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第04章 光谱分析技术与相关仪器习题

第04章  光谱分析技术与相关仪器习题
第04章  光谱分析技术与相关仪器习题

光谱分析技术及相关仪器首页习题习题参考答案

习题名词解释选择题简答题

一、名词解释

1.激发光谱

2.荧光光谱

3.光谱分析

4.吸收光谱

5.发射光谱

6.摩尔吸光系数(ε)

7.分光光度计

8.荧光

9.朗伯-比尔定律

10.单色器

11.吸收池

12.外光电效应

13.内光电效应

14.光电管

15.光电倍增管

16.光电二极管阵列

17.光电池

18.电荷耦合器件

19.波长准确度

20.波长重复性

21.光度准确度

22.光度线性范围

23.分辨率

24.光谱带宽

25.杂散光

26.基线稳定度

27.基线平直度

28.原子化器

29.特征浓度

30.检出限

31.原子发射光谱法

32.摄谱仪

33.光电直读光谱仪

34.原子荧光光谱分析法

二、选择题

【A型题】在五个选项中选出一个最符合题意的答案(最佳答案)。

1.下述哪种方法是由外层电子跃迁引起的()

A.原子发射光谱和紫外吸收光谱

B.原子发射光谱和核磁共振谱

C.红外光谱和Raman光谱

D.原子光谱和分子光谱

E.原子吸收光谱和原子发射光谱

2.下述的两种方法同属于放射光谱的是()

A.原子发射光谱和紫外吸收光谱

B.原子吸收光谱和红外光谱

C.红外光谱和质谱

D.原子发射光谱和荧光光谱

E.原子吸收光谱和核磁共振谱

3.与火焰原子吸收法相比,石墨炉原子吸收法的特点有()

A.灵敏度低但重现性好

B.基体效应大但重现性好

C.样品量大但检出限低

D.物理干扰多但原子化效率高

E.物理干扰多但原子化效率低

4.原子吸收光谱法是基于吸光度与待测元素的含量成正比而进行分析检测的,即气态原子对光的吸收符合()

A.多普勒效应

B.光电效应

C.朗伯-比尔定律

D.乳剂特性曲线

E.波粒二象性

5.原子发射光谱分析法可进行分析的是()

A.定性、半定量和定量

B.高含量

C.结构

D.能量

E.组成

6.光学分析法中使用到电磁波谱, 其中可见光的波长范围为()

A.10nm~400nm

B. 400nm~750nm

C. 0.75nm~2.5mm

D. 0.1nm~100cm

E. 750nm~2000nm

7.辐射能作用于粒子(原子、分子或离子)后, 粒子选择性地吸收某些频率的辐射能, 并从低能态(基态)跃迁至高能态(激发态), 这种现象称为()

A.折射

B.发射

C.吸收

D.散射

E.透射

8.棱镜或光栅可作为()

A.滤光元件

B.聚焦元件

C.分光元件

D.感光元件

E.截光元件

9.原子吸收分光光度计的主要部件有光源、单色器、检测器和()

A.电感耦合等离子体

B.空心阴极灯

C.原子化器

D.辐射源

E.钨灯

10.原子吸收光谱法是一种成分分析方法, 可对六十多种金属和某些非金属元素进行定量测定, 它广

泛用于下述定量测定中的()

A.低含量元素

B.元素定性

C.高含量元素

D.极微量元素

E.微量元素

11.分子光谱的产生是由于()

A.电子的发射

B.电子相对于原子核的运动以及核间相对位移引起的振动和转动

C.质子的运动

D.离子的运动

E.分子的运动

12.石墨炉原子吸收分析和分子荧光分析分别利用的是()

A.原子内层电子和分子内层电子跃迁

B.原子核和分子内层电子跃迁

C.原子外层电子和分子外层电子跃迁

D.原子外层电子和分子振动跃迁

E.原子内层电子和分子振动跃迁

13.下列有关双波长光度分析的说法中,不正确的是()

A.若合理选择波长,可获得待测组份和参比组份的吸光度差ΔA,能有效地扣除待测成份以外的背景吸收

B.可有效扣除混浊溶液背景吸收

C.由于记录的是两个波长信号的信号差,因此不受光源电压和外部电源变化的影响

D.可用于追踪化学反应

E.用于计算的吸光度为两个波长下测得的吸光度之差

14.将下列四种光源的蒸发温度由低到高排序,排序正确的是()

A.直流电弧-低压交流电弧-火花-ICP

B.ICP-火花-低压交流电弧-直流电弧

C.火花-低压交流电弧-直流电弧-ICP

D.低压交流电弧-火花-直流电弧-ICP

E.火花-直流电弧-低压交流电弧- ICP

15.在经典AES分析中,蒸发温度最高的光源是()

A.直流电弧

B.交流电弧

C.火花

D.火焰

E.ICP

16.空心阴极灯的主要操作参数是()

A.灯电流

B.灯电压

C.阴极温度

D.压力

E.内充气体的性质

17.采用调制的空心阴极灯主要是为了()

A.延长灯寿命

B.克服火焰中的干扰谱线

C.防止光源谱线变宽

D.扣除背景吸收

E.扩宽光源的适用波长范围

18.在原子吸收分析中,如灯中有连续背景发射,宜采用的措施是()

A.减小狭缝

B.用纯度较高的单元素灯

C.另选测定波长

D.用化学方法分离

E.提纯样品

19.原子化器的主要作用是()

A.将试样中待测元素转化为基态原子

B.将试样中待测元素转化为激发态原子

C.将试样中待测元素转化为中性分子

D.将试样中待测元素转化为离子

E.将试样中待测元素转化为基态分子

20.质量浓度为0.1g/mL 的 Mg在某原子吸收光谱仪上测定时,得吸光度为0.178,结果表明该元素在此条件下的 1% 吸收灵敏度为()

A.0.0000783

B.0.562

C.0.00244

D.0.00783

E.0.00488

21.原子吸收分析对光源进行调制, 主要是为了消除()

A.光源透射光的干扰

B.原子化器火焰的干扰

C.背景干扰

D.物理干扰

E.电路干扰

22.下述中,不是原子吸收光谱仪检出限特点的是()

A.反映仪器的质量和稳定性

B.反映仪器对某元素在一定条件下的检出能力

C.检出限越低,说明仪器性能越好,对元素的检出能力越强

D.表示在选定的实验条件下,被测元素溶液能给出的测量信号2倍于标准偏差时所对应的浓度E.检出限比特征浓度有更明确的意义

23.光电直读光谱仪与摄谱仪的区别在于()

A.激发光源不同

B.检测系统不同

C.色散元件不同

D.光学系统不同

E.原子化器不同

24.空心阴极灯中对发射线半宽度影响最大的因素是()

A.阴极材料

B.阳极材料

C.内充气体

D.灯电流

E.灯电压

25.在原子吸收分析法中, 被测定元素的灵敏度、准确度在很大程度上取决于()A.空心阴极灯

B.火焰

C.原子化系统

D.分光系统

E.检测系统

26.用标准加入法作为原子吸收的定量方法时,下述中被消除的干扰有()

A.分子吸收

B.背景吸收

C.光散射

D.基体效应

E.光路干扰

27.在原子吸收光谱分析中,当组分较复杂且被测组分含量较低时,为了简便准确地进行分析,最适用的分析方法是()

A.工作曲线法

B.内标法

C.标准加入法

D.间接测定法

E.直接测定法

28.下述中不是石墨炉原子化器特点的是()

A.电极插入样品触点时好时坏

B.重复性差

C.原子化效率较低

D.设备复杂

E.灵敏度高

29.在原子吸收分析中, 过大的灯电流除了产生光谱干扰外, 还使发射共振线的谱线轮廓变宽。这种变宽属于()

A.自然变宽

B.压力变宽

C.场致变宽

D.多普勒变宽(热变宽)

E.冷变宽

30.原子吸收光谱法测定试样中的钾元素含量,通常需加入适量的钠盐, 其作用是()A.释放剂

B.缓冲剂

C.消电离剂

D.保护剂

E.稀释剂

31.空心阴极灯内充的气体是()

A.大量的空气

B.大量的氖或氩等惰性气体

C.少量的空气

D.少量的氖或氩等惰性气体

E.大量的氧气

32.在电热原子吸收分析中, 多利用氘灯进行背景扣除, 扣除的背景主要是()A.原子化器中分子对共振线的吸收

B.原子化器中干扰原子对共振线的吸收

C.空心阴极灯发出的非吸收线的辐射

D.火焰发射干扰

E.单色器的衍射

33.原子吸收光谱仪与原子发射光谱仪在结构上的不同之处是()A.透镜

B.单色器

C.光电倍增管

D.原子化器

E.检测器

34.在原子吸收光谱法分析中, 能使吸光度值增加而产生正误差的干扰因素是()A.物理干扰

B.化学干扰

C.电离干扰

D.背景干扰

E.电路干扰

35.原子吸收分光光度计中常用的检测器是()

A.光电池

B.光电管

C.光电倍增管

D.感光板

E.CCD

36.钨灯是常用的光源之一,它所产生的光具有的特点是()

A.连续光谱、蓝光少、远红外光多、热量多

B.主要是紫外光

C.波长为550nm~620nm、高光强

D.589nm单色光、高光强

E.锐线光谱

37.高压氙灯是常用的光源之一,它所产生的光具有的特点是()A.连续光谱、蓝光少、远红外光多,热量多

B.谱与日光很相似,高光强

C.是紫外光

D.589nm单色光,高光强

E.是红外光

38.卤钨灯的适用波长范围是()

A.320nm~2500nm

B.150nm~400nm

C.254nm~734nm

D.800nm~1600nm

E.150nm~800nm

【X型题】每题的备选答案中有两个或者两个以上正确答案。

1.红外光谱是()

