现代仪器分析 精选PPT.ppt

关于现代仪器分析 第1页，讲稿共26张，创作于星期二吸收峰：吸收峰：曲线上吸光度最大的地方，它所对应的波长称最大吸收波长曲线上吸光度最大的地方，它所对应的波长称最大吸收波长（maxmax）。）。谷：谷：峰与峰之间吸光度最小的部位，该处的波长称最小吸收波长（峰与峰之间吸光度最小的部位，该处的波长称最小吸收波长（minmin）。）。肩峰肩峰（shoulder peakshoulder peak）：在一个吸收峰旁边产生的一个曲折。）：在一个吸收峰旁边产生的一个曲折。末端吸收末端吸收（end absorptionend absorption）：只在图谱短波端呈现强吸收而不成峰形的）：只在图谱短波端呈现强吸收而不成峰形的部分。部分。1.1.吸收峰吸收峰 2.2.谷谷 3.3.肩峰肩峰 4.4.末端吸收末端吸收紫外紫外-可见吸收光谱法可见吸收光谱法 根据物质分子对200760nm这一范围的光的吸收特性建立起来的定性、定量和结构分析的方法。第2页，讲稿共26张，创作于星期二朗伯朗伯比耳定律数学表达式比耳定律数学表达式 A-lg（It/I0)=b c 式中式中A A：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；：吸光度；描述溶液对光的吸收程度；b b：液层厚度：液层厚度(光程长度光程长度)，通常以，通常以cmcm为单位；为单位；c c：溶液的摩尔浓度，单位：溶液的摩尔浓度，单位molLmolL；：摩尔吸光系数，单位：摩尔吸光系数，单位LmolLmolcmcm；透光率透光率T T:描述入射光透过溶液的程度描述入射光透过溶液的程度:T=I t/I0吸光度吸光度A A与透光率与透光率T T的关系的关系:A lg T 第3页，讲稿共26张，创作于星期二 吸光系数的几种表示方法吸光系数的几种表示方法 C-C-mol/Lmol/L-摩尔吸光系数摩尔吸光系数摩尔吸光系数摩尔吸光系数 L L mol mol 1 1 cm cm-1-1C-C-g/Lg/La-a-吸光系数吸光系数吸光系数吸光系数 L L g g 1 1 cm cm-1-1C-C-g/100 mLg/100 mLE E1%1%1cm1cm-比比比比吸光系数吸光系数吸光系数吸光系数100mL g100mL g11 cm cm-1-1 、a a、E E1%1%1cm1cm之间的相互换算：之间的相互换算：之间的相互换算：之间的相互换算：摩尔吸光系数摩尔吸光系数在数值上等于在数值上等于浓度为浓度为1 mol/L、液层厚度为、液层厚度为1cm时时该溶液在某一波长下的吸光度；该溶液在某一波长下的吸光度；吸光系数吸光系数a(Lg-1cm-1）相当于）相当于浓度为浓度为1 g/L、液层厚度为、液层厚度为1cm时该时该溶液在某一波长下的吸光度；溶液在某一波长下的吸光度；比吸光系数指物质的质量分数为比吸光系数指物质的质量分数为1%，液层厚度为，液层厚度为1cm时该溶液在某时该溶液在某一波长下的吸光度。一波长下的吸光度。第4页，讲稿共26张，创作于星期二某一溶液在测量波长下透光率值为0.100.(a)该溶液的吸光度是多少？(b)如果该溶液的浓度是0.02g/L,并在1CM的比色皿中测量透光率，在测定波长下，该化合物的比吸收系数是多少？(c)如果该化合物的分子量为100，它的摩尔吸光系数是多少？(d)计算该溶液在5CM的比色皿中所预期的透光度？第5页，讲稿共26张，创作于星期二紫外紫外可见分光光度计基本组成可见分光光度计基本组成 1.1.光源光源 在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够在整个紫外光区或可见光谱区可以发射连续光谱，具有足够的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。的辐射强度、较好的稳定性、较长的使用寿命。可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在3503501000 nm1000 nm。紫外区：氢、氘灯。发射紫外区：氢、氘灯。发射160160375 nm375 nm的连续光谱。