儀器分析方法比較

1、儀器分析方法比較方法名稱(chēng)輻射（ 能源）作用物質(zhì)工作原理儀器設(shè)備優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)定量分析方法檢 測(cè) 訊 號(hào)原子Tfe Si/. 火光光譜法（發(fā)射光譜法）高強(qiáng) 紫外 線(xiàn)，可 見(jiàn)光氣態(tài) 原子 夕卜層 電子 躍遷以原子在輻 射能激發(fā)下 發(fā)射的第熒 光強(qiáng)度進(jìn)行 定量分析的 發(fā)射光譜分 析方法與原子吸收 分光光度計(jì) 的結(jié)構(gòu)相似。 為了避免銳 線(xiàn)光源所發(fā) 射的強(qiáng)光輻 射對(duì)弱原子 火光信號(hào)檢 測(cè)的影響，單 色器和檢測(cè) 器的位置與 激發(fā)光源位 置呈90o角。較低的出 限較高的 靈敏度較 少的干擾、 吸收譜線(xiàn) 單一、標(biāo)準(zhǔn) 曲線(xiàn)的線(xiàn) 性范圍寬 儀器結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單且價(jià) 格便宜比 較容易設(shè) 計(jì)多元素 同時(shí)分析應(yīng)用不 是很廣 泛，主

2、要 用于Cd、Zn,Hg, As, Sb, Sn, Pb, Ga, In, Tl等元素 分析標(biāo)準(zhǔn) 曲線(xiàn) 法 （主 要的） 標(biāo)， 準(zhǔn)加 入曲 線(xiàn)法原子熒光原子 吸收 光譜 法（吸 收光 譜法）紫外， 可見(jiàn) 光氣態(tài) 原子 夕卜層 電子利用處于基 態(tài)的待測(cè)原 子蒸氣對(duì)從 光源輻射的 共振線(xiàn)的吸 收來(lái)進(jìn)行分 析，因?yàn)楫?dāng) 原子蒸氣密 度一定時(shí)， 透過(guò)光或吸 收光的強(qiáng)度 與原子蒸氣 密度成正比原子吸收光 譜儀（AAS） 銳線(xiàn)光源，原 子化器，單色 器，檢測(cè)器， 計(jì)算機(jī)光譜 工作站選擇性好 靈敏度高 精密度操 作方便和 快速應(yīng)用 范圍廣不適用 于多元 素混合 物的定 性分析； 對(duì)于高 熔點(diǎn)、形 成氧化 物、

3、形成 復(fù)合物 或形成 碳化物 后難以 原子化 元素的 分析靈 敏度低標(biāo)準(zhǔn) 曲線(xiàn) 法標(biāo)， 準(zhǔn)加 入曲 線(xiàn)法（不 能消 除背 景干 擾）吸 收 后 的 紫 外， 可 見(jiàn) 光原子 發(fā)射 光譜 法電能。 火焰氣態(tài)原子 夕卜層 電子基于受激原 子或離子外 層電子發(fā)射 特征光學(xué)光 譜而回到較 低能級(jí)的定 量和定性分 析方法。其 定量基礎(chǔ)是 受激原子或 離子所發(fā)射 的特征光強(qiáng)原子發(fā)射光 譜儀（AES） 激發(fā)源及樣 品引入系統(tǒng)， 波長(zhǎng)選擇系 統(tǒng)（單色器）， 檢測(cè)系統(tǒng)，信 號(hào)處理及讀 出系統(tǒng)（典型 的光譜儀一 般都由五： 穩(wěn)定的光源紫 外， 可 見(jiàn) 光與原子或離 子的量呈正 比相關(guān)；其 定性基礎(chǔ)是 受激原子或

4、離子所發(fā)射 的特征光的 頻率或波長(zhǎng) 由該原子或 離子外層的 電子能級(jí)所 決定。系統(tǒng)； 樣品引入系 統(tǒng);波長(zhǎng)選擇 系統(tǒng)-單3色 器；檢測(cè)系 統(tǒng)，一般是將 輻射能轉(zhuǎn)換 成電信號(hào);信 號(hào)處理或讀 出系統(tǒng)）紫外 可見(jiàn) 分光 光度 法（吸 收光 譜法）紫外， 可見(jiàn) 光分子 夕卜層 的電 子紫外-可見(jiàn) 吸收光譜是 一種分子吸 收光譜法， 該方法利用 分子吸收紫 外-可見(jiàn)光， 產(chǎn)生分子外 層電子能級(jí) 躍遷所形成 的吸收光譜，可進(jìn)行 分子物質(zhì)的 定量測(cè)定， 其定量測(cè)定 基礎(chǔ)是Lambert-Be er定律。紫外可見(jiàn)分 光光度計(jì)：激 發(fā)光源（是氙 燈和高壓汞 燈）樣品池（石英-低火 光物質(zhì)）光 柵，檢測(cè)器（銻艷