A.分子光谱

B.原子光谱

C.吸收光谱

D.电子光谱

E.发射光谱

2.用红外光激发分子使之产生振动能级跃迁时,化学键越强,则()A.吸收光子的能量越大

B.吸收光子的波长越长

C.吸收光子的频率越大

D.吸收光子的数目越多

E.释放光子的数目越多

3.下列仪器中采用吸收光谱分析的有()

A.紫外-可见分光光度计

B.荧光分光光度计

C.原子吸收光谱仪

D.原子发射光谱仪

E.红外光谱仪

4.下列仪器中采用发射光谱分析的有()

A.紫外-可见分光光度计

B.荧光分光光度计

C.原子吸收光谱仪

D.原子发射光谱仪

E.红外光谱仪

5.下列仪器中采用吸收光谱分析的有()

A.751型分光光度计

B.红外光谱仪

C.摄谱仪

D.全谱直读光谱仪

E.荧光光谱仪

6.下列仪器中采用发射光谱分析的有()

A.751型分光光度计

B.红外光谱仪

C.摄谱仪

D.全谱直读光谱仪

E.荧光光谱仪

7.紫外-可见分光光度计中常用的光源有()

A.热辐射灯

B.气体放电灯

C.金属弧灯

D.ICP

E.高能闪烁光源

8.能发射波长范围150nm~400nm的紫外线的光源是()A.氢灯

B.卤钨灯

C.氘灯

D.汞灯

E.钨灯

9.紫外-可见分光光度计的单色器主要组成部件有()A.入射狭缝

B.色散元件

C.准直镜

D.光电管

E.出射狭缝

10.下列材料中可以用来做吸收池的有()

A.塑料

B.玻璃

C.石英

D.熔凝石英

E.树脂

11.吸收池应具有的特征包括()

A.良好的透光性和较强的耐腐蚀性

B.同一套吸收池的厚度应严格保持一致

C.透光面的透射、反射、折射应保持一致

D.使用前后必须清洗干净

E.可以混合使用

12.对检测器的主要要求包括()

A.产生的电信号与照射到它上面的光强有恒定的函数关系B.波长响应范围大

C.灵敏度高,响应速度快

D.受外界光线干扰少

E.产生的电信号易于检测、放大,噪声低

13.下列检测器中利用外光电效应的有()

A.光电管

B.光敏电阻

C.光敏二极管

D.光电池

E.光电倍增管

14.下列检测器中利用内光电效应的有()

A.光电管

B.光敏电阻

C.光敏二极管

D.光电池

E.光电倍增管

15.影响分光光度法准确性的因素包括()

A.单色性不纯

B.杂散光

C.吸收池

D.检测器负高压波动

E.溶液浓度

16.下述中不是单波长单光束分光光度计特点的是()A.结构简单,使用、维护比较方便,应用广泛

B.从光源到试样至接收器只有一个光通道

C.不能做特殊试样如浑浊样品、不透明样品等的测定

D.采用两个光栅或棱镜加光栅的双单色器

E.从光源到试样至接收器有两个光通道

17.下述中是单波长双光束分光光度计特点的有()A.从光源到检测器有两条光路

B.只有一个色散元件

C.一般采用双单色器

D.不能做特殊试样如浑浊样品、不透明样品等的测定

E.从光源到试样至接收器只有一个光通道

18.下述中是双波长分光光度计特点的是()

A.采用两个单色器

B.采用两束不同波长的单色光

C.可自动扣除背景的影响

D.不用参比溶液,只用一个待测溶液

E.光路中有一个斩波器

19.分光光度计波长误差来源包括()

A.色散元件传动机构的运动误差

B.波长度盘的刻划误差

C.狭缝中心位置偏移

D.装校误差

E.灯泡的稳定性

20.分光光度计的性能指标包括()

A.波长准确度和波长重复性

B.分辨率

C.光度准确度和光度线性范围

D.基线稳定度和基线平直度

E.光谱带宽

21.分光光度计出现不能调零故障时,可能的原因包括()A.光门不能完全关闭

B.微电流放大器损坏

C.光能量不够

D.光源损坏

E.比色器架没落位

22.分光光度计出现不能置100%T故障时,可能的原因包括()A.光能量不够或光源损坏

B.光门不能完全关闭

C.比色器架没落位

D.光门未完全打开

E.微电流放大器损坏

23.分光光度计出现测光精度不准故障时,可能的原因包括()A.波长位移

B.比色器受污染

C.样品混浊

D.比色器架没落位

E.光源老化

24.分光光度计出现噪声指标异常时,可能的原因包括()A.光源老化

B.环境振动过大

C.样品室不正

D.预热时间不够

E.样品混浊

25.下述是荧光分析法特点的是()

A.灵敏度高(可达10-12g数量级)

B.选择性强,有利于分析复杂的多组分混合物

C.用样量少、特异性好、操作简便

D.对温度、pH值等因素变化比较敏感

E.只能用来测量发荧光的物质或与某些试剂作用后发荧光的物质26.强荧光物质在分子结构上具有的特征包括()

A.具有大的共轭π- π双键结构

B.具有刚性平面结构

C.具有最低的单线电子激发态S1为π- π型

D.取代基团为给电子取代基

E.共轭体系越小,越容易产生荧光

27.原子吸收光谱仪的性能特征评价指标包括()

A.波长精度

B.自动调零和自动校准

C.对某个元素的特征浓度和检出限

D.自动取样及自动处理数据

E.分辨率

28.原子吸收光谱仪在工作过程中出现没有吸收的故障时,常见原因有()A.光源选择不正确

B.波长选择不对

C.工作电流选择过大

D.火焰温度选择不当

E.标准溶液配制不合适

29.原子吸收光谱仪在工作过程中出现灵敏度低的故障时,常见的原因有()A.元素发射背景太大

B.火焰温度选择不当

C.雾化器调整不好或堵塞

D.波长选择不合适

E.样品与标准溶液变质

30.原子吸收光谱仪在工作过程中出现重现性差的故障时,常见的原因有()A.火焰不稳定

B.废液流动不畅通

C.波长选择不对

D.喷雾器没调好

E.乙炔流量不稳定

31.原子吸收光谱仪在工作过程中出现分析结果偏高的故障时,常见的原因有()A.溶液中的固体未溶解

B.背景吸收

C.标准溶液变质

D.空白没有校正

E.假吸收

32.原子吸收光谱仪在工作过程中出现分析结果偏低的故障时,常见的原因有()A.试样挥发不完全,细雾颗粒大,在火焰中未完全离解

B.被测试样浓度太高,仪器工作在非线性部分

C.标准溶液变质

D.试样污染

E.假吸收

33.下述仪器中是原子发射光谱仪的有()

A.火焰光度计和火焰分光光度计

B.激光显微发射光谱仪

C.摄谱仪

D.光电直读光谱仪

E.荧光光谱仪

三、简答题

1.简述光吸收定律的物理意义及使用范围。

2.何为吸收光谱和发射光谱?

3.紫外-可见分光光度计的基本结构及各部分功能是什么?

4.影响紫外-可见分光光度计的因素有哪些?

5.简述原子吸收光谱仪的主要结构、性能及特点。

6.简述原子发射光谱仪的主要结构及特点。

7.简述荧光光谱仪的主要结构及特点。

8.影响荧光强度的主要因素是什么?

9.光谱技术分为几类?

10.紫外-可见分光光度计的有哪些基本类型?

11. 单波长单光束分光光度计的特点是什么?

12. 单波长双光束分光光度计的结构特点是什么?

13.简述原子吸收光谱仪的测试原理。

14. 简述原子发射光谱仪的测试原理。

15.荧光光度计与紫外可见分光光度计结构上的区别是什么?

16.什么是物质的激发光谱和荧光光谱?它们之间有什么关系?

17.简述物质的分子结构和荧光的关系。

18.荧光光度计和荧光分光光度计的区别是什么?

19.使用荧光光谱仪时的注意事项是什么?

20.简述紫外-可见分光光度计的性能评价指标。

21.简述紫外-可见分光光度计波长校正的意义和方法。

22.简述仪器产生杂散光的原因。

习题参考答案一、名词解释

1.激发光谱:将激发光的光源用单色器分光,连续改变激发光波长,固定荧光发射波长,测定不同波长的激发光照射下,物质溶液发射的荧光强度的变化,以激发光波长为横坐标,荧光强度为纵坐标作图,即可得到荧光物质的激发光谱。从激发光谱图上可找出发生荧光强度最强的激发波长λ

ex

2.荧光光谱:选择λ

ex

作激发光源,并固定强度,而让物质发射的荧光通过单色器分光,测定不同波长的荧光强度。以荧光波长作横坐标,荧光强度为纵坐标作图,便得荧光光谱。荧光光谱中荧光强度

最强的波长为λ

em 。荧光物质的最大激发波长(λ

ex

)和最大荧光波长(λ

em

)是鉴定物质的根据,也是

定量测定中所选用的最灵敏的波长。

3.光谱分析:对物质发射辐射能的能谱分析或对辐射能与物质相互作用引起的能谱改变的分析均称为光谱分析。

4.吸收光谱:光照射到物质时,一部分光会被物质吸收。在连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱被称作吸收光谱。每一种物质都有其特定的吸收光谱,因此可根据物质的吸收光谱来分析物质的结构和含量。

5.发射光谱:一部分物质分子或原子吸收了外来的能量后,可以发生分子或原子间的能级跃迁,所产生的光谱称为发射光谱,包括线状光谱、带状光谱及连续光谱。通过测定物质发射光谱可以分析物质的结构和含量。

6.摩尔吸光系数(ε):摩尔吸光系数表示在一定波长下测得的液层厚度为1cm, 溶液浓度c为1mol/L时的稀溶液吸光度值。吸光系数与入射光波长、溶液温度、溶剂性质及吸收物质的性质等多种因素有关。当其它因素固定不变时,吸光系数只与吸收物质的性质有关,可作为该物质吸光能力大小的特征数据。