的连续光谱。将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任将光源发射的复合光分解成单色光并可从中选出一任 波长单波长单色光的光学系统。色光的光学系统。2.2.单色器单色器第6页，讲稿共26张，创作于星期二3.3.样品室样品室 样品室放置各种类型的吸收池样品室放置各种类型的吸收池（比色皿）和相应的池架附件。吸收（比色皿）和相应的池架附件。吸收池主要有石英池和玻璃池两种。池主要有石英池和玻璃池两种。在紫在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。池。4.4.检测器检测器 利用光电效应将透过吸收池的光利用光电效应将透过吸收池的光信号变成可测的电信号，常用的有光信号变成可测的电信号，常用的有光电池、光电管或光电倍增管。电池、光电管或光电倍增管。5.5.结果显示记录系统结果显示记录系统 检流计、数字显示、微机进行仪器检流计、数字显示、微机进行仪器自动控制和结果处理。自动控制和结果处理。第7页，讲稿共26张，创作于星期二原子吸收与分子吸收相同点：相同点：相同点：相同点：都属吸收光谱，遵守比尔定律。都属吸收光谱，遵守比尔定律。都属吸收光谱，遵守比尔定律。都属吸收光谱，遵守比尔定律。不同点：不同点：不同点：不同点：吸光物质状态不同（分光光度法：溶液中的吸光物质状态不同（分光光度法：溶液中的吸光物质状态不同（分光光度法：溶液中的吸光物质状态不同（分光光度法：溶液中的分子或离子分子或离子分子或离子分子或离子；AAS:AAS:气态的气态的气态的气态的基态原子基态原子基态原子基态原子）；分子吸收为）；分子吸收为）；分子吸收为）；分子吸收为宽宽宽宽带吸收（带状光谱）带吸收（带状光谱）带吸收（带状光谱）带吸收（带状光谱），而原子吸收为，而原子吸收为，而原子吸收为，而原子吸收为锐线吸收（线光锐线吸收（线光锐线吸收（线光锐线吸收（线光谱）谱）谱）谱）。原子吸收光谱法原子吸收光谱法定义定义：根据蒸气相中被测元素的根据蒸气相中被测元素的基态原子基态原子对其原子对其原子共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的共振辐射的吸收强度来测定试样中被测元素的含量。含量。第8页，讲稿共26张，创作于星期二 原子吸收分光光度计由原子吸收分光光度计由原子吸收分光光度计由原子吸收分光光度计由光源、原子化系统、分光系统和检光源、原子化系统、分光系统和检光源、原子化系统、分光系统和检光源、原子化系统、分光系统和检测系统测系统测系统测系统四部分组成。四部分组成。四部分组成。四部分组成。光源的功能是发射被测元素的特征共振辐射。光源的功能是发射被测元素的特征共振辐射。光源的功能是发射被测元素的特征共振辐射。光源的功能是发射被测元素的特征共振辐射。原子化系统的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子原子化系统的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子原子化系统的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子原子化系统的功能是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。化。化。化。分光系统的作用是将所需要的共振吸收线分离出来。分光系统的作用是将所需要的共振吸收线分离出来。分光系统的作用是将所需要的共振吸收线分离出来。分光系统的作用是将所需要的共振吸收线分离出来。检测系统将光信号转换为电信号后进行显示和记录结检测系统将光信号转换为电信号后进行显示和记录结检测系统将光信号转换为电信号后进行显示和记录结检测系统将光信号转换为电信号后进行显示和记录结果。果。果。果。原子吸收分光光度计的主要部件及基本性能？原子吸收分光光度计的主要部件及基本性能？原子吸收分光光度计的主要部件及基本性能？原子吸收分光光度计的主要部件及基本性能？第9页，讲稿共26张，创作于星期二原子化系统原子化系统 原子化器的功能原子化器的功能是提供能量，使试样干燥、是提供能量，使试样干燥、蒸发和原子化。