内容发布更新时间 : 2024/12/25 3:55:28星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
关系表,以后就根据某一谱线是否出现来估计试样中该元素的大致含量。该法的优点是简便快速,其准确程度受试样组成与分析条件的影响较大。
光谱定量分析
(1) 发射光谱定量分析的基本关系式
在条件一定时,谱线强度I 与待测元素含量c关系为: I = a c
a为常数(与蒸发、激发过程等有关),考虑到发射光谱中存在着自吸现象,需要引入自吸常数 b ,则: I=acb或者logI = blogc + loga
发射光谱定量分析的基本关系式,称为塞伯-罗马金公式(经验式)。自吸常数 b 随浓度c增加而减小,当浓度很小,自吸消失时,b=1。 直接利用赛伯-罗马金公式进行光谱定量分析叫做绝对强度法 (2) 内标法基本关系式
影响谱线强度因素较多,直接测定谱线绝对强度计算难以获得准确结果,实际工作多采用内标法(相对强度法)。 内标元素与分析线对的选择:
a. 若内标元素是外加的,则该元素在分析试样中应该不存在,或含量极微可忽略不计,以免破坏内标元素量的一致性。 b. 被测元素和内标元素及它们所处的化合物必须有相近的蒸发性能,以避免“分馏”现象发生。
c. 分析线和内标线的激发电位和电离电位应尽量接近(激发电位和电离电位相等或很接近的谱线称为“均称线对”);分析线对应该都是原子线或都是离子线,一条原子线而另一条为离子线是不合适的。
d. 分析线和内标线的波长要靠近,以防止感光板反衬度的变化和背景不同引起的分析误差。分析线对的强度要合适。 e. 内标线和分析线应是无自吸或自吸很小的谱线,并且不受其他元素的谱线干扰。 定量分析方法
a. 标准曲线法(校正曲线法 )
①当以感光板为检测器时(摄谱法): ?S = S-S0 =? lgR = ? blgc + ? lgA
在完全相同的条件下,将标准样品与试样在同一感光板上摄谱,由标准试样分析线对的黑度差(S )对lgc作标准曲线(三个点以上,每个点取三次平均值),再由试样分析线对的黑度差,在标准曲线上求得未知试样lgc 。该法即三标准试样法。 ②当以光电管为检测器时(光电直读法):
ΔlgU = lgU-lgU0 = γblgc + γlgA 即以ΔlgU 对 lgc 作图,也可制作标准曲线,并求得浓度值。 标准曲线法是光谱定量分析的基本方法,应用广泛,特别适用于成批样品的分析。 b.标准加入法(增量法)
无合适内标物时,采用该法。用于测定微量元素
标准加入法可用来检查基体纯度、估计系统误差、提高测定灵敏度等。 干扰来源及其消除方法
1.背景干扰由连续光谱或分子带光谱等所产生的谱线强度(或黑度)叠加于线状光谱上所引起的干扰。也是噪音干扰的一种。 光谱背景是指在线状光谱上,叠加着由于某些原因产生的连续光谱。
背景来源:a)分子辐射。 b)连续辐射c)谱线扩散d)轫致辐射e)复合辐射f)杂散光 背景的扣除:摄谱法(感光板为检测器) 、光电直读光谱法 、基体干扰
基体:样品中除待测物以外的其它组份称为基体,基体对测定的干扰是非常复杂的。 光谱添加剂分为光谱载体和光谱缓冲剂。
1)光谱载体 光谱载体多是一些化合物和碳粉。1、其作用包括控制蒸发行为: 2控制电弧温度:3增加停留时间: 2)光谱缓冲剂 大量辅助物质的加入,可补偿由于试样组成变化对测定的影响,减少标样与试样间的基体差异。 原子荧光分析法原子在辐射激发下发射的荧光强度来定量分析的方法;属发射光谱但所用仪器与原子吸收仪器相近; 特点 检出限低、灵敏度高、谱线简单、干扰小、线性范围宽(可达3~5个数量级)、易实现多元素同时测定(产生的荧光向各个方向发射) 缺点:荧光淬灭效应、复杂基体效应等可使测定灵敏度降低;散射光干扰;可测量的元素不多,应用不广泛 原子荧光光谱的产生过程