7.分光光度计:能从含有各种波长的混合光中将每一单色光分离出来并测量其强度的仪器称为分光光度计。它具有分析精密度高、测量范围广、分析速度快和样品用量少等优点。根据所使用的波长范围不同可分为紫外光区、可见光区、红外光区以及万用(全波段)分光光度计等。

8.荧光:某些物质吸收光能量后,可发射波长与激发光波长相同或不同的光,当激发光源停止照射试样,再发射过程立即停止,这种再发射的光称为荧光。按照来源不同可分为分子荧光和原子荧光。荧光的发生和强度与物质的分子(或原子)结构有着密切的关系。通过测定物质分子产生的荧光强度可进行物质的定性与定量分析。

9.朗伯-比尔定律:是比色分析的基本原理,表达了物质对单色光吸收程度与溶液浓度和液层厚度之间的定量关系。当用一束单色光照射吸收溶液时,其吸光度A与液层厚度b及溶液浓度的乘积c成正比,此即朗伯-比尔定律。数学表达式为: A=kbc。它适用于分子吸收和原子吸收。

10.单色器:将来自光源的复合光分解为单色光并分离出所需波段光束的装置,是分光光度计的关键部件。主要由入射狭缝、出射狭缝、色散元件和准直镜组成。

11.吸收池:又称为比色皿、比色杯、样品池或液槽等,是用来盛放被测溶液的器件,同时也决定着透光液层厚度,可用塑料、玻璃、石英或熔凝石英制成。在可见光范围内,常用无色光学玻璃或塑料制作;在紫外区,需用能透紫外线的石英或熔凝石英制作。

12.外光电效应:光照射在某些金属表面,会有光电子从金属表面逸出,这种光电效应称为外光电效应。利用外光电效应可以制成光电管和光电倍增管。

13.内光电效应:光深入到物体内部,将物体内部原子中的一部分束缚电子激发成自由电子,但这些电子并不逸出物体,而是留在物体内部从而使物体导电性增强,这种效应称为内光电效应。利用内光电效应,可制成光敏电阻(阻值随光照强度而明显改变)、光敏二极管(二极管接上反向电压,没有光照时呈反向截止状态,有光照射时,反向电流明显增大,经三极管放大后再推动继电器工作)以及光电池。

14.光电管:利用碱金属的外光电效应制成的光电转换元件。按电极结构不同可分为中心阳极式、中心阴极式和平行平板式几种,按管内充气与否又可分为真空光电管与充气光电管两种。光电管的质量取决于阴极灵敏度、线性范围、最大、最小可测能量等几个重要技术指标。

15.光电倍增管:利用外光电效应与多级二次发射体相结合而制成的光电元件,由一个表面涂有光敏材料的阴极和若干个(通常为9个~13个)二级电子发射极(打拿极)组成,其灵敏度比光电管高200多倍。有三个重要指标:波长效应、灵敏度和噪声水平。

16.光电二极管阵列:检测器为多道光检测器,可同时检测多个波长的光强度。它是由一行光敏区和二行读出寄存器构成。光电二极管阵列不怕强光、耐振动、耐冲击、重量轻、耗电少、寿命长、光谱响应范围宽、量子效率高、可靠性高、读出速度快。

17.光电池:某些半导体材料受光照射时,背光面和受光面之间会产生电位差。在两面之间可检测到电流。这种光电转换元件即为光电池。常用的有硒光电池、硅光电池等。光电池所产生的光电流与入射光强成正比。光电池的优点是结实、便宜、使用方便,不用外接电源,只要受光照射,便能产生电流,应用起来很方便。缺点是容易受潮而使其产生的电流大小不稳定。

18.电荷耦合器件:一种新型固体多道光学检测器件,是在大规模硅集成电路工艺基础上研制而成的模拟集成电路芯片。它可以借助必要的光学和电路系统,将光谱信息进行光电转换、储存和传输,在其输出端产生波长-强度二维信号,信号经放大和计算机处理后在末端显示器上同步显示出人眼可见的图谱,无须感光板那样的冲洗和测量黑度的过程。

19.波长准确度:指仪器波长指示器上所示波长值与仪器此时实际输出的波长值之间的符合程度。可用二者之差来衡量分光光度计的准确性。

20.波长重复性:是指在对同一个吸收带或发射线进行多次测量时,峰值波长测量结果的一致程度。通常取测量结果的最大值与最小值之差来作为衡量分光光度计的准确性指标之一。

21.光度准确度:指仪器在吸收峰上读出的透射率或吸光度与已知真实透射率或吸光度之间的偏差。该偏差越小,光度准确度越高。

22.光度线性范围:指仪器光度测量系统对于照射到接收器上的辐射功率与系统的测定值之间符合线性关系的功率范围,也就是仪器的最佳工作范围。在此范围内测得的物质的吸光系数才是一个常数。这时候仪器的光度准确度最高。

23.分辨率:指仪器对于紧密相邻的峰可分辨的最小波长间隔,它是分光光度计质量的综合反映。单色器输出的单色光的光谱纯度、强度以及检测器的光谱灵敏度等是影响仪器分辨率的主要因素。

24.光谱带宽:指从单色器射出的单色光(实际上是一条光谱带)最大强度的1/2处的谱带宽度。它与狭缝宽度、分光元件、准直镜的焦距有关,可以认为是单色器的线色散率的倒数与狭缝宽度的乘积。

25.杂散光:指除了所需波长以外的其余所有光。它是测量过程中的主要误差来源,会严重影响检测准确度。有两种原因引起的杂散光:①仪器中光学、机械零件的反射和散射等原因使所采用的测定波长的光偏离正常光路,在不通过样品的情况下直接照射到单色器。这种杂散光波长与测定波长相同;②由仪器的光学系统设计制作缺陷引起。如不必要的反射面、光束孔径不匹配、光学元件表面的擦痕、光学系统的像差、不均匀色散以及由于机械零部件加工不良、位置错移、仪器内壁防眩黑漆脱落等。

26.基线稳定度:指在不放置样品的情况下,分光光度计扫描100%T或0%T时读数偏离的程度,是仪器噪声水平的综合反映。一般取最大的峰缝之间的值作为绝对噪声水平。如果基线稳定度差,光度准确度就低。

27.基线平直度:指在不放置样品的情况下,扫描100%T或0%T时基线倾斜或弯曲的程度,是分光光度计重要性能指标之一。在高吸收时,0%线的平直度对读数的影响大;在低吸收时,100%线的平直度对读数的影响大。光学系统的失调、两个光束不平衡、仪器振动等都影响基线平直度。基线平直度不好,可使样品吸收光谱中各吸收峰间的比值发生变化,给定性分析造成困难。

28.原子化器:原子化器是在原子吸收光谱仪中提供能量将液态试样中的待测元素干燥蒸发使之转变成原子态蒸气的部件。常用的有火焰原子化器和无火焰原子化器两种。火焰原子化器常用的是预混合型原子化器,无火焰原子化器常用的是石墨炉原子化器。

29.特征浓度:指产生1%吸收或0.0044吸光度时所对应的被测元素的浓度或质量。可作为原子吸收光谱仪对某个元素在一定条件下的分析灵敏度。特征浓度S值越小,表示分析灵敏度越高。

30.检出限:表示在选定的实验条件下,被测元素溶液能给出的测量信号3倍于标准偏差时所对应的浓度(单位:mg/L)。无火焰光谱法中常用绝对检出限表示,单位为g。它是原子吸收光谱法中一个很重要的综合性技术指标,既反映仪器的质量和稳定性,也反映仪器对某元素在一定条件下的检出能力。检出限越低,说明仪器性能越好,对元素的检出能力越强。

31.原子发射光谱法:根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法。

32.摄谱仪:用光栅或棱镜做色散元件,用照相法记录光谱的原子发射光谱仪器。根据色散元件的不同把摄谱仪分为棱镜摄谱仪和光栅摄谱仪两种。

33.光电直读光谱仪:用光电倍增管接收和记录谱线的原子发射光谱仪器称为光电直读光谱仪。光电直读光谱仪与摄谱仪的区别在于用光电倍增管和有关电子电路代替感光板。分为多道直读光谱仪、单道扫描光谱仪和全谱直读光谱仪三种。前两种仪器采用光电倍增管作为检测器,后一种采用固体检测器。

34.原子荧光光谱分析法:利用原子荧光谱线的波长和强度进行物质的定性与定量分析的方法。在一定实验条件下,被测元素的浓度与荧光强度成正比,因而可据此对物质进行定量分析。

二、选择题

【A型题】

1.D 2.D 3.D 4.C 5.A 6.B 7.C 8.C 9.C 10.D 11.B 12.D

13.D14.A15.E 16.A 17.B 18.B 19.A 20.C 21.B 22.D 23.B 24.D

25.C 26.D 27.C 28.C 29.D 30.C 31.D 32.A 33.D 34.D 35.C 36.A

37.B 38.A

【X型题】

1.AC 2.AC 3.ACE 4.BD5.AB 6.CDE 7.ABC 8.AC 9.ABCE 10.ABCD

11.A BCD 12.A BCE 13.AE14.BCD 15.ABCD 16.DE 17.AC 18.ABCDE 19.ABCD 20.ABCDE

21.AB 22.ACD 23.ABC 24.ABCD 25.ABCDE 26.ABCD 27.ACE 28.ABCE 29.ABCDE 30.ABDE

31.ABCDE 32.ABCD 33.ABCD

三、简答题

1.简述光吸收定律的物理意义及使用范围。

答:光的吸收定律即朗伯-比尔定律,是比色分析的基本原理,表达了物质对单色光吸收程度与溶液

浓度和液层厚度之间的定量关系。其内容是:当用一束单色光照射溶液时,其吸光度A与液层厚度b及

溶液浓度c的乘积成正比。即A=kbc。

朗伯-比尔定律的适用条件为:①入射光为单色光。波长范围越大,单色光纯度越低,对朗伯-比耳

定律的偏离越大;②溶液中邻近分子的存在并不改变每一给定分子的特性,即分子间互不干扰。当溶液

浓度很大时,由于溶液分子的相互干扰,该定律不再成立。

2.何为吸收光谱和发射光谱?