入射光束在这里被基态原子吸收，蒸发和原子化。入射光束在这里被基态原子吸收，因此也可把它视为因此也可把它视为“吸收池吸收池”。常用的常用的原子化器原子化器有有火焰原子化器（原子化效火焰原子化器（原子化效率低）率低）和和非火焰原子化器（原子化效率较高）非火焰原子化器（原子化效率较高）。相。相应的原子化方法有应的原子化方法有火焰原子化法火焰原子化法和和非火焰原子非火焰原子化法化法。第10页，讲稿共26张，创作于星期二石墨炉原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器石墨炉原子化器结构（原子化效率高）结构（原子化效率高）结构（原子化效率高）结构（原子化效率高）石墨炉的基本结构石墨炉的基本结构石墨炉的基本结构石墨炉的基本结构包括：包括：包括：包括：石墨管石墨管石墨管石墨管、炉体（保护气系统）炉体（保护气系统）炉体（保护气系统）炉体（保护气系统）、电源电源电源电源等三部分组成。等三部分组成。等三部分组成。等三部分组成。一次分析过程一次分析过程一次分析过程一次分析过程是经历是经历是经历是经历干燥、灰化、原子化和净化干燥、灰化、原子化和净化干燥、灰化、原子化和净化干燥、灰化、原子化和净化等四个阶段。等四个阶段。等四个阶段。等四个阶段。原子吸收光谱法的主要干扰有原子吸收光谱法的主要干扰有原子吸收光谱法的主要干扰有原子吸收光谱法的主要干扰有物理物理物理物理干扰、干扰、干扰、干扰、化学化学化学化学干扰、干扰、干扰、干扰、电离电离电离电离干扰、干扰、干扰、干扰、光谱光谱光谱光谱干扰和干扰和干扰和干扰和背景背景背景背景干扰等。干扰等。干扰等。干扰等。第11页，讲稿共26张，创作于星期二气相色谱气相色谱 -用气体作流动相用气体作流动相液相色谱液相色谱 -用液体作流动相用液体作流动相按流动相所处的状态分类按流动相所处的状态分类气气固色谱固色谱气气液色谱液色谱液液固色谱固色谱液液液色谱液色谱色谱法的分类色谱法的分类超临界流体色谱超临界流体色谱第12页，讲稿共26张，创作于星期二一、色谱流出曲线或色谱图一、色谱流出曲线或色谱图 以检测器对组分的响应信号为纵坐标，流出时间以检测器对组分的响应信号为纵坐标，流出时间(或流出体积或流出体积)为横坐标作图所得的曲线，这种曲线即称为色谱流出曲线，也称为横坐标作图所得的曲线，这种曲线即称为色谱流出曲线，也称色谱图。色谱图。Rf(t,V)Rf(t,V)二、色谱流出曲线构成：二、色谱流出曲线构成：由由基线和色谱峰基线和色谱峰组成。组成。基基 线：指线：指仅有流动相通过而没有待测物，检测器响应信号随流出时仅有流动相通过而没有待测物，检测器响应信号随流出时间的变化间的变化，稳定的基线应是一条水平直线。，稳定的基线应是一条水平直线。色谱峰：在色谱峰：在基线上突起的部分基线上突起的部分，它是由引入流动相中被测物引起的。，它是由引入流动相中被测物引起的。第13页，讲稿共26张，创作于星期二描述色谱峰三种参数峰高(或峰面积)峰的大小区域宽度 峰的形状保留值 峰的位置 (时间t、体积v)色谱峰色谱峰高斯分布曲线高斯分布曲线第14页，讲稿共26张，创作于星期二 色谱流出曲线可以得到那些信息？1.1.样品含最少组分样品含最少组分(峰个数峰个数)2.2.根据色谱峰的保留值可以进行定性分析根据色谱峰的保留值可以进行定性分析3.3.根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析根据色谱峰的面积或峰高可以进行定量分析4.4.根据色谱峰的位置和区域宽度可对色谱柱效根据色谱峰的位置和区域宽度可对色谱柱效能进行评价能进行评价 第15页，讲稿共26张，创作于星期二通常用通常用R Rs s=1.5 =1.5 作为相邻两色谱峰完全分开的指标作为相邻两色谱峰完全分开的指标 R R=0.8=0.8：两峰的分离程度可达：两峰的分离程度可达89%89%；R R=1=1：分离程度：分离程度98%98%；R R=1.5=1.5：达：达99.7%99.7%（相邻两峰完全分离的标准）。（相邻两峰完全分离的标准）。