过程:当气态原子受到强特征辐射时,由基态跃迁到激发态,约在10-8s后,再由激发态跃迁回到基态,辐射出与吸收光波长相同或不同的辐射即为原子荧光; 特点:(1)属光致发光;二次发光(2)激发光源停止后,荧光立即消失(3)发射的荧光强度与照射的光强有关(4)不同元素的荧光波长不同(5)浓度很低时,强度与蒸气中该元素的密度成正比,定量依据(适用于微量或痕量分析); 原子荧光的产生类型共振荧光、非共振荧光与敏化荧光
荧光猝灭: 受激发原子与其他原子碰撞,能量以热或其他非荧光发射方式给出,产生非荧光去激发过程,使荧光减弱或完全不发生的现象。 荧光猝灭程度与原子化气氛有关,氩气气氛中荧光猝灭程度最小。如何恒量荧光猝灭程度? 荧光量子效率: ? = ? f / ? a
? f 发射荧光的光量子数;? a吸收的光量子数之比;荧光量子效率≈1 待测原子浓度与荧光的强度
当光源强度稳定、辐射光平行、自吸可忽略 ,发射荧光的强度 If 正比于基态原子对特定频率吸收光的吸收强度 Ia ;If = ? Ia 在理想情况下:
I0 原子化火焰单位面积接受到的光源强度;A为受光照射在检测器中观察到的有效面积;K0为峰值吸收系数;l 为吸收光程;N为单位体积
If?Φ?I0?A?K0?l?N?K?c内的基态原子数;这就是原子荧光定量原理。
原子荧光光度计
仪器组成(1) 光源 (2) 原子化器 (3) 分光系统 (4) 检测器 仪器类型 单通道、多通道、色散型、非色散型
原子发射光谱分析在鉴定金属元素方面(定性分析)具有较大的优越性,不需分离、多元素同时测定、灵敏、快捷,可鉴定周期表中约70多种元素,长期在钢铁工业(炉前快速分析)、地矿等方面发挥重要作用;在定量分析方面,原子吸收分析有着优越性; AAS与AES之比较:
相似之处——产生光谱的对象都是原子;
不同之处——AAS是基于“基态原子”选择性吸收光辐射能(h ),并使该光辐射强度降低而产生的光谱(共振吸收线);AES是基态原子受到热、电或光能的作用,原子从基态跃迁至激发态,然后再返回到基态时所产生的光谱(共振发射线和非共振发射线)。 优点:
(1) 灵敏度高:绝对灵敏度可达10-15一10-13g。 (2) 选择性好:干扰较少,易于消除。 (3) 精密度和准确度高:
(4) 测定元素多:元素周期表中能够用原子吸收法测定的元素多达70多种。
(5) 需样量少、分析速度快 一次测定,只需几微升到几毫升样品,几秒钟便可测定一个样品。 缺点:对多数非金属元素还不能直接测定。 原子吸收光谱的产生
第16页 共21页
光辐射→气态原子价电子→光辐射减弱 (基态 → 激发态) 原子吸收光谱测量辐射被吸收程度的光谱 基态原子数与待测元素含量的关系
待测元素在进行原子化时,其中必有一部分原子吸收了较多的能量而处于激发态,据热力学原理,当在一定温度下处于热力学平衡时,激发态原子数Nq与基态原子数N0之比服从 Boltzmann 分配定律: ?E Nq?gq?e?kT N0g0可见, Nq/N0 的大小主要与“波长” 及“温度”有关。即 a )当温度保持不变时:激发能越小或波长越长, Nq/N0 则越大,即波长长的原子处于激发态的数目多;但在 AAS 中,波长不超过 600nm 。换句话说,激发能对 Nq/N0 的影响有限!