答:在连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱被称作吸收光谱。每种物质的吸收光谱取

决于物质本身的结构,包括分子吸收光谱和原子吸收光谱。

物质所发射的光称为发射光谱。物质的发射光谱有三种:线状光谱、带状光谱及连续光谱。线状光

谱由原子或离子被激发而发射;带状光谱由分子被激发而发射;连续光谱由炙热的固体或液体所发射。

3.紫外-可见分光光度计的基本结构及各部分功能是什么?

答:紫外-可见分光光度计基本结构由光源、单色器、样品池、检测器和放大显示系统等五部分组成。

光源提供入射光,单色器的作用是将来自光源的复合光分解为单色光并分离出所需波段光束。吸收池用

来盛放被测溶液,检测器作用是把光信号转换为电信号,信号显示系统是把放大的信号以适当的方式显

示或记录下来。

4.影响紫外-可见分光光度计的因素有哪些?

答:①由于单色器的类型和质量不同造成的单色性不纯,②由仪器中光学、机械零件的反射和散射以及由仪器的光学系统设计制作缺陷引起的杂散光,③吸收池的质量,④电压、检测器负高压波动,造成光源光强波动和检测器噪声增大,⑤其它如吸光度读数刻度误差、仪器安装环境(如振动、温度变化)、化学因素(如荧光、溶剂效应等)等因素的影响。

5.简述原子吸收光谱仪的主要结构、性能指标及特点。

答:原子吸收光谱仪主要结构包括光源、原子化器、分光系统及检测系统的四个部件。

性能指标包括波长精度、分辨率、对某个元素的特征浓度和检出限等。原子吸收分光光度计能测量近70种金属和半金属元素,从超微量到高浓度都能准确和精确地测定。具有测量灵敏度高、干扰少、测量手续简便等特点。

6.简述原子发射光谱仪的主要结构及特点。

答:原子发射光谱仪主要由光源、分光系统、检测系统三部分构成。

原子发射光谱仪灵敏度高、选择性好、分析速度快、用样量少、能同时进行多元素的定性和定量分析,是元素分析最常用的方法之一,目前主要是用来对70余种元素的原子光谱进行分析。但原子发射光谱反映的是原子或离子所发射的特征谱线,与其来源的分子状态无关,只能用来确定被测物质的元素组成与含量,不能给出物质分子的有关信息。

7.简述荧光光谱仪的主要结构及特点。

答:荧光光谱仪属于发射光谱分析仪器。其结构包括五个基本部分:激光光源,单色器,样品池,检测器和记录显示系统。

主要特点是灵敏度高(可达10-12g数量级);选择性强,有利于分析复杂的多组分混合物;用样量少、特异性好、操作简便。不足之处一是对温度、pH值等因素变化比较敏感,二是应用范围较窄,只能用来测量发荧光的物质,或与某些试剂作用后发荧光的物质。

8.影响荧光强度的主要因素是什么?

答:强荧光物质在分子结构上往往具有以下一些特征:①若共轭体系越大,越容易产生荧光。大部分荧光物质都有芳香环或杂环,芳香环越大,荧光强度也往往较强;②如果物质的分子结构具有刚性平面结构,则为强荧光物质;③若取代基是给电子取代基,则荧光强度增加。

9.光谱技术分为几类?

答:光谱技术分析法利用的是待测定组分所显示出的吸收光谱或发射光谱,既包括分子光谱,也包括原子光谱。利用被测定组分中的分子所产生的吸收光谱进行测定的分析方法,即通常所说的分子吸收法,包括可见与紫外分光光度法、红外光谱法;利用被测定组分中的分子所产生的发射光谱进行测定的分析方法,称为分子发射法,常见的有分子荧光光度法。利用被测定组分中的原子吸收光谱进行测定的分析方法,即原子吸收法;利用被测定组分中的原子发射光谱进行测定的分析方法,称为原子发射法,包括发射光谱分析法、原子荧光法、X射线原子荧光法、质子荧光法等。

10.紫外-可见分光光度计的有哪些基本类型?

光谱分析仪器的组成部件

光谱分析仪器的组成部件 光谱分析仪器 光谱分析仪器是测量发光体的辐射光谱,常见的发射,吸收,荧光货散射的光谱分析,虽然仪器构造不同,但是组成的光谱仪大致相同的。由五个部件组成:辐射源,单色器,试样的容器,检测器和信号处理器(读出装置) 各类仪器的裣测器和信号处理器两个部分基本相同。发射光谱法不需外加辐射源,因样品本身就是发射体,样品的容器就是电弧、火花或火焰。吸收、荧光和散射光谱法都需辐射能源。吸收光谱的光源辐射经波长选择器后通过样品,光源、样品和检测器都处于一条直线上;而对于荧光或敢射辑射,通常检测器的位置与光源具有一定的角度(90°)。 根据波长区域的不同,对各种部件的功能和性能总的要求大体类似,但是具体的要求又有所区别。下面对这些部件分别进行介绍: 一、辐射源 光谱分析中,光源必须具有足够的功率并且要求稳定。一般连续光源主要用于分子吸收法,线光源用于荧光、原子吸收和拉曼散射法。 1.紫外、可见和近红外辐射的连续光源 (1)紫外连续光源。紫外区的连续光源可在低气压下用电能激发氢或氘而获得,例如髙压氢灯,低压氢灯。 (2)可见连续光源。例如钨灯,氙弧灯。 (3)红外连续光源。例如Nemst灯,炽热的碳硅棒光源,白炽金属丝光源等。 2.线光原 例如金属蒸气灯、空心阴极灯,激光器等。 二、单色器 其主要作用是把多色辐射色散成只含限定波长区域的谱带。紫外、可见和红外辐射用的单色器在机械结构方面相类似,都使用狭缝、透镜、反射镜、窗口和棱境(或

光栅)。但视所用波长区域的不同,用以制作这些部件的材料也有所区别。在350nm以下通常采用石英棱镜,在350~2000nm范围内同样大小的玻璃棱镜的分辩本领比石英为优。因为它的折射率随波长的改变值较大。 三、样品容器 与单色器的光学元件一样,样品池必须用能透过所研究的光谱区域辐射的材料制成。在紫外区(低于350nm)应采用石英或熔凝石英,这两种材料在可见区到大约3/xm 的红外区域也都是透明的。硅酸盐玻璃可用在350~2000nm之间的波长区域。在可见区也可采用塑料容器。在红外区常用氣化钠晶体来制作吸收池窗口,也可采用其他的红外透明材料。 四、检测器 光电检测器必须在一个宽的波长范围内对辐射有响应,在低辐射功率时的反应要敏感,对辐射的响应要快,产生的电信号容易放大,噪音要小,更重要的是产生的信号应正比于光束的功率。 辑射检测器可分为两类,一类对光有响应;另一类对热有响应。 1.光子检测器 对光子有响应的检測器,都是以辐射与反应表面的相互作用从而产生电子的光电效应,或使电子跃迁到能导电状态(光导)为基础的。光辐射中只有紫外、可见和近红外才具有足以使这些过程发生的能量。光电检测器响应的是光子数目而不是能量;响应时间快(亚微秒级);可检测的辐射功率低灵敏。例如光生伏打电池、光电管、光电倍增管,半导体检测器,硅二级管检测器等。 2.热检测器 红外区光子能童不足以引起光电子发射,故光子检测器不适用,只能用热检测器,它可检测除近红外以外的所有红外辐射。其原理是辐射由小黑体吸收后,测量其温度的上升,进而转成电参量(电势、电阻、电容等)被检测。它属于非量子化敏感器,仅对光子能量有响应而不是光子数,响应时间慢(毫秒级);检测灵敏度也比光子检测器低。 吸收元件的热容必须小,并应置于真空容器中,以隔离附近的热辐射。常采用斩光技术使与干扰热辐射相区别。由于现有的光源强度和红外光子的能量较低,所以信号的放大倍数要高。 常见的热检测器有热电偶,测辐射热计,热电检测器,Golay检测器等。 五、倍号处理和读出装置

光谱分析法和化学分析法优缺点

一、分析的方法不同: 化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。 仪器分析(近代分析法或物理分析法):是基于与物质的物理或物理化学性质而建立起来的分析方法。这类方法通常是测量光、电、磁、声、热等物理量而得到分析结果,而测量这些物理量,一般要使用比较复杂或特殊的仪器设备,故称为“仪器分析”。仪器分析除了可用于定性和定量分析外,还可用于结构、价态、状态分析,微区和薄层分析,微量及超痕量分析等,是分析化学发展的方向。 二、仪器分析(与化学分析比较)的特点: L级,甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。μg、μ1. 灵敏度高,检出限量可降低。如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的 2. 选择性好。很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件,使共存的组分测 定时,相互间不产生干扰。 3. 操作简便,分析速度快,容易实现自动化。 仪器分析的特点(与化学分析比较) 4. 相对误差较大。化学分析一般可用于常量和高含量成分分析,准确度较高,误差小 于千分之几。多数仪器分析相对误差较大,一般为5%,不适用于常量和高含量成分分析。 5. 仪器分析需要价格比较昂贵的专用仪器。 三、仪器分析与分析化学的关系: 二者之间并不是孤立的,区别也不是绝对的严格的。a. 仪器分析方法是在化学分析的基础上发展起来的。许多仪器分析方法中的式样处理涉及到化学分析方法(试样的处理、分离及干扰的掩蔽等);同时仪器分析方法大多都是相对的分析方法,要用标准溶液来校对,而标准溶液大多需要用化学分析方法来标定等。b. 随着科学技术的发展,化学分析方法也逐步实现仪器化和自动化以及使用复杂的仪器设备。 化学方法和仪器方法是相辅相成的。在使用时应根据具体情况,取长补短,互相配合。 四、学习掌握的目标不同: 化学分析主要的内容为:数据处理与误差分析、四大滴定分析法、重量分析法。学习化学分析要求掌握其基本的原理和测定方法,建立起严格的“量”的概念。能够运用化学平衡的理论和知识,处理和解决各种滴定分析法的基本问题,包括滴定曲线、滴定误差、滴定突跃和滴定终点的判断,掌握重量分析法分析化学中的数据处理与误差处理。正确掌握有关的科学实验技能,具备必要的分析问题和解决问题的能力。 仪器分析涉及的分析方法是根据物质的光、电、声、磁、热等物理和化学特性对物质的组成、结构、信息进行表征和测量,学习仪器分析要求掌握的现代分析技术,牢固掌握各类仪器分析方法的基本原理以及仪器的各重要组成部分,对各仪器分析方法的应用对象及分析过程要有基本的了解。可以根据样品性质、分析对象选择最为合适的分析仪器及分析方法。

