儀器分析小結

2021-03-04 08:03:04 字數 4999 閱讀 7305

(一)緒論

儀器分析——使用較特殊儀器,以物質的物理或物理化學性質為基礎的分析方法,分為物理分析法和物理化學分析法,具有靈敏、快速、準確的特點。

物理分析法——根據物質的某些物理性質,如旋光度、光譜特徵、相對密度等,不經化學反應直接進行定性、定量、結構和形態分析的方法。

物理化學分析法——根據物質在化學變化中的某些物理性質,進行定性分析或定量分析的方法。

(二)電位分析法

電化學——研究化學反應中的電現象,電能與化學能的相互轉化及其規律的學科.

電化學分析——利用物質的電學及電化學性質來進行物質定性和定量分析的一類分析方法,也就是通過測量工作電池的電引數(電壓、電流、電量、電阻、電容)的變化從而確定樣品溶液的濃度、化學反應進行的程度或者直接稱定電極上產物的重量,對樣品溶液中待測組分定性、定量分析的一類方法。

電位分析法——將合適的指示電極與參比電極插入被測溶液中組成原電池,通過測定電池電動勢或指示電極電位的變化進行分析的方法,分為直接電位法和電位滴定法。

電位滴定法(間接電位法)——用指示電極電位的突變來指示滴定反應終點的容量分析方法。

化學電池——由二個(相同的或不相同的)電極插入電解質溶液中組成的裝置,分為原電池和電解池。

原電池——電極反應可以自發進行,化學能被轉換為電能,化學體系的自由能降低。

電解池——電極反應不能自發進行,當有適當的外加電壓時,電極反應才可以進行,電能被轉換為化學能,化學體系的自由能增加。

電極電位——電極與溶液間的電位差。

標準電極電位——298k,氧化態和還原態的活度為1mol·l-1時測得的電池電動勢(電位)。

(三)光學分析導論

光學分析法——基於物質發射的電磁輻射或物質與輻射相互作用後產生的輻射或發生訊號變化來測定物質的性質、含量和結構的一類儀器分析方法。分為光譜法和非光譜法,包括三個過程:1.

能源提供能量;2.能量與物質作用;3.產生被檢測訊號。

電磁輻射——一種以光速通過空間而不需要任何物質作為傳播媒介的光(量)子流。光是一種電磁輻射,具有波粒二象性。

電磁波譜——電磁輻射按波長順序排列,包括從γ射線到無線電波。

光譜法——物質與輻射能作用時,測量由物質內部發生量子化的能級之間的躍遷而產生的發射、吸收或散射輻射的波長和強度進行分析的方法。分為原子光譜法和分子光譜法。

物質分子中存在一系列電子能級,而每個電子能級中又包含一系列的振動和轉動能級。

吸收光譜法——利用物質吸收光後所產生的吸收光譜來進行分析的方法。產生的必要條件是所提供的輻射能量恰好滿足該吸收物質兩能級間躍遷所需的能量。m+ h m*

發光光譜法(發射光譜法)——物質中的粒子用一定的能量(如光、電、熱等)激發到高能級後,當躍遷回低能級時,便產生出特徵的發射光譜,利用此發射光譜進行分析的方法。m* m+ h

散射光譜法——利用物質對光的散射來進行分析的方法。

原子光譜法——以測量氣態原子或離子外層或內層電子能級躍遷所產生的原子光譜(表現形式為線光譜)進行分析的方法。包括:原子發射光譜法(aes)、原子吸收光譜法(aas),原子螢光光譜法(afs)、x射線螢光光譜法(xfs)等。

分子光譜法——基於分子中電子能級、振動和轉動能級的變化產生的光譜(表現形式為帶光譜)進行分析的方法。包括:紫外-可見分光光度法(uv-vis)、紅外光譜法(ir)、分子螢光光譜法(mfs)、分子磷光光譜法(mps)等。

線狀光譜——由若干條強度不同的譜線和暗區相間而成的光譜。

帶狀光譜——由幾個光帶和暗區相間而成的光譜。

連續光譜——在一定範圍內各種波長的光都有,且連續不斷,無明顯的譜線和譜帶。

非光譜法——物質與輻射相互作用時,測量輻射的某些性質,如折射、散射、干涉、衍射、偏振等變化的分析方法。

分光光度計(光譜儀)——用來研究吸收、發射或螢光的電磁輻射強度和波長關係的儀器,包括五部分:光源、單色器、樣品容器、檢測器和讀出器件。

(四)紫外-可見光分光光度法

單色光——具有相同能量(相同波長)的光。

混合光(復合光)——具有不同能量(不同波長)的光復合在一起。

互補色:

λmax(最大吸收波長)——吸收曲線中,吸光度最大處的波長,是定性鑑別物質的基礎。

吸收曲線——以波長λ為橫座標,吸光度a為縱座標作圖所得曲線。

光吸收具有選擇性和加和性。

(五)紅外吸收光譜法

紅外光譜——又稱為分子振動轉動光譜,當樣品受到頻率連續變化的紅外光照射時,分子吸收某些頻率的輻射,並由其振動運動或轉動運動引起偶極矩的淨變化,產生的分子振動和轉動能級從基態到激發態的躍遷,從而形成的分子吸收光譜。一般指有機物質在4000~400cm-1紅外線的照射下,選擇性的吸收其中某些頻率後,用紅外光譜儀記錄所形成的吸收譜帶。特點:

1)紅外吸收只有振-轉躍遷,能量低;

2)應用範圍廣;

3)分子結構更為精細的表徵;

4)固、液、氣態樣均可用,且用量少、不破壞樣品;

6)分析速度快;

7)與色譜等聯用具有強大的定性功能。

紅外活性分子——產生紅外吸收的分子,如非對稱分子。反之為非紅外活性分子,如對稱分子。

伸縮振動——原子沿鍵軸方向伸縮,鍵長發生變化而鍵角不變的振動。分為對稱伸縮振動(νs)和不對稱伸縮振動(νas)。

變形振動(δ)——又稱彎曲振動或變角振動,基團鍵角發生週期變化而鍵長不變的振動。分為麵內變形振動和麵外變形振動。

產生吸收峰的條件 :只有偶極矩大小或方向有一定改變的振動才能吸收紅外光而發生振動能級躍遷。線性分子具有3n-5種振動方式,非線性分子有3n-6種。

產生紅外光譜的兩個條件:

1.輻射應具有能滿足物質產生振動躍遷所需的能量;

2.輻射與物質間有相互偶合作用。

紅外光譜三要素:峰位、峰強、峰形。

紅外譜帶位移影響因素:

1.誘導效應與共軛效應

2.鍵應力效應(張力效應)

3.空間效應

4.氫鍵效應

5.振動偶合與費公尺共振

6.物態變化

7.溶劑影響

紅外光譜的最大特點是具有特徵性。

基團頻率——與一定的結構單元相聯絡的振動頻率。

(六)核磁共振波譜法

核磁共振定量分析的基礎是結構分析。

優點:定性測定不具有破壞性,定量測定不需標樣,靈敏度、精確度、準確度及分析速度高。

核磁共振譜定量分析的基礎:各化學環境不同的質子吸收蜂的面積,只與所包含的質子數有關,可直接根據各共振峰積分值的比值推算所代表的各自旋核的數量。

nmr定量方法:

1、要求:

1.被測物質的結構必須是已知;

2.核磁共振譜線已歸屬;

3.理想的被測訊號是多個質子的單蜂;

4.訊號兩端的基線位置一致;

5.每一訊號需進行5次積分,取平均值。

2、分類:

1.內標絕對測定法

常用內標:六甲基環三矽氧烷和六甲基環三矽胺

2.外標絕對測定法

樣品和外標分別放置在兩隻核磁管中測定,二管直徑必須相同,最好使用同一支樣品管。

樣品和外標必須交叉重複測定以提高分析的準確性。

3.相對含量測定法

被測樣品是由若干已知化合物組成,如果沒有合適的內標化合物時,可採用以其中乙個組分做「標樣」。

4.峰高定量法

通過求出樣品中某組質子的峰高,求出樣品的含量。

峰高與自旋-自旋弛豫常數有關,而後者與化合物的型別有關,受區域性磁場的影響,故不能直接用於定量。被積訊號過於接近而無法準確測定各質子峰積分面積時,可考慮用峰高法進行定量分析,通過實驗求出峰高與含量之間的關係,校正誤差。

(七)質譜法

質譜儀:進樣系統、離子源、質量分析器、檢測器、計算機系統

藥用植物中的組分提取分析:

