1、仪器分析期末总复习,0.78,仪器分析课程期末考试题型,基本概念:仪器分析，选择性，线性范围，发色团，分子离子峰，原子荧光，原子光谱，分离度，分配系数，保留时间，基线，伸缩振动，等离子体, 质谱。,复习要点,仪器分析,第一部分 绪论,第二部分 各种仪器分析法,一、特点,二、各仪器分析法的基本原理,三、仪器结构及各部分的作用,四、定性定量分析的依据及定量分析方法,第三部分 综合及其他,五、应用,仪器分析的概念、任务、特点、分类、发展趋势、评价指标、样品前处理的基本步骤。,第一部分 绪论,仪器分析:以物质的物理和物理化学性质为基 础建立起来的一类分析方法。,概念,仪器分析的任务,(组成、含量、状态
2、和结构),仪器分析,化学分析,分析化学,1. 一般特点P1。2. 用量少，3.无损分析。4. 遥测分析。5. 形态分析。6. 分布分析7. 动态分析。,特点,分类,*目前仪器分析研究热点,仪器的微型化 仪器的专用化 仪器的多维化(联用技术) 仪器的智能化（人工神经网络、专家系统） 在线分析、无损分析,发展趋势,Precision (精密度) -How reproducible? Accuracy/Bias (准确度/偏差) - How close to true value? Selectivity (选择性) -How much interference? Range of Linearit
3、y (线性范围) -What range of amounts? Sensitivity (灵敏度) - How small a difference can be measured? Detection Limit (检出限) -How low?,To evaluate or choose a good instrumental method 评价或选择合适的仪器分析方法,仪器分析方法的评价指标,样品采集及制备、提取或消解、纯化、浓缩、衍生化,样品前处理,样品前处理的步骤样品采集及制备:提取或消解:纯化、浓缩、衍生化,样品前处理,实验一 火焰原子吸收光谱法测定自来水中的Mg,取10ml自来水
4、,加入锶溶液5.0 mL ,定容，摇匀,(消除化学干扰),样品前处理的步骤样品采集及制备:提取或消解:纯化、浓缩、衍生化,样品前处理,1滴食用油,2 mL浸提剂,实验四 气相色谱法测定植物油脂肪酸,10 mL蒸馏水,4 mL衍生剂 (KOH CH3OH),第二部分 各种仪器分析法,第二部分 各种仪器分析法,一、特点,二、各仪器分析法的基本原理,三、仪器结构及各部分的作用,四、定性定量分析的依据及定量分析方法,五、应用,一、特点,各仪器分析法的主要特点或优缺点: Ex.AAS，ICP-AES，IR, HPLC, GC-MS,原子吸收光谱法的特点主要优点: 直接测定大多数的金属元素 灵敏度高 mg
5、/ml(火焰法),ng/ml(无火焰法） 选择性高 试样量少、分析速度快 精密度、准确度较高,主要缺点: 多数的非金属元素还不能直接测定 无法进行多种元素同时检测,ICP-AES的特点,快速多元素同时检测 线性范围宽 应用范围广,优点:,缺点:,购买和维持费用高。,光谱的产生及应满足的条件：AAS，UV-VIS，IR。 2. 光谱与分子结构的关系：UV-VIS，IR(虎克定律)。 3. AAS中实现峰值吸收的条件。 4. 色谱分析的两个基本理论，色谱分离的一般过程P251。 5. 色谱分析的四种类型及对应的分离原理，影响保留时 间的因素（分配系数，温度，流动相的极性）。,二、各仪器分析法的基本
6、原理,1. 光谱的产生及应满足的条件粒子（分子、原子、离子）的能级:E=E0+E平+E电+E振+E转能级跃迁: 物质粒子（分子、原子、离子）的能量在低能级与高能级之间变化的过程。光谱的产生: 光谱是由于物质粒子的能级跃迁而产生的。,E振动=0.05-1ev,E振动 E转动,E电子=1-20ev,E转动=0.005-0.05ev,红外光谱的产生及应满足的条件,IR光谱的产生,影响UV-vis吸收光谱的因素,能级跃迁的类型： * n * * n *,影响因素: 共轭效应， 助色效应，溶剂效应,2.光谱与分子结构的关系,影响IR吸收光谱的因素,内部因素: 诱导效应, 共轭效应, 氢键效应, ,外部因