常用色谱与光谱分析方法与技术

常用色谱和光谱分析方法和技术 色谱分析、光谱分析以及两谱联用技术,构成了药物分析学科领域中最主要和最基本的研究手段和方法,应用日趋广泛,发展十分迅速,新颖方法层出不穷。 新近常用的色谱分析方法: 一、胶囊色谱(Micellar Chromatography,MC)又称拟相液相色谱或假相液相色谱(Pseudophase LC),是一种新型的液相色谱技术。特点是应用含有高于临界胶囊(或称胶束,微胞等)浓度的表面活性剂溶液作为流动相。所谓“胶囊”就是表面活性剂溶液的浓度超过其临界胶囊浓度(Critical Micelle Concentration,CMC)时形成的分子聚合体。通常每只胶囊由n个(一般为25~160个)表面活性剂单体分子组成,其形状为球形或椭圆球形。在CMC值以上的一个较大浓度范围内,胶囊溶液的某些物理性质(如表面张力、电导等等)以及胶囊本身的大小是不变的。构成胶囊的分子单体与溶液中自由的表面活性剂的分子单体之间存在着迅速的动态平衡。通常有正相与反相两种胶囊溶液。前者是由表面活性剂溶于极性溶剂所形成的亲水端位于外侧而亲脂端位于内部的胶囊;后者是指表面活性剂溶于非极性溶剂所形成的亲水端位于核心而亲脂基位于外面的胶囊。被分离组分与胶囊的相互作用和被分离组分与一般溶剂的作用方式不同,并且被分离组分和两种胶囊的作用也有差别。改变胶囊的类型、浓度、电荷性质等对被分离组分的色谱行为、淋洗次序以及分离效果均有较大影响。胶囊色谱就是充分运用了被分离组分和胶囊之间存在的静电作用、疏水作用、增溶作用和空间位阻作用以及其综合性的协同作用可获得一般液相色谱所不能达到的分离效果。适用于化学结构类似、性质差别细微的组分的分离和分析,是一种安全、无毒、经济的优越技术。 (一)原理:胶囊溶液是一种微型非均相体系(Microheterogenous system)。在胶囊色谱中,分离组分在固定相与水之间、胶囊与水相之间以及固定相与胶囊之间存在着分配平衡。组分的洗脱得为取决于三相之间分配系数的综合作用;同时定量地指出分离组分的容量因子k'的倒数值与胶囊浓度成正比,一般增加胶囊浓度即可获得较佳的分离效果。 (二)方法特点:与传统液相色谱的最大区别在于胶囊色谱流动相是由胶囊及其周围溶剂介质组成的一种微型的非均相体系,而常规流动相是一种均相体系。特点: 1、高度的选择性:因分离组分与胶囊之间存在着静电、疏水以及空间效应的综合作用,只要通过流动相中胶囊浓度的改变,就可使分离选择性获得改善和提高。此外,通过适当固定相以及表面活性剂的选择也可提高分离选择性。 2、便于梯度洗脱:由于表面活性剂的浓度高于CMC后再增大浓度时,溶液中仅胶囊的浓度发生改变,而表面活性剂单体分子的浓度不变,不影响流动相与固定相的平衡过程,因而比传统的梯度洗脱技术大大缩短了分析时间,并减少了流动相的消耗,适用于常规。 3、提高检测灵敏度:胶囊流动相可增加某些化合物的荧光强度,从而提高检测灵敏度。还可稳定某些化合物在室温条件下发生的液体磷光。 4、因分离组分不易分出,故缺点是柱效低且不适于制备分离。 (三)常用表面活性剂:常用的阳离子表面活性剂主要有:溴化或氯化十六烷基三甲铵(Cetyl trimethyl ammonium bromide or chloride,CTMAD或CTMAC);阴离子表面活性剂有十二烷基硫酸钠(SDS);非离子表面活性剂有Brij-35即(聚氧乙烯)35-十二烷基醚。 二、手性分离色谱(Chiral Separation Chromatography,CSC) 是采用色谱技术(TLC、GC和HPLC)分离测定光学异构体药物的有效方法。由于许多药物的对映体(Enantiomer)之间在药理、毒理乃至临床性质方面存在着较大差异,有必要对某些手性药物进行

近红外光谱分析及其应用简介

近红外光谱分析及其应用简介 1、近红外光谱分析及其在国际、国内分析领域的定位 近红外光谱分析是将近红外谱区(800-2500nm)的光谱测量技术、化学计量学技术、计算机技术与基础测试技术交叉结合的现代分析技术,主要用于复杂样品的直接快速分析。近红外分析复杂样品时,通常首先需要将样品的近红外光谱与样品的结构、组成或性质等测量参数(用标准或认可的参比方法测得的),采用化学计量学技术加以关联,建立待测量的校正模型;然后通过对未知样品光谱的测定并应用已经建立的校正模型,来快速预测样品待测量。 近红外光谱分析技术自上世纪60年代开始首先在农业领域应用,随着化学计量学与计算机技术的发展,80年代以来逐步受到光谱分析学家的重视,该项技术逐渐成熟,90年代国际匹茨堡会议与我国的BCEIA等重要分析专业会议均先后把近红外光谱分析与紫外、红外光谱分析等技术并列,作为一种独立的分析方法;2000年PITTCON 会议上近红外光谱方法是所有光谱法中最受重视的一类方法,这种分析方法已经成为ICC(International Association for Cereal Science and Technology国际谷物科技协会)、AOAC(American Association of Official Analytical Chemists美国公职化学家协会)、AACC(American Association of Cereal Chemists美国谷物化学家协会)等行业协会的标准;各发达国家药典如USP(United States Pharmacopoeia美国药典)均收入了近红外光谱方法;我国2005年版的药典也将该方法收入。在应用方面近红外光谱分析技术已扩展到石油化工、医药、生物化学、烟草、纺织品等领域。发达国家已经将近红外方法做为质量控制、品质分析和在线分析等快速、无损分析的主要手段。 我国对近红外光谱技术的研究及应用起步较晚,上世纪70年代开始,进行了近红外光谱分析的基础与应用研究,到了90年代,石化、农业、烟草等领域开始大量应用近红外光谱分析技术,但主要是依靠国外大型分析仪器生产商的进口仪器。目前国内能够提供完整近红外光

光谱学及其应用

光谱学及其应用 摘要:光谱学是光学的一个分支学科,它主要研究各种物质的光谱的产生及其同物质之间的相互作用。光谱是电磁辐射按照波长的有序排列,根据实验条件的不同,各个辐射波长都具有各自的特征强度。通过光谱的研究,人们可以得到原子、分子等的能级结构、能级寿命、电子的组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面物质结构的知识。但是,光谱学技术并不仅是一种科学工具,在化学分析中它也提供了重要的定性与定量的分析方法。 关键词:发展简史;内容;发射;吸收;分析;应用 光谱学的发展简史 光谱学的研究已有一百多年的历史了。1666年,牛顿把通过玻璃棱镜的太阳光分解成了从红光到紫光的各种颜色的光谱,他发现白光是由各种颜色的光组成的。这是可算是最早对光谱的研究。 其后一直到1802年,渥拉斯顿观察到了光谱线,其后在1814年夫琅和费也独立地发现它。牛顿之所以没有能观察到光谱线,是因为他使太阳光通过了圆孔而不是通过狭缝。在1814~1815年之间,夫琅和费公布了太阳光谱中的许多条暗线,并以字母来命名,其中有些命名沿用至今。此后便把这些线称为夫琅和费暗线。 实用光谱学是由基尔霍夫与本生在19世纪60年代发展起来的;他们证明光谱学可以用作定性化学分析的新方法,并利用这种方法发现了几种当时还未知的元素,并且证明了太阳里也存在着多种已知的元素。 从19世纪中叶起,氢原子光谱一直是光谱学研究的重要课题之一。在试图说明氢原子光谱的过程中,所得到的各项成就对量子力学法则的建立起了很大促进作用。这些法则不仅能够应用于氢原子,也能应用于其他原子、分子和凝聚态物质。 氢原子光谱中最强的一条谱线是1853年由瑞典物理学家埃斯特朗探测出来的。此后的20年,在星体的光谱中观测到了更多的氢原子谱线。1885年,从事天文测量的瑞士科学家巴耳末找到一个经验公式来说明已知的氢原子诺线的位置,此后便把这一组线称为巴耳末系。继巴耳末的成就之后,1889年,瑞典光谱学家里德伯发现了许多元素的线状光谱系,其中最为明显的为碱金属原子的光谱系,它们也都能满足一个简单的公式。 尽管氢原子光谱线的波长的表示式十分简单,不过当时对其起因却茫然不知。一直到1913年,玻尔才对它作出了明确的解释。但玻尔理论并不能解释所观测到的原子光谱的各种特征,即使对于氢原子光谱的进一步的解释也遇到了困难。 能够满意地解释光谱线的成因的是20世纪发展起来的量子力学。电子不仅具有轨道角动量,而且还具有自旋角动量。这两种角动量的结合便成功地解释了光谱线的分裂现象。 电子自旋的概念首先是在1925年由乌伦贝克和古兹密特作为假设而引入的,以便解释碱金属原子光谱的测量结果。在狄喇克的相对论性量子力学中,电子自旋(包括质子自旋与中子自旋)的概念有了牢固的理论基础,它成了基本方程的自然结果而不是作为一种特别的假设了。 1896年,塞曼把光源放在磁场中来观察磁场对光三重线,发现这些谱线都是偏振的。现在把这种现象称为塞曼效应。次年,洛伦兹对于这个效应作了满意的解释。 塞曼效应不仅在理论上具有重要意义,而且在应用中也是重要的。在复杂光谱的分类中,塞曼效应是一种很有用的方法,它有效地帮助了人们对于复杂光谱的理解。

