定性和结构分析的依据: 不同物质的吸收曲线形状和max一般也不同.

8. 2.Lambert-Beer定律 入射光 I0 透射光 It (1)Lambert-Beer定律: IoIa+ It 溶液对光吸收程度: A = lg(Io/It) = lg(1/T) = Kbc 式中: T称为透光率, T = It / Io; A即吸光度(以前称E:消光度, 或D:光密度) ; b为液层厚度,通常以cm为单位; K是与吸光物质性质、、溶剂以及温度等有关的常数 .

9. (2)吸光系数与摩尔吸光系数: 当c取 g·L-1,b取cm时,K以a表示,称为吸光系数,单位为L·g-1·cm-1; 当c取 mol·L-1, b取cm时,K以表示,称为摩尔吸光系数,单位为L·mol-1·cm-1. a =  /M(摩尔质量) 在数值上等于浓度为1mol·L-1的吸光组分在光程为1cm时的吸光度. 表观摩尔吸光系数: 实验测定,以吸光物质总浓度为基础求得的 .

10. 例题:每升含铁3.00mg的标准溶液,处理后以邻菲罗啉显色,以2.0cm的比色皿在510 nm波长下测得吸光度为1.20.求其摩尔吸光系数. 解: 已知:MFe = 55.85; c(Fe3+) = 3.00  10-3 /55.85 = 5.37  10-5mol·L-1  = A/bc = 1.20/(2.0  5.37  10-5) = 1.1  104 L·mol-1·cm-1. (3)摩尔吸光系数的意义:

11. 定性与结构分析的参数; 同一吸光组分,不同或不同溶剂中, 不同; 不同吸光组分,一定和确定的溶剂中,也 不相同. 估量定量方法的灵敏度. max处的摩尔吸光系数常以 max表示.  max表明吸光物质最大限度的吸光能力,也反映了光度法测定该物质可能达到的最大灵敏度.

12.   105:超高灵敏度;  = (6  10)×104:高灵敏度;  = 104  5×104:中等灵敏度;   2×104:低灵敏度. (4)Lambert-Beer定律的意义: 当一束平行的单色光通过均匀的、非散射的吸光溶液时,溶液对光的吸收程度与吸光组分的浓度以及液程厚度的乘积成正比. 即: A =  bc .

13. 紫外-可见分光光度计 0.575 (1)方法原理: 在紫外和可见光区比较溶液对一定波长单色光的吸收程度. 基本组成 (2)仪器: 光源 单色器 检测器 显示 吸收池

15. 分光度法的测定方法及条件选择 • 1.分光度法的测定方法 标准曲线法: 固定b时: A = K’c

16. 显色: 将待测组分转变为有色物质的过程. 显色剂: 使待测组分形成有色化合物的试剂. • 2.显色反应及显色条件的选择 （1）显色反应: 显色剂 M(待测组分) → MR(有色化合物) （2）显色反应的选择: 选择性好:一定条件下显色反应的专一性. 灵敏度高：一般选择高灵敏度( max > 6×104) 的显色反应. 生成的有色物质组成恒定、稳定性好. 显色剂在测定波长处尽量无吸收,或与有色物质的对比度尽可能大.

17. 3.分光光度法误差的来源 （1）偏离朗伯-比耳定律: 实际工作中,特别是在浓度较高时, A与c之间不成线性的现象. 造成偏离的主要原因在于实际情况不能满足定律的基本假设(入射光为单色光;粒子独立,无相互作用). 非单色光: 由于实际所用单色光不纯导致随浓度增大吸光度不成线性增加

18. （2）仪器测量误差： • 由于光电管灵敏度差、光电流测量不准、光源不稳定及读数不准等原因使测得的透光度T与真实值差T,从而引起浓度误差 C。 • 由Lambert-Beer定律可推出浓度的相对误差 溶液的化学因素: 吸光组分间因缔合、离解、及其它相互作用,且随浓度增大不成线性增加所产生的偏离.

19. c 0.434 T = c TlgT RE= 式中:Δc/c为浓度测量值的相对误差; ΔT为透光度测量的绝对误差 . 一般分光光度计的ΔT约为±0.2%~±2%.假定ΔT为1%,可得到浓度测量的相对误差Δc/c与其透光度T的关系曲线。 用该仪器测定时应尽量使溶液透光度值控制在T = 20～65％(吸光度A = 0.70～0.20).

20. 4.吸光度测量条件的选择 （1）测量波长选择: 一般是以“最大吸收原则”选择测量波长.即选择max为入射光波长. 若max处有共存组分干扰,或吸收峰太尖锐等, 则 采取“吸收最大,干扰最小”的原则选择测量波长. （2）吸光度测量范围: 应尽量使溶液透光度值控制在吸光度A = 0.70～0.20.

21. （3）参比溶液的选择: 参比溶液的作用:抵消有色溶液中非待测组分的吸收、散射等.除此之外,还能抵消比色皿对入射光的吸收、反射. 选择原则:使测得的吸光度真正反映待测溶液吸光强度. 参比溶液的选择:若试液、显色剂等在测定波长处均无吸收,用纯溶剂(水)作参比溶液

22. 参比溶液的选择: 若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收,而试液本身无吸收,用“试剂空白” (不加试样溶液)作参比溶液;参比溶液的选择: 若试液在测定波长处有吸收,而显色剂等无吸收,则用“试样空白”(不加显色剂)作参比溶液; 若显色剂、试液中其它组分在测量波长处有吸收,则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂,作为参比溶液.

23. 电势分析法 • 电势分析法是根据电极电势与溶液中物质的浓度之间的对应关系进行定量分析的方法。分为直接电势法和电势滴定法。 • 电化学分析是以被测物质的电学和电化学性质为基础建立的一种分析方法。将待测液构成化学电池的组成部分，同过测量该电池的一些电学特性变化而进行的分析。 • 按测量参数：可分为电势分析法、电导分析法、库仑分析法、伏安分析法等。

24. 电势法测定溶液的PH值 1.参比电极：饱和甘汞电极（SCE） ■ 电极组成： Pt，Hg，Hg2Cl2│KCl ■ 电极反应： Hg2Cl2 +2e Hg -+2Cl- ■ 电极电势： E ＝+ 0.2412V SCE

25. 2.303RT E ＝KGE - ———— pH GE F 2.指示电极：玻璃电极（GE） ■ 电极结构： ■ 电极电势：

26. 3.电势法测定溶液的pH 电池组成： (-) GE│待测pH溶液‖SCE (+) E E E = — SCE GE 2.303RT E = KGE + ———— pH — F SCE 2.303RT K E + ———— pH = F

27. 复合电极 200—C塑壳pH复合电极 将参比电极和复合电极组装在一起构成符合电极。 测定溶液的pH时，使用的复合电极是由玻璃电极与甘汞电极、玻璃电极与AgCl/Ag电极组成。其优点是使用方便，测定值稳定。 PHS-C型酸度剂

28. 离子选择性电极构造简单、操作方便、价格低廉。样品可不经分离直接测定，广泛应用于工农业产生和环境监测等方面。离子选择性电极构造简单、操作方便、价格低廉。样品可不经分离直接测定，广泛应用于工农业产生和环境监测等方面。 •离子选择性电极在临床医学检验中常用于测定体液样品中的钾、钠、钙、氯等离子。 附图即为临床检验使用的 SLD 907、928钾钠分析仪 流通式离子选择性电极 ·测量全血、血浆、血清、尿 ·自动二点校准、冲洗、检测