7、素: 样品状态, 溶剂(一般使用非极性溶剂 ),虎克定律,k ：化学键力常数， Ar ：折合相对原子量=ArABrB/(ArA+BrB ),例：,3.实现峰值(极大值)吸收测量的必要条件发射线与吸收线的特征波长O 要一致; 发射线的宽度要明显小于吸收线的宽度。,一、塔板理论(马丁, Martin),4.色谱分析的基本理论,n 和 H可以作为描述柱效能的指标。n 越大， H 越小， 柱效能越高 n=L/H,二、速率理论范第姆特方程 (Van Deemter),1.细小且均匀的颗粒状固定相,紧密填充,固定相的液膜厚度要小。,H = A + B / u + Cu,2.适当的色谱柱温度(柱温),适当的
8、流动相流速。,要求:,A固定相均匀度颗粒大小 B固定相均匀度颗粒大小 Dm C颗粒大小液膜厚度/D,重要公式 P257,相对保留值,仅与柱温、固定相性质有关。,28,2,1,分配比,色谱分离过程 (P251),5.色谱分析的四种类型及对应的分离原理 （P249，296，268-269),反相色谱分离体系的特点 固定液的类型 影响保留时 间的因素（分配系数，温度，流动相的极性）。,三、仪器结构及各部分的作用,1. AAS,4. GC (各检测器的英文缩写及选择性）,2. AFS(包括仪器结构特点）,3. UV-VIS,4. HPLC,1.光源,AAS仪器的各主要部件及其作用,2. 原子化系统(原
9、子化器),4. 检测系统,3. 分光系统,5. 信号处理与显示系统,四、定性定量分析的依据及定量分析方法,1. AAS定量分析依据和定量分析方法,3. GC/HPLC定性定量分析的依据和方法 (归一化法特点和条件P257-261）,2. UV-VIS定性分析的依据和方法定量分析的依据和方法,AAS定量分析的依据在选定的实验条件下,被测元素的气态基态原子对特征波长的光的吸光度与待测元素在溶液中的浓度成正比。即： A=KC 朗伯比耳定律,一、定性分析,1.定性分析的依据： 2.定性分析的方法：比较法,紫外-可见吸收光谱定性定量分析,二、定量分析,Lamber Beer 定律(光的吸收定律) 即 A
10、 =cL 吸光度加和性原理 A=A1+A2+A3+A4+,1.定量分析的依据(单组分，多组分）,五、应用,AAS IR谱图解析的步骤P99-100 GC HPLC MS,MS的应用,相对分子量的测定,化合物分子式的确定,化合物分子结构鉴定,与其它仪器连用Ex.GC-MSHPLC-MS,第三部分 综合,一、 四种定量分析方法的比较,标准曲线法 标准加入法 归一化法 外标法,优缺点,二、GC与 HPLC的比较,比较内容: 理论依据 流动相的状态 固定相的类型 进样系统的作用 色谱柱和检测器工作温度 应用范围,三、 程序升温梯度洗脱,目的：改善分离效果，缩短分离时间 方法：温度/流动相组成（GC/H
11、PLC） 应用：复杂混合物的分析,四、光谱的分类,光分析法,光谱分析法,非光谱分析法,原 子 吸 收 光 谱 法,原 子 发 射 光 谱 法,原 子 荧 光 光 谱 法,X 射 线 荧 光 光 谱,紫 外 可 见 吸 收 光 谱 法,红 外 吸 收 光 谱 法,分 子 荧 光 光 谱 法,分 子 磷 光 光 谱 法,核 磁 共 振 波 谱 法,五、四种谱图的表示方法,100,波长(nm),T%,波长(nm),UV-VIS（吸收）光谱图,(cm-1),IR光谱图,信号,时间（min),分子离子峰(M),m/z,(%)相对强度,质谱图,质谱表示法（质谱图）,基峰,基峰: 质谱图上最强的离子峰, 并规定其相对强度为100%,