红外光谱分析技术及其应用

红外光谱分析技术及其应用(作者: _________ 单位:___________ 邮编: ___________ ) 作者:范雪芳徐淼侯晓涛王帅李洪宇张丽华 【摘要】红外光谱(IR)分析技术是一门发展迅猛的高新技术,与传统分析技术相比,红外光谱分析技术具有分析速度快,样品用量少,无破坏无污染等特点。红外光谱测定的是物质中分子的吸收光谱,不同的物质会有其特征指纹的特性,利用红外指纹图谱技术对中成药进行质量鉴定与分析,借助计算机和模式识别等技术,以综合的、宏观的、非线性的分析理念和质量控制模式来评价中药的真伪优劣 【关键词】红外光谱;红外指纹图谱技术 【Abstract ] Infrared spectrum (IR) is a fast developing newly tech no logy. Comparedwith traditi onal an alysis tech no logy, IR possesses characters of fast analysis, little sample, no breach and no pollution. IR measures the absorption spectrum of molecule, and different substances have different fingerprint patter ns. Thus, IR tech no logy can be applied to detect and an alyze the quality of traditi onal Chin ese drug. Using the computer, pattern recognition and so on, we can estimate if

光谱分析仪器的使用环境应该注意哪些

光谱分析仪是根据原子所发射的光谱来测定物质的化学组分的。不同物质由不同元素的原子所组成,而原子都包含着一个结构紧密的原子核,核外围绕着不断运动的电子。作为精密的光谱分析仪器,在使用时要注意哪些环境问题呢? 1、使用环境:放置光谱仪的实验室应该防震,洁净,通风干燥(如南京麒麟生产的QL-5800A型直读光谱分析仪的环境要求:温度23正负5之间,适度在15-70%之间),一般来说直读光谱仪的相对适度应该小于80%,室内温度应该保持在0—50度之间,在同一个校准周期内室内温度变化不过5摄氏度。 2、现场电源电压要求:QL-5800A型直读光谱分析仪的电源电压一定要是220V,千万不能用380V电压,因为HX-750型只是过流保护,没有过压保护,并且电压220V变化小于10%,频率50HZ,变化小于2%,并且一定要接地良好。 3、检查氩气瓶是否有氩气,并且必须是纯度99.99%以上的高纯氩气,氩气的纯度与流量对分析测量值有很大影响.检查氩气是否与主机,压力表正确链接,打开氩气阀,检查氩气压力是否在 10bar以上。 4、开机后,检查气压温度等条件是否满足仪器正常使用的要求。一般主机压力显示在5-5.5之间,温度在38正负1之间,一切正常时候就可以开始其他操作。 5、在开机之后到可以测量的这段时间大约在10分钟左右,在等待过程中可以先进行式样打磨,试样打磨对于测量也很重要,如打磨偏细则测得碳含量偏低,如打磨偏粗则测得碳含量偏高,对于试样的打磨粗磨后,好用40#的砂子细磨。同一点也不能进行2次激发,否则结果也有偏差。样品表面纹路清晰,无缩孔,无砂眼则可进行测量分析,打磨好的试样表面不可以有手触摸,这是人为操作误差中常见的误差,一定要严格按安全操作规程操作。 6、选择模式,根据所测量试样的材质不同,而采用其相应的模式,低合金钢,铬钢,铬镍钢等的模式并不相同,应选择适合材质的模式,这点也很重要,它直读光谱仪测量准确性的关键,简单的说,直读分析测量属于定性定量分析,所以它比其它定性半定量或者定量分析都要更加准确,这也是本文的核心—仪器分析中直读光谱仪的准确性更好。 7、检验电和激发装置是否清洁,用电刷清洁电和激发装置,电子表面钝化则需更换,然后用专业电安装工具使其固定在正确位置(一般电端部到分析面距离4mm)。 8、用废样打点,直到打出的点符合3-6 mm金属光泽点要求后,用与被测样品相近的标准试样测量,若标样的测量值与标准值偏差小,就可以进行测量了,若偏差较大或不稳定,应对此标样做OPS,若OPS结果仍不理想,那就需要重新制作曲线了,知道问题解决为止。

仪器分析技术发展趋势及应用

仪器分析技术最新发展趋势及应用 摘要:本文阐述了现代科学技术发展中仪器分析发展的现状及其基础地位,仪器分析的特点及存在的局限性及最新发展趋势。特别是当今仪器分析技术吸取数学、物理学、计算机科学以及生物学中的新思想、新理念、新方法和新技术,不断完善现有的仪器分析技术,使仪器分析技术正朝着快速、准确、自动、灵敏以及适应特殊分析方向而迅猛发展,这就是当今仪器分析技术发展的总趋势! 关键词:仪器分析分析方法发展趋势 当代科学技术发展的主要特征是高度分化和高度综合,分析化学也不例外。分析化学是四大化学之一,包括两大范畴化学分析和仪器分析。化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法,常常需要使用比较复杂的仪器。仪器分析又分为基础仪器分析和现代仪器分析,现代仪器分析又分为波谱分析、光谱分析、电化学分析、色谱分析、电镜分析、放射化学分析等。 1 仪器分析技术的基础地位 现代仪器分析是一门信息科学,用于陈述事物的运动状态,促进人与环境的相互交流.现代仪器分析也是一门信息技术,涉及信息的生产、处理、流通、也包括信息获取、信息传递、信息存储、信息处理和信息显示等,有效地扩展了人类信息器官的功能.人们通常将信息与物质!能源相提并论,称为人类社会赖以生存发展的三大支柱。世界由物质组成的,没有物质世界便虚无缥缈。能量是一切物质运动的源泉,没有能源,世界便成为静寂的世界。信息则是客观事物与主观认识相结合的产物,没有信息交换,世界便成为没有生气的世界,人类无法生存和发展。 生产和科研的发展,特别是生命科学和环境科学的发展,对分析化学的要求不再局限于“是什么”、“有多少”?而是要求提供更多更全的信息,即从常量到微量分析,从微量到微粒分析,从痕量到超痕量分析,从组成到形态分析,从总体到微区分析,从表现分布到逐层分析,从宏观到微观结构分析,从静态到快速反

仪器分析(完整版)

绪论 一、什么是仪器分析?仪器分析有哪些特点?(简答,必考题) 仪器分析是分析化学的一个重要部分,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。 1、灵敏度高,检出限量可降低。 如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的、级,甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。 2、选择性好。 很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件,使共存的组分测定时,相互间不产生干扰。 3、操作简便,分析速度快,容易实现自动化。 4、相对误差较大。 化学分析一般可用于常量和高含量成分分析,准确度较高,误差小于千分之几。多数仪器分析相对误差较大,一般为5%,不适用于常量和高含量成分分析。 5、需要价格比较昂贵的专用仪器。 二、仪器分析的分类 光化学分析法,电化学分析法,色谱分析法和其他仪器分析方法。 三、仪器分析法的概念 仪器分析法是以物质的物理或物理化学性质为基础,探求这些性质在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系,进而对待测物进行定性、定量及结构分析及动态分析的一类测定方法。 四、仪器分析法的主要性能指标 精密度,准确度,灵敏度,标准曲线的线性范围,检出限(浓度—相对检出限;质量—绝对检出限) 五、选择分析方法的几种考虑 仪器分析方法众多,对一个所要进行分析的对象,选择何种分析方法可从以下几个方面考虑: 1.您所分析的物质是元素?化合物?有机物?化合物结构剖析? 2.您对分析结果的准确度要求如何?