低極性組分——gc-ms

大極性組分、生物大分子——hplc-ms

蛋白質測定:基質輔助雷射解吸/電離飛行時間質譜(maldi-tof ms) 、電噴霧質譜(esi-ms)。

蛋白質分子量測定:

1、多肽與蛋白質的esi-ms分析採用正離子方式進行,esi-ms可以產生多電荷離子峰使檢測的分子質量範圍擴大。

2、esi-ms得到的是一簇多電荷的質譜峰群,相鄰兩簇質譜峰之間電荷數差1。

3、p:多電荷離子質荷比,mr:蛋白質分子量,ma:正離子分子量(**為氫時,ma=1.0079),z:多電荷離子帶電量

故,mr=(p-ma)z=(p-1)z

4、高分辨質譜求電荷數:

,p、p』:相鄰同位素峰的質荷比

蛋白質鑑定:肽質量指紋譜+基於串聯質譜多肽測序

肽質量指紋譜(pmf)——蛋白質的氨基酸序列經酶解為肽段序列,所測得的肽混合物質量數即稱為肽質量指紋譜。

(八)螢光分析法

螢光分光光度法——利用物質的螢光光譜進行定性定量分析方法。

振動弛豫——同一電子能級電子通過與溶劑分子碰撞從高的振動能級返回到最低的振動能級。

躍遷的能量轉移方式:1、振動弛豫,2、內部能量轉移(內轉換),3、螢光發射,4、外部能量轉移(外轉換),5、體系間跨越,6、磷光發射。其中,2、3、4、6可使激發態回到基態。

激發態分子與溶劑分子及其它溶質分子之間相互碰撞而失去能量(常以熱能的形式放出),這種不同物質間的能量轉移引起螢光淬滅(熄滅)。

螢光熄滅——指螢光物質分子與溶劑分子或溶質分子相互作用,引起螢光強度降低的現象。

螢光熄滅劑——引起螢光熄滅的物質。

磷光——經過體系間跨越的分子降至三線態最低能級,躍遷至基態而發生的光。

不同強度、不同波長的激發光不影響(同一物質的)螢光光譜:電子都從第一電子激發態的最低振動能層返回到基態的各個振動能層。

stokes位移——螢光波長大於激發光波長的現象。說明在激發和(螢光)發射之間存在一定的能量損失。產生原因:振動馳豫、內轉換

螢光壽命——當除去激發光源後,分子的螢光強度降低到激發時最大螢光強度的1/2所需的時間稱螢光壽命,常用τf表示。

螢光效率——激發態分子發射螢光的光子數與基態分子吸收激發光的光子數之比。

螢光熄滅法——利用螢光強度的減小與螢光熄滅劑的濃度呈線性關係來進行測定含量的方法。

螢光產生的兩個條件:

1.分子必須具有與所照射的輻射頻率相適應的結構,才能吸收激發光;

2.必須具有一定的螢光效率。

激發光譜與螢光光譜(發射光譜)的關係:

1.stokes紅移

2.互為映象

儀器分析小結

一 緒論 儀器分析 使用較特殊儀器,以物質的物理或物理化學性質為基礎的分析方法,分為物理分析法和物理化學分析法,具有靈敏 快速 準確的特點。物理分析法 根據物質的某些物理性質,如旋光度 光譜特徵 相對密度等,不經化學反應直接進行定性 定量 結構和形態分析的方法。物理化學分析法 根據物質在化學變化中的...

儀器分析總結

分析化學是指發展和應用各種方法 儀器和策略,獲得有關物質在空間和時間方面組成和性質資訊的一門科學,是化學的乙個重要分支。分析化學的主要任務是鑑定物質的化學組成 元素 離子 官能團 或化合物 測定物質的有關組分的含量 確定物質的結構 化學結構 晶體結構 空間分布 和存在形態 價態 配位態 結晶態 及其...

儀器分析複習

名詞解釋 單色器 獲取高普線純度輻射的裝置,而輻射來的波長可在很寬的範圍內任意改變。等離子體 以氣態形式存在的包含分子,離子,電子等粒子的整體電中性的集體。自吸 中心發射的輻射被邊緣的同種基態原子吸收,使輻射強度降低的現象。自蝕 元素濃度低是時,不出現自吸,隨著濃度增加,自吸越嚴重,當達到一定值時譜...