5、光電 管）靈敏度高. 準(zhǔn)確度好. 簡(jiǎn)便,快速， 成本低，應(yīng) 用廣.吸 收 后 的 紫 外， 可 見(jiàn) 光可見(jiàn) 分光 光度 法（吸 收光 譜法）可見(jiàn) 光、可見(jiàn)分光光 度計(jì)：激發(fā)光 源（鎢燈）樣 品池（石英 玻璃均可）光 柵，檢測(cè)器 （氧化艷光 電管）分子Tfe Si/. 火光光度法（發(fā)射光譜法）紫外， 可見(jiàn) 光分子靈敏度高（2）選擇 性強(qiáng)（3）試樣 量少和方法簡(jiǎn)單（4）提供 比較多的它的應(yīng) 用范圍 小，由于 火光分 析的靈 敏度高， 測(cè)定對(duì) 環(huán)境因（1） 校準(zhǔn) 曲線(xiàn)法（2） 比較法火 光（ 紫 外， 可 見(jiàn) 光）物理參數(shù)素敏感， 干擾因 素較多分子磷光光度法（發(fā)射光 譜法）紫外， 可見(jiàn) 光分子（測(cè)

6、 定有 機(jī)化 合物， 如石 油產(chǎn) 品、 多環(huán)芳 烴、農(nóng) 藥、 藥物 等方 面）磷光分析儀在英光 分光光度計(jì) 上配上磷光 配件后，即可 用于磷光測(cè) 定。如將樣品 放在盛有液 氮的石英杜 瓦瓶?jī)?nèi)，即可 用于低溫磷 光測(cè)定。磷 光（ 紫 外， 可 見(jiàn) 光）化學(xué) 發(fā)光 法（發(fā) 射光 譜 法）化學(xué) 能分子某些物質(zhì)在 進(jìn)行化學(xué)反 應(yīng)時(shí)，由于 吸收了反應(yīng) 時(shí)產(chǎn)生的化 學(xué)能，而使 反應(yīng)產(chǎn)物分 子激發(fā)至激 發(fā)態(tài)，受激 分子由激發(fā) 態(tài)回到基態(tài) 時(shí)，便發(fā)出 一定波長(zhǎng)的 光。這種吸 收化學(xué)能使 分子發(fā)光的 過(guò)程稱(chēng)為化 學(xué)發(fā)光。利 用化學(xué)發(fā)光 反應(yīng)而建立 起來(lái)的分析 方法稱(chēng)為化 學(xué)發(fā)光分析 法可 見(jiàn) 光電勢(shì) 分析 法包

7、括直接電位法和電位滴定 法電勢(shì)分析法 是利用電極 電位與溶液 中待測(cè)物質(zhì) 離子的活度 （或濃度）準(zhǔn)確度高， 重現(xiàn)性和 穩(wěn)定性好（2）靈敏度高，（3）選擇Ox + ne - = Re d q=g + 墮 in %nF aRed的關(guān)系進(jìn)行 分析的一種 電化學(xué)分析 法。Nernst方程 式就是表刀、 電極電位與 離子的活度 （或濃度） 的關(guān)系式， 所以Nernst 方程式是電 位分析法的 理論基礎(chǔ)性好（排除干擾）（4）應(yīng)用廣泛（常量、微量和痕量分析）（5）儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化黃綠光源氫燈鈣燈鹵鈣燈能斯特?zé)艨招年帢O燈綠藍(lán)iz藍(lán)綠范圍（nln.紫紅0黃適暨 紫外激光光源185320 如0250-