3.您的样品量是多少? 4.您样品中待测物浓度大小范围是多少? 5.可能对待测物产生干扰的组份是什么? 6.样品基体的物理或化学性质如何? 7.您有多少样品,要测定多少目标物? 光谱分析法导论 一、什么是光谱分析法 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的跃迁产生的发射、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——通过各种光谱分析仪器来完成分析测定——光谱分析仪器基本组成部分:信号发生系统,色散系统,检测系统,信号处理系统等。 二、光谱的分类 1、按产生光谱的物质类型:原子光谱(线状光谱)、分子光谱(带状光谱)、固体光谱 2、按产生光谱方式:发射光谱、吸收光谱、散射光谱 3、按光谱性质和形状:线状光谱、带状光谱、连续光谱 三、光谱仪器的组成 1、光源:要求:强度大(分析灵敏度高)、稳定(分析重现性好) 按光源性质:连续光源:在较大范围提供连续波长的光源,氢灯、氘灯、钨灯等 线光源:提供特定波长的光源,金属蒸气灯(汞灯、钠蒸气灯)、空心 阴极灯、激光等。 2、单色器:是一种把来自光源的复合光分解为单色光,并分离出所需要波段光束的装置(从连续光源的辐射中选择合适的波长频带)。 单色光具有一定的宽度(有效带宽)。有效带宽越小,分析的灵敏度越高、选择性越好、分析物浓度与光学响应信号的线性相关性也越好。 3、样品室:光源与试样相互作用的场所; 吸收池:紫外-可见分光光度法:石英比色皿 红外分光光度法:将试样与溴化钾压制成透明片 4、检测器 5、显示与数据处理 二、光的能量E 、频率υ、波长λ、波数σ的关系 E=h υ=hc/λ=hc σ 不同波长的光(辐射)具有不同的能量,波长越长,频率、波数越低,能量越低 KcL A

近红外光谱技术在药物分析中的应用

近红外光谱技术在药物分析中的应用 1·前言 近红外光谱分析技术是分析化学领域迅猛发展的高新分析技术,越来越引起国内外分析专家的注目,在分析化学领域被誉为分析“巨人”,它的出现可以说带来了又一次分析技术的革命。 近红外(NIR)谱区是人类认识最早的非可见光谱区,波长范围在0.75—2.5 m之间,用波数表示时则在13330—4000cm-1之间。由于近红外的吸收谱带复杂,谱峰重叠,信号弱,在分析上难以应用,长期以来没有受到人们的重视。近十多年来,随着近红外仪器的改良,新的光谱理论和光度分析方法的建立,特别是计算机技术和化学计量学的广泛应用和迅速发展,使近红外光谱技术成为目前发展最快、最引人注目的分析技术,并以其简单快速、实时在线、无损伤无污染分析等特点,在复杂物质的分析上得到广泛应用。在包括制糖和制药的许多与化学分析和品质管理有关的行业中的应用前景极其广阔。 关于近红外光谱技术在制药行业中应用的文献报道越来越多,显示了近红外光谱技术在制药领域中越来越受到人们的重视。近红外光谱分析具有的快速实时、操作简单、无损伤测定、不受样品状态影响的特点很符合药物分析的要求。因此,在制药业中原料药的分析、药物制剂中水分、有效成分的分析、药物生产品质的过程控制等方面近红外光谱技术得到了十分广泛的应用。 2·光谱介绍 近红外光是介于可见光和中红外光之间的电磁波,根据ASTM(美国试验和材料检测协会)定义是指波长在780~2526nm范围内的电

磁波,习惯上又将近红外区划分为近红外短波(780~1100nm)和近红外长波(1100~2526nm)两个区域。 近红外光谱属于分子振动光谱的倍频和主频吸收光谱,主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的,具有较强的穿透能力。近红外光主要是对含氢基团X-H(X=C、N、O)振动的倍频和合频吸收,其中包含了大多数类型有机化合物的组成和分子结构的信息。由于不同的有机物含有不同的基团,不同的基团有不同的能级,不同的基团和同一基团在不同物理化学环境中对近红外光的吸收波长都有明显差别,且吸收系数小,发热少,因此近红外光谱可作为获取信息的一种有效的载体。近红外光照射时,频率相同的光线和基团将发生共振现象,光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子;而近红外光的频率和样品的振动频率不相同,该频率的红外光就不会被吸收。因此,选用连续改变频率的近红外光照射某样品时,由于试样对不同频率近红外光的选择性吸收,通过试样后的近红外光线在某些波长范围内会变弱,透射出来的红外光线就携带有机物组分和结构的信息。通过检测器分析透射或反射光线的光密度,就可以确定该组分的含量。 3·近红外光谱技术在制药业中的应用 3·1 原料和活性组分的测定 药物加工过程中第一步就是原料的鉴定,其质量的好坏直接决定后续加工过程的成败于否,而同一类型的原料中多变因素主要是湿度和颗粒大小,近红外光谱在湿度测定中的灵敏度及其适于固体表面的表征的特性,使他能够很快地得到样品的湿度和颗粒大小的信息,然

光谱分析仪器

光谱分析仪器 仪器分析是通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数来确定其化学组成、含量或结构的分析方法。在测量过程中,利用物质的这些性质获得定性、定量、结构以及解决实际问题的信息。仪器分析一般分为电化学分析法、色谱分析法和光谱分析法。 光谱分析是基于物质发光或光与物质相互作用的一类分析方法。光谱分析法可按不同的电磁波谱区、产生光谱的基本粒子、辐射传递的情况等进行分类。表1列出不同光谱区相应的光谱分析法,各种光谱分析法的应用范围见表2。 原子发射光谱或原子吸收光谱法常用于痕量金属的测定;紫外-可见分光光度法和荧光光谱法可用于金属、非金属和有机物质的测定;红外吸收光谱常用于有机物官能团的检出及结构分析。核磁共振波谱主要用于结构分析。 表1光谱区及对应的光谱分析法 表2 光谱分析法的应用范围

光谱分析法一般基于吸收、荧光、磷光、散射、发射和化学发光等六种现象。各种仪器的组成略有不同,但都包含五个部分:(1)光源;(2)样品池;(3)单色器;(4)检测器;(5)讯号处理显示器或记录仪。五个部分的三种不同搭配方式构成了六种光谱测量的分析仪器(见图1)。 a.吸收光谱法 b.荧光、磷光及散射光谱法 c.发射光谱法及化学发光 图1光谱分析仪器框图 (一)光源 光谱测量使用的光源要求稳定,强度大。一般采用高压放电或加热的方式获得,而且用稳压装置以保证获得稳定的外加电压。光源有连续光源、线光源等.也可将光源分作激发光源和背景光源。

1.原子发射光谱仪的光源 原子发射光谱仪的光源主要有火焰、直流电弧、交流电弧、火花、电感耦合高频等离子体(ICP)、微波等离子体、激光光源等。其性质及应用见表3。 表3 几种常见原子发射光源的性质及应用 电感耦合高频等离子体光源是最常用的原子发射光谱法光源,获得电感耦合高频等离子体装置的原理示意图如图2所示。通常,它是由高频发生器、感应线圈、等离子矩管和供气系统等四部分组成。 炬管通常由三根石英管组合而成,并相应通入外气流、中气流和内气流。外气流常称作冷却气,主要是将高温等离子体与石英管隔开,以防石英管被烧坏,另外,高流量的冷却气的“热箍缩”效应可压缩等离子体,有助于等离子体的稳定。中气流主要作用是调节等离子体放电高度,并保护石英内管。其流量通常为1L2min-1,有时可以关闭不用。内气流称作载气,其主要作用是打通中心通道和把样品载入ICP,其流量大小对中心通道的形成、通道内温度、样品的停留时间等均有很大影响,必须仔细加以选择和控制。

(整理)光谱分析技术及应用

光谱分析技术及应用 一、光谱分析的分类 1、原子吸收光谱法——也叫湿法分析。它是以待测元素的特征光波,通过样品的蒸发,被蒸发中的待测元素的基态原子所吸收,由辐射强度的减弱程度,来测定该元素的存在与否和含量多少;通常是采用火焰或无火焰(也叫等离子)方法,把被测元素转化为基态原子。根据吸收光波能量的多少测定元素的含量。 通常原子吸收光谱法是进行仪器定量分析的湿法分析。 2、原子发射光谱法——利用外部能量激发光子发光产生光谱。 看谱分析法就是原始的、也是最经典的利用原子发射光谱的分析方法。看谱分析法在我国工业生产上的使用是在上世纪50年代,58年北京永定机械厂制造了第一台仿苏联技术的看谱仪,随后天津光学仪器厂成为我国大量生产棱镜分光的看谱镜基地。 上世纪80年代起,德国、英国、美国等国家,开始研制采用CCD (Charge Coupled Device电荷耦合器件)技术作为光谱接收器件的直读式定量光谱仪,德国以实验室用大型直读定量光谱仪为主;英国阿朗公司、美国尼通公司以便携式金属分析仪为主打市场。近年来,德国、芬兰等国家研制生产便携式、直读定量光谱仪,分析精度在一定条件下可以替代实验室直读式定量光谱仪。 二、看谱分析的特点 1、操作简便,分析速度快。 2、适合现场操作。

3、无损检测(现场操作情况下无须破坏样品)。 4、检测成本低。是便携式金属分析仪的1/30左右,是便携式直读定量光谱仪的1/40。 5、有一定的灵敏度和准确度。 三、看谱分析的方法: 定性分析方法,所谓定性就是判定分析的元素是否存在的分析。严格的讲定性分析是根据某元素的特征灵敏线的出现与否,来确定该元素是否存在的分析方法。 那么,什么叫灵敏线呢? 某元素在某几个区域出现的几条与其它元素不同的特征线;或称“在较低含量情况下出现的谱线”,或者说是在某一范围内出现的谱线,叫做灵敏线。 半定量方法就是近似的估计元素含量的方法。 利用谱线进行比较,即通过 亮度比较含量,就是与铁基线进 行比较,含量与亮度的对数成正 比关系。(用来进行比较的铁基线 的亮度应不变。)lgI(谱线强度) 四、看谱分析的一般步骤 1、分析前的准备