R=0.75 R=1 R=1.5R=0.75 R=1 R=1.5意义意义:分离度是色谱图中相邻两峰分离程度的量度分离度是色谱图中相邻两峰分离程度的量度 分离度第16页，讲稿共26张，创作于星期二根根根根据据据据所所所所使使使使用用用用的的的的流流流流动动动动相相相相和和和和固固固固定定定定相相相相的的的的极极极极性性性性程程程程度度度度，将将将将其其其其分分分分为为为为正相分配色谱正相分配色谱和和反相分配色谱反相分配色谱。正相分配色谱正相分配色谱正相分配色谱正相分配色谱normal phasenormal phase：采用流动相的极性：采用流动相的极性小于固定相的极性，它适用于极性化合物的分离。小于固定相的极性，它适用于极性化合物的分离。其流出顺序是极性小的先流出，极性大的后流出。其流出顺序是极性小的先流出，极性大的后流出。反相分配色谱反相分配色谱reverse phase：采用流动相的极：采用流动相的极性大于固定相的极性。它适用于非极性化合物的性大于固定相的极性。它适用于非极性化合物的分离，其流出顺序与正相色谱恰好相反。分离，其流出顺序与正相色谱恰好相反。HPLCHPLC分离类型与原理分离类型与原理第17页，讲稿共26张，创作于星期二主要部件（主要部件（main assembly of HPLC）高效液相色谱仪器高效液相色谱仪器4 4（6 6）个主要部分：）个主要部分：）个主要部分：）个主要部分：高压输液系统；高压输液系统；高压输液系统；高压输液系统；脱气装置；脱气装置；脱气装置；脱气装置；梯度洗脱；梯度洗脱；梯度洗脱；梯度洗脱；进样系统；进样系统；进样系统；进样系统；分离系统；分离系统；分离系统；分离系统；检测系统；检测系统；检测系统；检测系统；此外还配有自动进样及数据处理等辅助装置。此外还配有自动进样及数据处理等辅助装置。第18页，讲稿共26张，创作于星期二分离系统分离系统分离系统分离系统色谱柱色谱柱色谱柱色谱柱 色谱柱是液相色谱的心脏部件，它包括色谱柱是液相色谱的心脏部件，它包括柱管柱管与与固定相固定相两部分。两部分。柱管材料有玻璃、不锈钢、铝、铜及内衬光滑的聚柱管材料有玻璃、不锈钢、铝、铜及内衬光滑的聚合材料的其他金属。玻璃管耐压有限，故金属管用得较合材料的其他金属。玻璃管耐压有限，故金属管用得较多。多。一般色谱柱长一般色谱柱长1030cm，内径为，内径为45mm，凝胶，凝胶色谱柱内径色谱柱内径312mm，制备柱内径较大，可达，制备柱内径较大，可达25mm 以上。以上。高效液相色谱仪器高效液相色谱仪器第19页，讲稿共26张，创作于星期二 高效液相色谱仪器高效液相色谱仪器梯度洗脱装置梯度洗脱装置梯度洗脱装置梯度洗脱装置在进行在进行在进行在进行分配比变化范围宽的复杂样品分配比变化范围宽的复杂样品分配比变化范围宽的复杂样品分配比变化范围宽的复杂样品的分离时，经常会碰到前的分离时，经常会碰到前的分离时，经常会碰到前的分离时，经常会碰到前面的一些成分分离不完全，而后面的一些成分分离度太大，面的一些成分分离不完全，而后面的一些成分分离度太大，面的一些成分分离不完全，而后面的一些成分分离度太大，面的一些成分分离不完全，而后面的一些成分分离度太大，且出峰很晚和峰型较差。为了使保留值相差很大的多种成分且出峰很晚和峰型较差。为了使保留值相差很大的多种成分且出峰很晚和峰型较差。为了使保留值相差很大的多种成分且出峰很晚和峰型较差。为了使保留值相差很大的多种成分在合理的时间内全部洗脱并达到相互分离，在合理的时间内全部洗脱并达到相互分离，在合理的时间内全部洗脱并达到相互分离，在合理的时间内全部洗脱并达到相互分离，往往要用到梯度往往要用到梯度往往要用到梯度往往要用到梯度洗脱技术。洗脱技术。洗脱技术。洗脱技术。HPLCHPLC的梯度洗脱是指流动相梯度，即在分离过程中改变流的梯度洗脱是指流动相梯度，即在分离过程中改变流的梯度洗脱是指流动相梯度，即在分离过程中改变流的梯度洗脱是指流动相梯度，即在分离过程中改变流动相的组成或浓度。动相的组成或浓度。动相的组成或浓度。动相的组成或浓度。线性梯度线性梯度线性梯度线性梯度;阶梯梯度阶梯梯度阶梯梯度阶梯梯度 高压梯度高压梯度高压梯度高压梯度低压梯度低压梯度低压梯度低压梯度第20页，讲稿共26张，创作于星期二 载体类型载体类型 可分为硅藻土和非硅藻土两类。