8、特有特有紫外，可見(jiàn)，近紅外可見(jiàn)（熒光）紅外原子光譜各種譜學(xué)手段標(biāo)準(zhǔn)光譜圖是在相同條件下，在鐵光譜上方準(zhǔn)確地繪出68種元素的逐條譜線(xiàn)并放大20倍的 圖片。鐵光譜比較法實(shí)際上是與標(biāo)準(zhǔn)光譜圖進(jìn)行比較，因此又稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)光譜圖比較法。在進(jìn) 行分析工作時(shí)將試樣與純鐵在完全相同條件下并列并且緊挨著攝譜，攝得的譜片置于映譜儀（放大儀）上；譜片也放大20倍，再與標(biāo)準(zhǔn)光譜圖進(jìn)行比較。若試樣中的元素譜線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn) 圖譜中標(biāo)明的某一元素譜線(xiàn)出現(xiàn)的波長(zhǎng)位置相同，即為該元素的譜線(xiàn)。4.4.1.原子吸收光譜法分析儀器操作條件的選擇HCL電流選擇：HCL電流小，HCL所發(fā)射譜線(xiàn)半寬度窄，自吸效應(yīng)小，靈敏度增高；但HCL電流太小，H

9、CL放電不穩(wěn)定，影響分析靈敏度和精密度。吸收譜線(xiàn)選擇：首選 最靈敏的共振吸收線(xiàn)。共振吸收線(xiàn)存在光譜干擾或分析較高含量的元素時(shí)，可選用其他分析 線(xiàn)。光譜通帶的選擇光學(xué)系統(tǒng)指是狹縫寬度（S/mm）的選擇。光譜通帶主要取決于單色器的 倒線(xiàn)色散率（D，nm.mm-1）。光譜通帶的計(jì)算式為：W=DXS。光譜通帶的寬窄直接影響分 析的檢出限、靈敏度和線(xiàn)性范圍。對(duì)于堿金屬、堿土金屬，可用較寬的光譜通帶，而對(duì)于如 鐵族、稀有元素和連續(xù)背景較強(qiáng)的情況下，要用較小的光譜通帶。吸收曲線(xiàn)分析同一種物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸光度不同。吸光度最大處對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)稱(chēng)為最大 吸收波長(zhǎng)入max不同濃度的同一種物質(zhì)，其吸收曲線(xiàn)形狀相似入m

10、ax不變。而對(duì)于不同物 質(zhì)，它們的吸收曲線(xiàn)形狀和入max則不同。吸收曲線(xiàn)可以提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息，并作為物 質(zhì)定性分析的依據(jù)之一。不同濃度的同一種物質(zhì)，在某一定波長(zhǎng)下吸光度A有差異，在入 max處吸光度A的差異最大。此特性可作為物質(zhì)定量分析的依據(jù)。在入max處吸光度隨濃 度變化的幅度最大，所以測(cè)定最靈敏。吸收曲線(xiàn)是定量分析中選擇入射光波長(zhǎng)的重要依據(jù)。2.參比溶液（空白溶液）：在測(cè)定時(shí)用空白溶液調(diào)節(jié)儀器A=0（T =100%），以消除溶液中其它 物質(zhì)的干擾，抵消比色皿對(duì)光反射、吸收.1）溶劑空白試液、試劑、顯色劑均無(wú)色（無(wú)吸收）則 可用溶劑如純水作參比溶液.2）試劑空白 試液無(wú)色，顯色劑或其它試劑

11、有色（有吸收），則應(yīng)選試劑空白.3）試液空白試劑、顯色劑均無(wú)色（無(wú)吸收）,試液中其它組分有色，則應(yīng)采用不加顯色劑的試 液作參比溶液.選擇參比溶液的總原則是:使試液的吸光度能真正反映待測(cè)組分的濃度. 吸光度度數(shù)范圍：一定型號(hào)的分光光度計(jì)透光度讀數(shù)誤差是一常數(shù).（0.2 %2 %）由 Lambert-Beer定律可推導(dǎo)出濃度相對(duì)誤差公式.光度測(cè)量時(shí)，吸光度應(yīng)控制在A=0.20.8減小 濃度測(cè)量的相對(duì)誤差如何進(jìn)行分光光度法的設(shè)計(jì)？選擇顯色反應(yīng)（靈敏度高.2.選擇性好3.顯色產(chǎn)物組成恒定，性質(zhì)穩(wěn)定.4.顯色產(chǎn)物與顯色劑色 差大,顯色時(shí)顏色變化明顯.試劑空白值?。┻x擇顯色劑（大多選用有機(jī)弱酸或有機(jī)弱堿）