各国光谱仪器品牌对比

XRF品牌 1.美国Xenemetrix(能量色散) 美国Xenemetrix在过去30年内一直是能量色散X射线荧光光谱分析方面的领先创新者,而X-Calibur更是Xenemetrix多年经验和专业知识的顶峰设计,该仪器占地面积少、性能优越。强大的50kV,50瓦特的X-Calibur能量色散X射线荧光光谱仪装在单机柜中并用于在工作台上运行。Xenemetrix的强大nEXt软件平台提供有全定性、半定量以及定量分析能力。这一软件平台是所有的Xenemetrix产品通用的。 2.荷兰帕纳科(panalytical)(能量色散&波长色散) 荷兰帕纳科公司(PANalytical B.V.)前身是飞利浦公司分析仪器部。于2002年9月18日根据英国思百吉集团(Spectris plc)和荷兰飞利浦电子集团之间的飞利浦分析仪器业务转让协议而成为思百吉集团旗下的专业分析仪器公司。 自上个世纪四十年代公司推出了世界上第一台X射线分析仪器,现已成为全球最大的X射线分析仪器生产厂家。半个多世纪以来,公司一直领导着全球X射线分析仪器技术的发展,为其贡献了大量的创新和发明。为分析工作者提供整体解决方案是我们的工作目标。分享技术,共同推动X射线分析仪器技术的发展是我们一如既往的宗旨。 精工电子纳米科技有限公司,其前身为精工电子有限公司科学仪器事业部,主要生产Axios,Magix FAST,Venus 200,Cubix XRF, PW2830 XRF wafer Analyzer,Epsilon,minipal,semyos等。 3.日本精工(能量色散)分析·测量仪器设备等。为适应公司业务需要,科学仪器事业部于2003年12月1日从精工电子有限公司独立,正式成立了精工电子纳米科技有限公司。 4.美国Amptek Amptek是一家成立于1977年的高科技公司,致力于设计并制造核检测仪表,在该领域处于世界领先水平。公司产品广泛用于人造卫星、X射线和伽玛射线的探测、实验室、分析仪以及工业上的便携式检测仪器。公司建立之初是为现阶段的空间仪表提供高性能、高稳定性、体积小以及低功耗的仪器和部件。随后,公司的混合前置放大器成为航天工业的配置标准,并在全球范围内用于地表卫星和外层空间探测器。Amptek已经开发出一系列产品如等离子分析器、电子离子探测器以及辐射监控器等,这些产品被广泛用于军事、科研和商贸等领域。 5.美国尼通(Niton)(手持式) Thermo Niton Analyzers,LLC.(Thermo Fisher科技旗下品牌),由美国物理学教授Lee Grodzins 先生在1987年创建,总部设在美国马萨诸塞州的Billerica,是国际公认的设计制造手持式X射线荧光分析仪以及相关技术的领导者。在世界上各个国家及地区设立超过20,000个分支机构,除了我们在美国马萨诸塞州的Billerica的公司总部以外,还分别在美国罗得岛州和俄勒冈州; 德国慕尼黑; 中国上海; 中国香港; 澳大利亚设立办事处。公司自创建以来,被授予多项专利,并获得众多奖项及荣誉,更分别在2008年度、2003年度、1995年度被授予素有“产品研发诺贝尔奖”之誉的R&D 100 大奖。NITON手持式元素分析仪为您带来快速、可靠、无损的现场样品检测。被广泛应用于合金牌号的鉴定与分析,RoHS/WEEE、CPSIA H.R 4040、ASTM F-963、EN71-3等法律法规的应用检测,玩具和消费品中铅含量检测,矿物勘探,环境的现场评估和监测,油漆铅检测,废料回收检测,涂层厚度检测,法医检测以及其他领域的分析应用。我们始终致力于打造世界更尖端效果,更便于使用,更具经济效用的手持式XRF分析仪; 他将是真正帮您实现更高生产力的辅助分析设备; 并承诺让世界更清洁、更安全、更健康。 尼通手持式元素分析仪应对RoHS、CPSIA H.R 4040等法规指令分析仪:Thermo Niton

光谱分析仪的主要用途和应用领域

光谱分析仪的主要用途和应用领域你清楚吗?不清楚的快来 看看小编为您汇总的吧! 根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型光谱仪。经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器.经典光谱仪器都是 狭缝光谱仪器.调制光谱仪是非空间分光的,它采用圆孔进光。根据色散组件的分光原理,光谱仪器可分为:棱镜光谱仪,衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪。 光学多道分析仪OMA是近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器,手持式矿石分析仪,它集信息采集,处理,存储诸功能于一体。由于OMA不再使用感光乳胶,避免和省去了暗室处理以及之后的一系列繁琐处理,测量工作,岩矿石分析仪供应,使传统的光谱技术发生了根本的改变,大大改善了工作条件,提高了工作效率;使用OMA分析光谱,测盆准确迅速,钼矿石分析仪,方便,且灵敏度高,响应时间快,光谱分辨率高,测量结果可立即从显示屏上读出或由打印机,绘图仪输出。目前,它己被广泛使用于几乎所有的光谱测量,分析及研究工作中,特别适应于对微弱信号,瞬变信号的检测。 一般分为两类,一种是光栅扫描的,很少使用;另一种是迈克尔逊干涉仪扫描的,称为傅立叶变换红外光谱,这是目前广泛使用的。光栅扫描的是利用分光镜将检测光(红外光)分成两束,一束作为参考光,一束作为探测光照射样品,再利用光栅和单色仪将红外光的波长分开,扫描并检测逐个波长的强度,后整合成一张谱图。傅立叶变换红外光谱是利用迈克尔逊干涉仪将检测光(红外光)分 成两束,在动镜和定镜上反射回分束器上,这两束光是宽带的相干光,会发生干涉。相干的红外光照射到样品上,经检测器采集,获得含有样品信息的红外干涉图数据,经过计算机对数据进行傅立叶变换后,得到样品的红外光谱图。傅立叶变换红外光谱具有扫描速率快,分辨率高,稳定的可重复性等特点,被广泛使用。

红外吸收光谱分析及其应用

红外吸收光谱分析及其应用 20世纪50年代初期,红外光谱仪问世,揭开了有机物结构鉴定的新篇章。到了50年代末期,已经积累了大量的红外光谱数据,到70年代中期,红外光谱法成为了有机结构鉴定的重要方法。红外光谱测定的优点: 1、任何气态、液态、固态样品都可以进行红外光谱的测定,这是核磁、质谱、紫外等仪器所不及的。 2、每种化合物均有红外吸收,又有机化合物的红外光谱可以获得丰富的信息。 3、常规红外光谱仪价格低廉,易于购置。 4、样品用量小。 红外吸收光谱分析也叫红外分光光度法,十一研究物质分子对红外辐射的吸收特性二建立起来的一种定性(包括结构分析)、定量分析法。根据试样的红外吸收光谱进行定性、定量分析和确定分子结构等分析的方法,称为红外吸收光谱法。 原理:当分子中某个基团的振动频率和红外光的振动频率一致时,分子就吸收红外光的能量,从原来的基态振动能级跃迁到能量较高的振动能级。物质对红外光的吸收曲线称为红外吸收光谱(IR)。 分子吸收红外光必须满足如下两个条件: 1.红外光的能量应恰好能满足振动能级跃迁所需要的能量,当红外光的频率与分子中某基团的振动频率相同时,红外光的能量才恩能够被吸收。 2.分子必须有偶极矩的变化。 与UV(紫外光谱)相比,IR的特点:IR频率范围小、吸收峰数目多、吸收曲线复杂、吸收强度弱。IR峰出现的频率位置由振动能级差决定;吸收峰的个数与分组振动自由度的数目有关;吸收峰的强度则主要取决于振动过程中偶极矩变化的大小和能级跃迁的几率。 红外吸收光谱具有高度的特征性,除光学异构外,没有两种化合物的红外光谱是完全相同的。红外光谱中往往具体要几组相关峰可以互相佐证而增强了定性和结构分析的可靠性,因此在官能团定性方面,是紫外、核磁、质谱等结构分析方法所不及的。红外光谱法可测定链、位置、顺反、晶型等异构体,而质谱法对异构体的鉴别则无能为力;红外光谱测定的样品范围广,无机、有机、高分子等

仪器分析-光谱法总结

原子发射光谱:原子的外层由高层能及向底层能级,能量以电磁辐射的形式发射出去,这样就得到了发射光谱。原子发射一般是线状光谱。 原理:原子处于基态,通过电至激发,热至激发或者,光至激发等激发作用下,原子获得能量,外层电子从基态跃迁到较高能态变成激发态,经过10-8s,外层电子就从高能级向较低能级或基态跃迁,多余能量的发射可得到一条光谱线。 光谱选择定律:①主量子数的变化△n为包括零的整数,②△±1,即跃迁只能在S项与P项间,P与S或者D间,D到P和F。 ③△0,即不同多重性状间的迁移是不可能的。 ③△0,±1。但在0时,0的跃迁是允许的。N21 影响谱线强度的主要因素:1激发电位2跃迁概率3 统计权重4激发温度(激发温度↑离子↑原子光谱↓离子光谱↑)5原子密度 原子发射光谱仪组成:激发光源,色散系统,检测系统, 激发光源:①火焰:2000到3000K,只能激发激发电位低的原子:如碱性金属和碱土金属。 ②直流电弧:4000到7000K,优点:分析的灵敏度高,背景小,适合定量分析和低含量的测定。缺点:不宜用于定量分析及低熔点元素的分析。 ③交流电弧:温度比直流高,离子线相对多,稳定性比直流高,操作安全,但灵敏度差

④火花:一万K,稳定性好,定量分析以及难测元素。每次放电时间间隔长,电极头温度低。 适合分析熔点低。缺点:灵敏度较差,背景大,不宜做痕量元素分析(金属,合金等组成均匀的试样)⑤辉光激发能力强,可以激发很难激发的元素,(非金属,卤素,一些气体)谱线强度大,背景小,检出限低,稳定性好,准确度高(设备复杂,进样不方便)⑥电感耦合等离子体10000K 基体效应小,检出限低,限行范围宽⑦激光一万K,适合珍贵样品 分光系统:单色器:入射狭缝,准直装置,色散装置,聚焦透镜,出射狭缝。 棱镜:分光原理:光的折射,由于不同的光有不同的折射率,所以分开。 光栅:光的折射与干涉的总效果,不同波长的光通过光栅作用各有不同的衍射角。 分辨率: 原子发射检测法:①目视法,②光电法, ③摄谱法:用感光板来记录光谱,感光板:载片(光学玻璃)和感光乳剂(精致卤化银精致明胶)。曝光量 E感光层接受的照度、 黑度:1为没有谱线的光强,i通过谱线的光强度i ,透过率T 定性分析:铁光谱比较法,标样光谱比较法,波长测定法。

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