b )温度增加,则 Nq/N0 大,即处于激发态的原子数增加 谱线变宽因素 (1) 自然变宽
无外界因素影响时谱线具有的宽度。其大小为 :τK为激发态寿命, 10-7-10-8s τK越大,宽度越小,一般约为10-4nm (2) 多普勒变宽(热变宽)——原子在空间作不规则的热运动所引起的谱线变宽。 (3) 压力变宽(碰撞变宽)
——吸收原子与外界气体分子之间的相互作用引起的变宽 洛伦兹变宽——待测原子和其它粒子碰撞而产生的变宽 赫尔兹马克变宽——待测原子之间相互碰撞而产生的变宽 原子吸收线的测量
1)积分吸收法——围绕着中心频率v0,在它的半宽范围内,吸收系数的积分面积。即: 实际中积分吸收不能测量 ?K?0.2nm d??aN0原因:光源—通带宽?0 吸收—窄吸收10-3nm
导致:待测原子吸收线引起的吸收值,仅相当于总入射光强度的0.5% 亦即:入射光强度与透射光强度相差很小。
2)极大(峰)值吸收法——以半宽比吸收线的半宽还要小得多的锐线光源来代替产生连续光谱的激发光源,测量谱线的峰值吸收。 原子吸收光谱的仪器装置
锐线光源 原子化器 分光系统 检测系统
(1)光源 (空心阴极灯、无极放电灯、蒸气放电灯) 空心阴极灯结构及工作原理
阴极——空心圆柱体: ①直接用某元素制成 ②内壁衬有某元素或其合金制成
阳极——钨棒 末端焊有钛丝或钽片 管内充低压惰性气体氖气、氩气
工作原理:向两极加电压 (300-500V) 阴极 e → 阳极 使惰性气体原子获得足够动能电离,气体正离子碰撞阴极内壁,金属原子“溅射”激发,激发态原子跃迁到基态辐射能量,产生锐线光谱源。 使用要求:不超过最大工作电流 使用电流—选择最大工作电流 ? 过高:谱线变宽、灵敏度↘ 过低:光强↘稳定性↘灵敏度↘
种类:单元素灯、双元素灯、多元素灯 (2)原子化器
作用:把试样中的待测元素转化为基态原子
要求:原子化效率高、不受浓度影响、稳定性好、重现性好 分类:火焰原子化器
石墨炉原子化器 (电热原子化器) 低温原子化技术
① 火焰原子化器(预混合型、全消耗型)组成:雾化器、预混合室、燃烧器、供气系统 层流火焰:
第一燃烧区预热区 第二燃烧区中间薄层区
中间薄层区温度最高,是原子吸收的主要观测区。 火焰原子化器(预混合) 优点:重现性好、操作简便
缺点:原子化效率低、不能直接分析固样
试样雾滴在火焰中,经蒸发,干燥,离解(还原)等过程产生大量基态原子。 火焰温度的选择:
(a)保证待测元素充分离解为基态原子的前提下,尽量采用低温火焰; (b)火焰温度越高,产生的热激发态原子越多;
(c)火焰温度取决于燃气与助燃气类型,常用空气—乙炔最高温度2600K能测35种元素。 火焰类型:
化学计量火焰(燃助比为1:4):
温度高,干扰少,稳定,背景低,常用。 富燃焰(燃助比大于1:3)
还原性火焰,燃烧不完全,用于
测定较易形成难熔氧化物的元素Mo、Cr、稀土等。 贫燃焰(燃助比小于1:6)
火焰温度低,氧化性气氛,适用于碱金属测定。 ②石墨炉原子化器(电热)
原理:利用电流直接加热石墨,使其达到高温并使贮装的样品在高温下直接原子化而进行测定。 特点:样品用量少、原子化效率高 灵敏度高于火焰法数百倍
第17页 共21页
能直接分析液体、固体样品
缺点:操作条件不易控制、稳定性差、有记忆效应、测量精度差、价高 ③ 低温原子化技术:氢化物发生法和冷原子吸收法 a 氢化物发生法
特点:原子化温度低 ;灵敏度高、基体干扰和化学干扰小; b 冷原子化法
原理:将试样中的汞离子用SnCl2或盐酸羟胺完全还原为金属汞后,用气流将汞蒸气带入具有石英窗的气体测量管中进行吸光度测量。 特点:常温测量;灵敏度、准确度较高 (3)分光系统
主要组成:入射狭缝、反射镜、色散元件、出射狭缝