12、優(yōu)化顯色反應(yīng)條件（溫度時(shí)間，用量等由試驗(yàn)確定）選擇檢測(cè)波長(zhǎng)（原則：吸收最大，干擾最小，通常選擇lmax）選擇合適的濃度（控制濃度吸光度A： 0.20.8）選擇參比溶液（儀器調(diào)零，消除吸收池壁和溶液對(duì)入射光的反射，扣除干擾）建立標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)（依據(jù)：朗伯-比爾定律，相同條件下，測(cè)定不同濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度A，A c作圖）熒光和磷光：分子吸收電磁輻射后激發(fā)至激發(fā)單重態(tài)，并通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)移和振動(dòng)馳豫等非輻射 馳豫釋放部分能量而到達(dá)第一激發(fā)單重態(tài)的最低振動(dòng)能層，然后通過(guò)發(fā)光的形式躍遷返回到 基態(tài)，所發(fā)射的光即為熒光。當(dāng)分子吸收電磁輻射后激發(fā)至激發(fā)單重態(tài)，并通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)移、振 動(dòng)馳豫和系間竄躍等非輻射馳豫釋放部分能量而

13、到達(dá)第一激發(fā)三重態(tài)的最低振動(dòng)能層，然后 通過(guò)發(fā)光的形式躍遷返回到基態(tài)，所發(fā)射的光即為磷光。電勢(shì)分析法的特點(diǎn)1）所用儀器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、使用方便，便于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，適宜在 各行各業(yè)中作為常規(guī)分析的工具。2）分析速度快，靈敏度高。3）選擇性好，試樣用量少， 適于微量操作。例如超微型電極，可直接刺入生物體內(nèi)，測(cè)定細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)的組成，進(jìn)行活 體分析。4）待測(cè)溶液不需進(jìn)行復(fù)雜處理，可連續(xù)測(cè)定。5）與可計(jì)算機(jī)連用，易于自動(dòng)控 制，可用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)流程的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制，適用于環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)等。指示電極應(yīng)滿(mǎn)足的條件是：1）電極電勢(shì)與有關(guān)離子的活度之間的關(guān)系符合Nernst公式。 2）選擇性高，干擾物質(zhì)少。3

14、）電極反應(yīng)快，響應(yīng)速度快，達(dá)到平衡快。4）重現(xiàn)性好， 使用方便。參比電極種類(lèi):標(biāo)準(zhǔn)氫電極：基準(zhǔn)電位值為零（任何溫度）;甘汞電極（Hg | HgCl2 | Cl-（a）:電極反應(yīng)：Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl-半電池符號(hào)：Hg，Hg2Cl2 （固）KCl；銀-氯化銀電 極 銀絲鍍上一層AgCl沉淀，浸在一定濃度的KCl溶液中即構(gòu)成了銀-氯化銀電極。電極反 應(yīng)：AgCl + e- = Ag + Cl-半電池符號(hào)：Ag，AgCl （固）KCl指示電極種類(lèi):電極電位響應(yīng)待測(cè)離子活度（濃度）的電極。-指示電極1、金屬類(lèi) 電極（金屬基電極）以金屬為基體，共同特點(diǎn)是電極上有電子交換發(fā)生的氧化還原反應(yīng)?？?分為以下四種：（1）第一類(lèi)電極：組 成：金屬與該金屬離子溶液構(gòu)成銀浸入銀離子溶液 構(gòu)成金屬銀電極。-（2）第二類(lèi)電極，組 成：金屬及其難溶鹽浸入該難溶鹽的陰離子溶液 -Ag-AgCl電極（3）零類(lèi)電極（亦稱(chēng)惰性電極）組成：惰性導(dǎo)體（Au、Pt、。浸入氧化 還原電對(duì)的溶液。電極本身不發(fā)生氧化還原反應(yīng)，只提供電子交換場(chǎng)所.如Pt/Fe3+,Fe2+電 極,Pt/Ce4+,Ce3+ 電極等。玻璃電極的使用（1）使用前必須活化，即進(jìn)行浸泡24小時(shí)以上；（2）測(cè)定待測(cè)液 首先用標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液進(jìn)行校正（定位）；（3）P