绪论
仪器分析是以物质的物理或物理化学性质作为基础的一类分析方法，它的显著特征是以仪器作为分析测量的主要手段
特点
灵敏度高，检出限量可降低。 选择性好
操作简便，分析速度快，容易实现自动化。 相对误差较大。
需要价格比较昂贵的专用仪器
光谱分析法
以测量光与物质相互作用，引起原子、分子内部量子化能级之间跃迁产生的发射、吸收、散射等波长与强度的变化关系为基础的光学分析法，称为光谱分析法
透射光强度与入射光强度之比称为透光率，用T(%)
T?ItI0
I0It定义吸光度为入射光与透射光强度之比的对数值，用符号A表示，则
吸光度与透光率之间的关系为
A?lgA?lg1??lgTT
光谱分析法导论
朗伯比尔定律；当一束单色光垂直通过某一均匀非散射的吸光物质时，其吸光度A与吸光物质的浓度c及液体的厚度l成正比 A=kcl A—吸光度 c—溶液浓度 mol/L
定量依据 K—吸收系数 L—液层厚度 cm 当： C=1mol/L L=1cm 时
K 称为摩尔吸收系数,用κ表示 K↗ 吸收↗ 灵敏度↗ K﹥ 104 为强吸收
K = 103—104 为较强吸收 K = 102—103 为中吸收 K ﹤ 102 为弱吸收
单色光越纯，吸收定律越准确
稀溶液均遵守吸收定律，浓度过大时，将产生偏离。 吸收定律能够用于那些彼此不相互作用的多组分溶液，它们的吸收光度具有加合性，即溶液对某一波长光的吸收等于溶液中各个组分对该波长光的吸收之和。 吸收定律中的比例系数称为“吸收系数”。它与很多因素有关，包括入射光的波长、温度、
溶剂性质及吸收物质的性质。
吸收物质在一定波长和溶剂条件下的特征常数，可作为定性鉴定的参数
同一吸光物质在不同波长下的κ值是不同的。在最大吸收波长λmax处的摩尔吸光系数，常以κmax表示。κmax表明了该吸收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。
κmax越大表明该物质的吸光能力越强，用光度法测定该物质的灵敏度越高。 κ在数值上等于浓度为1mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度
朗伯比尔定律成立前提
入射光为平行单色且垂直照射 吸光物质为均匀非散射体系 吸光质点之间无相互作用 无荧光和光化学现象发生
例 有一浓度为1.0μg ? mL–1的Fe2+溶液，以邻二氮菲显色后，用分光光度计测定，比色皿厚度为2.0cm，在波长510nm处测得吸光度A=0.380，计算该显色反应的吸收系数a和摩尔吸收系数κ。(铁的摩尔质量55.85 g ? mol¨C1) 解：已知 L=2.0cm A=0.380 铁的摩尔质量 M =55.85 g ? mol–1
Fe2+的浓度用g ? L–1表示时， c=1.0×10–3 g ? L–1
吸收系数
a?A0.380?Lc2.0cm?1.0?10?3 g ? L-1
(2) Fe2+的浓度用mol ? L–1表示时
1.0?10?3g ? L-1?1c??1.8mol?L55.85 g ? mol-1
摩尔吸收系数 ??A0.380?Lc2.0cm?1.8?10?5mol?L?1?1.1?104L?mol?1?cm?1
紫外可见分光光度法
紫外-可见光吸收光谱法，又叫分光光度法。灵敏度高、准确率较高、方法简便操作容易分析速度快、应用广泛
紫外-可见分光光度法是研究物质在紫外、可见光区的分子吸收光谱的分析方法
这种分子吸收光谱产生于价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁，广泛用于无机和有机物质的定性、定量测定。
物质在某一波长处对光吸收最强，称为最大吸收峰，对应的波长称为最大吸收波长
特点:
① 具有最大吸收波长。
②不同浓度的同一种物质，其吸收曲线形状相似，max不变。但是不同物质，其吸收曲线形状和max不一样，所以可作为定性分析的依据。 ③ 不同浓度的同一种物质，在max处吸光度随浓度变化的幅度最大，测定的灵敏度最高，所以通常选取在max处测量。
可见光光度400-800nm 紫外分光光度200-400nm