作用:将待测元素的分析线(分析线)与干扰线(邻近线)分开,使检测系统只能接受分析线 单色器性能参数
(1)线色散率(D)两条谱线间的距离与波长差的比值dL/dλ。实际工作中常用其倒数 dλ/dL
(2)通带宽度(W)指通过单色器出射狭缝的光束的波长宽度。当倒色散率(D)一定时,可通过选择狭缝宽度(S)来确定: W=DS (3)分光系统
主要组成:入射狭缝、反射镜、色散元件、出射狭缝 作用:将待测元素的分析线与干扰线分开,使检测系统 (4)检测系统
包括:光电转换器 —— 光电倍增管
放大器 —— 同步解调放大器 显示器 ——数字打印和显示浓度直读自动校准和微机处理 (5)测定条件选择
① 狭缝宽度——不引起吸光度减小的最大狭缝宽度 ② 分析线——灵敏度高、干扰少 ③ 灯电流——保证输出稳定和适当光强的条件下,尽量选用低的工作电流
④试样用量——根据实验确定,在合适的燃烧器高度下,调节毛细管出口的压力以改变进样速率,达到最大吸光度值的进样量 原子吸收光谱法的分析方法 1、定量分析方法 (1)标准曲线法
优点:大批量试样测定方便
缺点:组成复杂样品难以配制标准试液,基体效应差别大,准确度差 (2)标准加入法
优点:可消除基体影响
缺点:批量样品测定手续太繁琐 2、灵敏度与检出限
灵敏度:指在一定浓度时,测定值(吸光度)的增量(ΔA)与相应的待测元素浓度(或质量)的增量(Δc或Δm)的比值 石墨炉原子吸收法——特征质量(绝对灵敏度):
检出限:在适当置信度下,能检测出的待测元素的最小浓度或最小量。用接近于空白的溶液,经若干次(10-20次)重复测定所得吸光度的标准偏差的3倍求得。 干扰及消除方法※
物理干扰、化学干扰、电离干扰、光谱干扰
1、物理干扰——指试样在转移、蒸发及原子化过程中,由于溶质或溶剂的物理化学性质改变而引起的干扰。 消除:配制与待测溶液组成相似的标准溶液或者采用标准加入法,使试液与标准溶液的物理干扰相一致
2、化学干扰——指在溶液或原子化过程中待测元素与其它组分发生化学反应而使其原子化降低或升高引起的干扰。 消除:①加释放剂消除:能与干扰元素生成更稳定、更难挥发的化合物,而释放待测元素。 ②加保护剂消除:能与待测元素形成络合物,在元素中更易原子化
3、电离干扰—指待测元素在形成自由原子后进一步失去电子,而使基态原子数减少、测定结果和灵敏度降低的现象。 消除:加入消电离剂消除
大量易电离的其它元素抑制待测元素的电离
4、光谱干扰——指与光谱发射和吸收有关的干扰效应 消除:非共振线干扰—减小狭缝消除
背景吸收干扰(分子吸收、光散射假象吸收) 原子吸收光谱法的应用
广泛应用于——环保、材料、临床、医药、食品、冶金、地质、法医、交通、能源等
1、直接原子吸收分析 :样品前处理、 测定2、间接原子吸收分析
紫外-可见吸收光谱法—利用紫外-可见分光光度计测量物质对紫外-可见光的吸收程度和紫外-可见吸收光谱来确定物质的组成、含量,推测物质结构的分析方法。 类属:分子吸光分析法
特点① 灵敏度高② 准确度较高③ 方法简便④ 应用广泛 分子吸光分析法
基于物质分子对光的选择性吸收而建立的分析方法;包括比色法和分子吸收分光光度法 比色法
基于比较待测溶液颜色的分子吸光分析法;分为:
目视比色法:通过日光照射待测溶液,用肉眼比较溶液颜色深浅来确定待测物质含量的方法 光电比色法:利用光电比色计进行测定的比色分析法 分子吸收分光光度法
采用棱镜和光栅作为分光系统元件的分子吸光分析法
1、可见吸收分光光度法2、紫外吸收分光光度法(1、2属于紫外-可见吸收分光光度法)3、红外吸收分光光度法 吸收曲线物质的吸光度随入射光波长变化的关系曲线 光的吸收定律—朗伯-比尔定律※
K越大,光吸收能力越强,则定量分析灵敏度越高 物质对光吸收的加和性:A=A1+A2+……+An 显色反应应具备的条件:
①选择性好 显色剂仅与待测组分显色而不与其它共存组分显色,否则须进行分离或掩蔽后才能测定 ②灵敏度高 物质应具有较大的摩尔吸光系数k,104-105
第18页 共21页
数量级,保证足够的灵敏度
③有色化合物组成恒定,稳定性好 显色剂与待测物质的反应要定量进行,生成配合物的组成要恒定,符合一定化学式;要有较大的稳定常数,保证有较好的重现性。 ④色差大
影响显色的因素:
①显色剂的用量 ②溶液的酸度 ③显色温度④显色时间 ⑤副反应的影响⑥溶液中共存离子的影响 紫外可见吸收光谱法的基本原理
根据吸收光谱可进行定性鉴定和结构分析。用最大吸收峰或次峰所对应的波长为入射光,测定待测物质的吸光度,对物质进行定量分析。 紫外-可见吸收光谱与分子结构的关系 电子跃迁的类型
与紫外-可见吸收光谱有关的价电子是: 成键σ电子(单键轨道)
成键π电子(双键或叁键轨道) 未成键 n 电子(非键轨道)
当外层电子吸收紫外或可见辐射后,就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为: n→π*<π→π*≤n→σ*<σ→σ*
紫外-可见吸收光谱的主要研究对象四种跃迁 σ→σ*跃迁
所需能量最大;σ电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁;
饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区;近紫外、可见光区不产生吸收; 吸收波长λ<200 nm; n→σ*跃迁
所需能量较大。吸收波长为150~250nm,大部分在远紫外区,近紫外区仍不易观察到;属于中等强度吸收。含非键电子的饱和化合物(含N、O、S和卤素等杂原子)均呈现n→σ* 跃迁。 π→π*跃迁
所需能量较小 吸收波长处于远紫外区的近紫外端或近紫外区,吸收峰在200nm附近;Kmax一般在104L·mol-1·cm-1以上,属于强吸收;含有双键或三键的不饱和有机化合物都能产生? → ?*跃迁;共轭体系中的? → ?*跃迁,吸收峰向长波方向移动,在200-700nm的紫外-可见光区 n →π*跃迁
含杂原子的双键不饱和化合物。 化合物分子中同时含π电子和n电子,可产生 n→π*跃迁 λmax大,但 κ小(<100):
丙酮λmax =280, κ=15所需能量小,吸收峰出现在200-400nm的紫外光区,弱吸收 以上4种跃迁以n→π* ,π→π* 最有实际意义 发色团与助色团、长移与短移、吸收带
1. 发色团——含有不饱和键,能够吸收紫外、可见光,产生n → π*和π→ π*跃迁的基团。
2. 助色团——本身不吸收紫外、可见光,但与发色团相连时,可使发色团产生的吸收峰向长波方向移动,且吸收强度增强的杂原子基团。 3. 长移——当有机物分子结构发生变化后,吸收峰向长波方 向移动的现象。
4. 短移——当有机物分子结构发生变化后,吸收峰向短波方 向移动的现象。
5. 吸收带——吸收峰在紫外、可见吸收光谱中的波带位置 影响紫外可见吸收光谱的因素
1. 共轭效应π→π共轭使吸收峰波长长移,吸收强度增加
2. 助色效应助色团的n电子与发色团的π电子共轭,使吸收峰波长长移,吸收强度增加的现象。 3. 超共轭效应烷基的σ电子与共轭体系中的π电子共轭,使吸收峰波长长移,吸收强度增加的现象。 4. 溶剂效应由溶剂的极性强弱引起吸收峰波长发生位移,吸收强度和形状发生改变的现象。
5. 空间效应由于空间障碍,防碍两个发色团处在同一平面,使共轭程度降低,吸收峰向短波方向移动,吸收强度降低的现象。 仪器的基本构造 ( 测定波长范围 200~1000 nm )光源、单色器、 吸收池、检测器、显示器 1、光源 紫外光光源、可见光光源