可分为硅藻土和非硅藻土两类。红红色色担担体体是是将将硅硅藻藻土土与与粘粘合合剂剂在在900900煅煅烧烧后后，破破碎碎过过筛筛而而得得，因因铁铁生生成成氧氧化化铁铁呈呈红红色色，故故称称红红色色载载体体。它它适适宜宜于于分分析析非非极极性或弱极性物质。性或弱极性物质。气相色谱固定相白色担体白色担体是将硅藻土与是将硅藻土与2020的碳酸钠（助熔剂）混合煅的碳酸钠（助熔剂）混合煅烧而成，它呈白色、比表面积较小、吸附性和催化性弱，烧而成，它呈白色、比表面积较小、吸附性和催化性弱，适宜于分析各种极性化合物。适宜于分析各种极性化合物。第21页，讲稿共26张，创作于星期二 气相色谱检测器根据检测原理的不同，可将其分为浓度型检测器和质量型检测器两种：（l）浓度型检测器浓度型检测器 测量的是载气中某组分浓度瞬间的变化，即检测器的响应值和组分的浓度成正比，与单位时间内组分进入检测器的质量无关。如热导检测器TCDTCD和电子捕获检测器ECDECD。（2 2）质质量量型型检检测测器器 测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化，即检测器的响应值和单位时间内进入检测器某组分的量成正比。如火焰离子化检测器FIDFID和火焰光度检测器和火焰光度检测器FPDFPD等。第22页，讲稿共26张，创作于星期二（l l）归一化法）归一化法 归一化法是归一化法是气相色谱中常用的一种定量方法气相色谱中常用的一种定量方法。应用这。应用这种方法的前提条件是试样中各组分必须全部流出色谱种方法的前提条件是试样中各组分必须全部流出色谱柱，并在色谱图上都出现色谱峰。当测量参数为峰面柱，并在色谱图上都出现色谱峰。当测量参数为峰面积时，归一化的计算公式为积时，归一化的计算公式为 式中式中式中式中AiAi为组分为组分为组分为组分i i的峰面积，的峰面积，的峰面积，的峰面积，fi fi为组分为组分为组分为组分i i的定量校正因子。的定量校正因子。的定量校正因子。的定量校正因子。归一化的优点是简便准确，当操作条件如进样量、载气流速等变归一化的优点是简便准确，当操作条件如进样量、载气流速等变归一化的优点是简便准确，当操作条件如进样量、载气流速等变归一化的优点是简便准确，当操作条件如进样量、载气流速等变化时对结果的影响较小。化时对结果的影响较小。化时对结果的影响较小。化时对结果的影响较小。适合于对多组分试样中各组分含量的分析适合于对多组分试样中各组分含量的分析适合于对多组分试样中各组分含量的分析适合于对多组分试样中各组分含量的分析。第23页，讲稿共26张，创作于星期二例例:已知混合物中乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯的峰面积和校正因子见下表已知混合物中乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯的峰面积和校正因子见下表,死时间为死时间为0.5min,0.5min,用归一化法测定混合物中的乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯的含量。用归一化法测定混合物中的乙基苯、邻二甲苯、间二甲苯的含量。乙基苯邻二甲苯间二甲苯保留时间3.005.009.00A(mVmin)140120105fis0.960.970.98解：乙基苯=1400.96/(1400.96+1200.97+1050.98)=38.0%同理，求出邻二甲苯i=32.9%间二甲苯i=29.1%第24页，讲稿共26张，创作于星期二1.1.1.1.使用范围不同使用范围不同使用范围不同使用范围不同2.2.2.2.流动相作用不同流动相作用不同流动相作用不同流动相作用不同3.3.3.3.色谱柱不同色谱柱不同色谱柱不同色谱柱不同4.4.4.4.检测器不同检测器不同检测器不同检测器不同5.5.5.5.样品制备性能不同样品制备性能不同样品制备性能不同样品制备性能不同 HPLC与气相色谱评价色谱柱效能的两个参数 H、n第25页，讲稿共26张，创作于星期二感谢大家观看第26页，讲稿共26张，创作于星期二