紫外光可分近紫外光和真空紫外光
成键电子中，pi电子较o电子具有较高的能级，而反键却相反。n到pi*跃迁能量最小，吸收峰出现在长波区，pi到pi*跃迁吸收峰在较短波段，而o到o*跃迁需要的能量最大，出现在紫外区
生色团：含有π键的不饱和基团，简单的生色团由双键或三键组成（如乙烯基、乙炔基等）
本身没有生色功能（不能吸收波长大于200nm的光），但当与生色团连接时，有增强生色团生色能力的基团（如—OH，—NH2，—NHR等。
由于共轭效应、引入助色团或者溶剂效应使化合物的吸收波长向长波方向移动，称为红移效应
某些生色团的碳原子的一端引入某取代基或溶剂效应，使化合物的吸收波长向短波方向移动，称为蓝移。
助色效应使助色团的n电子与发色团的pi电子共轭，结果使吸收峰的波长方向移动，吸收强度随之加强
吸收带；R吸收带、K吸收带、B吸收带、E吸收带
钨灯和碘钨灯可使用波长范围为340-2500nm（可见光） 氢灯和氘灯可适用范围160-375nm（紫外灯）
石英比色皿用于可见光区和紫外光区，玻璃比色皿用于可见光区
用作盛空白溶液的比色皿与盛试样溶液的比色皿应互相匹配，即有相同的厚度与相同的透光性。为了减少反射损失，比色皿的光学面必须完全垂直于光束方向。
不能用手指拿比色皿杯的光学面，用后要及时洗涤，可用温水或稀盐酸，乙醇以至铬酸洗液
（浓酸中浸泡不要超过15分钟），表面只能用柔软的绒布或拭镜头纸擦净。
溶液的吸光度控制在0.2～0.8 之间
比色皿盛装溶液时，高度为比色皿的4/5处即可。
比色皿的选择 根据所使用的波长 配对良好的 合适厚度的
有挥发性的样品，选择带盖比色皿
显色反应一般标准
选择性好、灵敏度高、对比度大、有色化合物组成恒定、反应条件易于控制
显色反应条件的选择 显色剂用量 溶液的酸度 时间和温度
溶剂和表面活性剂
主要仪器测量误差是表头透射比的读数误差
分光光度法分析测量条件选择 入射光波长的选择
吸光度读数范围的控制、 参比溶液的选择
参比溶液是用来调节仪器工作零点的，若参比溶液选得不合适，则对测量读数准确度的影响较大
单组分物质的定量分析 比较法 标准曲线法 标准加入法 吸光系数法 对照品对照法 定量分析、
（1）标准曲线法（单组分分析） 掌握
配制一系列的标准溶液，其浓度包括待测样品的浓度范围，在干扰少的吸收峰波长处，测定其吸光度A与浓度c的标准曲线，待测样品溶液在相同条件下进行测量，根据测得的吸光度Ai值，从标准曲线上即可查出相应的浓度 Ci。
多组分物质的定量分析 吸光光谱不重叠 吸收光谱单向重叠 吸收光谱双向重叠
用双波长分光光度法进行定量分析
红外吸收光谱法IR
红外光谱特点
推测分子中某种官能团的存在与否，推测官能团的邻近基团，确定化合物结构 红外光谱不破坏样品 红外光谱特征性高 分析时间短 所需样品用量少
红外光谱与紫外光谱的区别 起源不同：
紫外光谱—电子光谱
红外光谱—振动-转动光谱 特征性不同：
红外光谱的特征性比紫外光谱强，红外吸收光谱是振动-转动光谱，紫外光谱主要是分子的电子跃迁产生的吸收光谱
通常红外光谱分为；近红外区、中红外区、远红外区
物质吸收红外光应满足的两个条件； 红外辐射光的频率与分子震动的频率相当 红外光与物质之间有偶合作用
红外光谱的形成及产生条件
只能引起振动能级与转动能级的跃迁，故红外光谱又称振转光谱。
由于振动能级跃迁的同时不可避免地伴随转动能级的变化，因此红外光谱也是带光谱
试样纯度应>99%
多原子分子振动分类
伸缩振动 原子沿化学键的轴线方向的伸展和收缩。振动时键长变化，键角不变 弯曲振动 振动时，键长不变，键角变化
固体样品的制备 ；压片法 糊状法
液体样品的制备 ； 液膜法 液体吸收池法
在化合物的红外光谱图中由于某个官能团的存在而出现的一组依存的特征峰，称为相关峰
红外光谱图中，4000-1300/cm，这个区域为官能团区，1300-650/cm为指纹区 4000-2500，X-H伸缩区, N-H、C-H 、O-H 、S-H 2500-2000，叄键HR累积双键伸缩区 2000-1500，双键伸缩区， 1500-1300，c-h弯曲区
仪器分析要点 2016