2、单色器 作用:将光源发射的连续光色散成单一波长的单色光 组成:色散元件(棱镜或光栅)+ 狭缝 + 透镜系统 3、吸收池 可见光区用玻璃制吸收池;紫外光区用石英制吸收池 4、检测器
作用:检测光信号,并将其转变成电信号 要求:灵敏度高,响应时间短,噪音低,稳定性好
常用:①光电管:放大光电流,可测量弱光;蓝敏(210-625nm)和红敏(625-1000nm)②光电倍增管:能将光电流放大108倍③光电二极管阵列检测器:扫描速度快,可得到三维(A, λ,t)光谱图 5、显示器 电表指示、图表指示、数字显示装置等 二、仪器的类型
1、单光束分光光度计 优点:简单,价廉,适于在给定波长处测量吸光度或透光度,一般不能作全波段光谱扫描,要求光源和检测器有高的稳定性。缺点:操作麻烦;不能进行吸收光谱的自动扫描;光源不稳定性影响测量精密度
2、双光束分光光度计 特点和不足:测量方便,不需要更换吸收池。补偿了仪器不稳定性的影响。实现了快速自动吸收光谱扫描。不能消除试液的背景成分吸收干扰
3、双波长分光光度计将不同波长的两束单色光(λ1、λ2) 快束交替通过同一吸收池而后到达检测器。产生交流信号。无需参比池。可测定高浓度、多组分、浑浊试样,准确度高。 双波长仪器能否消除背景干扰? A?1 = lg I0/ I1 = κ?1LC + Ab A?2 = lg I0/ I2 = κ?2LC + Ab
式中 Ab 为背景吸收或干扰物质的吸收; 若波长选择合适, ?1和 ?2处 Ab相同,则?A = lg I2/ I1 =(κ?1-κ?2)LC 因此测量两波长吸光度之差,就消除了背景吸收 的干扰。
光电二极管阵列分光光度计 紫外—可见吸收光谱法的误差
1、溶液偏离朗伯—比尔定律引起的误差(标准曲线直线段) 2、仪器误差(机械系统误差、光学系统误差) 3、操作误差(如显色条件和测量条件的把握)
紫外—可见吸收光谱法测量条件的选择1、入射光波长的选择2、吸光度读数范围的选择3、参比溶液的选择
第19页 共21页
选择最适宜的测量条件时,应注意以下几点: 1、入射光波长的选择:
选择被测物质的最大吸收波长作为入射光波长。这样,灵敏度较高,偏离朗伯-比耳定律的程度减小。 当有干扰物质存在时,应根据“吸收最大、干扰最小”的原则选择入射光波长。 2、吸光度读数范围的选择:
透光率读数的准确度是仪器精度的主要指标。测定结果的精度常用浓度的相对误差△c/c表示。 参比的溶液选择
参比溶液是用来调节仪器工作零点的,若参比溶液选得不适当,则对测量读数准确度的影响较大。 ①纯溶剂空白:当试液、试剂、显色剂均无色时,可用蒸馏水作参比液,称纯溶剂空白。 ②试剂空白:试液无色,试剂、显色剂有色,采用不加试液的空白溶液作参比,称试剂空白。
③试液空白:试剂和显色剂均无色时,而试液中其他离子有色时,应采用不加显色剂的试液溶液作参比液,称试液空白。 紫外-可见吸收光谱法的应用
定性分析根据吸收光谱图的形状(吸收峰波长、强度、摩尔吸收系数)进行定性分析方法:① 比较光谱法②文献标准图谱比较法 结构分析
1、根据化合物的紫外-可见吸收光谱推测化合物所含的官能团2、利用紫外-可见吸收光谱判别有机化合物的同分异构体 3、配合物组成的确定 摩尔比法 连续变化法 多组分物质的定量分析
利用吸光度加和性原理直接测定 1)吸收光谱不重叠2)吸收光谱单向重叠3)吸收光谱双向重叠4)用双波长测定法进行定量分析 分光光度法由于仪器自身的限制,引起分析结果相对误差可达百分之几
普通光度法:浓度测量相对误差较小的透射率范围:20~65%(0.7~0.2)即:A=0.434 时 误差最小
不适应下列测定:① 要求相对误差低达千分之几的高含量组分和低含量组分的测定② 样品的吸光度超出0.2 ~0.7范围,几个待测组分间的浓度差异很小且必须测出这种关键性的差异 示差分光光度法(量程扩展技术) 1、单标准示差分光光度法 ① 高浓度试液②低浓度试液 2、双标准示差分光光度法
一般的分光光度法是在溶液中发生的化学反应达到平衡后测量吸光度,然后根据吸收定律算出待测物质的含量。
动力学分光光度法则是利用反应速率与反应物、产物或催化剂的浓度之间的定量关系,通过测量与反应速率成比例关系的吸光度,从而计算待测物质的浓度。根据催化剂的存在与否,动力学分光光度法可分为非催化和催化分光光度法。当利用酶这种特殊的催化剂时,则称为酶催化分光光度法。
由反应速度方程式及吸收定律方程式可以推导出催化动力学分光光度法的基本关系为 :A=KCct (动力学分光光度法的基本关系式)式中K为常数,Cc为催化剂的浓度。
测定Cc的方法: 固定时间法、固定浓度法、斜率法 优点:灵敏度高,选择性好(有时是特效的)、应用范围广 (快速、慢速反应,有副反应,高、低浓度均可)。
缺点:影响因素较多,测量条件不易控制,误差经常较大。 质谱分析质谱能够提供的信息: ⑴ 相对分子质量
⑵ 分子式(样品的元素组成) ⑶ 鉴定某些官能团 ⑷ 分子结构信息
⑸ 人机问答,给出可能的化合物。 质谱仪与质谱分析原理
进样系统1.气体扩散2.直接进样3.气相色谱
离子源1.电子轰击2.化学电离3.场致电离4.激光 质量分析器1.单聚焦2.双聚焦 3.飞行时间4.四极杆
检测器 质谱仪需要在高真空下工作:离子源(10-3 10 -5 Pa ) 质量分析器(10 -6 Pa )
(1)大量氧会烧坏离子源的灯丝;
(2)用作加速离子的几千伏高压会引起放电;
(3)引起额外的离子-分子反应,改变裂解模型,谱图复杂化。
EI 源的特点:电离效率高,灵敏度高;应用最广,标准质谱图基本都是采用EI源得到的;稳定,操作方便,电子流强度可精密控制;结构简单,控温方便;适应范围:挥发性化合物、气体、金属蒸气。
化学电离源:最强峰为准分子离子M+1;谱图简单;不适用难挥发试样;适用于结构不太稳定的化合物。
场致电离源(FI)电压:7-10 kV;d<1 mm;强电场将分子中拉出一电子;能量约为12eV分子离子峰强;碎片离子峰少;不适合化合物结构鉴定;
基体辅助激光解吸电离
快原子轰击源(FAB)特别适宜于极性高分子化合物。可分析难挥发和热不稳定性的化合物。
质量分析器是质谱仪的重要组成部分,它的作用是将离子室产生的离子,按照质荷比的大小不同分开,并允许足够数量的离子通过,产生可被快速测量的离子流。①单聚焦磁场分析器②双聚焦分析器
质谱的表示方法在质谱分析中,主要用条(棒)图形式和表格形式表示质谱数据。横坐标是质荷比、纵坐标是相对强度。 相对强度是把原始质谱图上最强的离子峰定为基峰,并规定其相对强度为100%。其它离子峰以此基峰的相对百分数表示。 用表格形式表示质谱数据,称为质谱表。
分子离子峰分子受电子束轰击后失去一个电子而形成的离子
M其相对强弱随化合物结构而变化,其强弱顺序一般为芳环>共轭多烯>烯>环状化合物>羰基化合物>醚>酯>胺>酸>醇>高度分支的烃类。
分子离子峰的特点
一般质谱图上质荷比最大的峰为分子离子峰;有例外,由稳定性判断。形成分子离子需要的能量最低,一般约10电子伏特。 分子离子的判断
由C,H,O 组成的有机化合物,M 一定是偶数。
由C,H,O,N 组成的有机化合物,N 奇数,M 奇数。 由C,H,O,N 组成的有机化合物,N 偶数,M 偶数。 氮律 质量差是否合理
即在比分子离子小4-14及20-25个质量单位处,不应有离子峰出现。否则,所判断的质量数最大的峰就不是分子离子峰。因为一个有机化合物分子不可能失去4-14个氢而不断链。如果断键,失去的最小碎片应为CH3,它的质量是15个质量单位。同样,也不可能失去20-25个质
?? 第20页 共21页