分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析課件

分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導(dǎo)、電位、電解、庫(kù)侖極譜、伏安發(fā)射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細(xì)管電泳紅外、核磁、質(zhì)譜12/17/2022分化儀酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分1第十章光譜分析法概論第十章光譜分析法概論2一.光譜分析的一般原理光學(xué)分析法（opticalanalysis）：物質(zhì)+電磁波（輻射或光）→相互作用→電磁波信號(hào)變化→測(cè)定物質(zhì)性質(zhì)、含量及結(jié)構(gòu)三個(gè)過(guò)程一.光譜分析的一般原理光學(xué)分析法（opticalanal3（一）電磁波的基本性質(zhì)和分區(qū)1.波粒兩象性波動(dòng)性

υ·＝cσ＝1/λ

（一）電磁波的基本性質(zhì)和分區(qū)1.波粒兩象性波動(dòng)性4

粒子性

E=hυ＝hc/λ

例，200nm的一個(gè)光子粒子性例，200nm的一個(gè)光子5分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析課件6電磁波波長(zhǎng)范圍頻率（Hz）光子能量（eV）量子躍遷類型γ射線<0.005nm>6.0×1019>2.5×105核能級(jí)X射線0.005～10nm6.0×1019～3.0×10162.5×105～1.2×102內(nèi)層電子真空紫外區(qū)10～200nm3.0×1016～1.5×10151.2×102～6.2價(jià)電子近紫外光區(qū)200～400nm1.5×1015～7.5×10146.2～3.1價(jià)電子可見(jiàn)光區(qū)400～800nm7.5×1014～3.8×10143.1～1.6價(jià)電子近紅外光區(qū)0.8～2.5μm3.8×1014～1.2×10141.6～0.50分子振動(dòng)能級(jí)中紅外光區(qū)2.5～50μm1.2×1014～6.0×10120.50～2.5×10-2分子振動(dòng)能級(jí)遠(yuǎn)紅外光區(qū)50～1000μm6.0×1012～3.0×10112.5×10-2～1.2×10-3分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)微波區(qū)0～300mm3.0×1011～1.0×1091.2×10-3～4.1×10-6分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)無(wú)線電波區(qū)>300mm<1.0×109<4.1×10-6電子和核的自旋2.電磁波的分區(qū)電磁波波長(zhǎng)范圍頻率（Hz）光子能量（eV）量子躍遷類型γ射線7分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析課件8（二）電磁波與物質(zhì)的相互作用hυ光=ΔE分低能級(jí)高能級(jí)（激發(fā)態(tài)）(基態(tài))特征光譜；波長(zhǎng)——定性分析；強(qiáng)度——定量分析。（二）電磁波與物質(zhì)的相互作用hυ光=ΔE分低能級(jí)高能級(jí)（9二.光學(xué)分析法分類原理分析方法輻射的發(fā)射輻射的吸收輻射的散射輻射的折射輻射的衍射輻射的旋轉(zhuǎn)發(fā)射光譜法（X-射線、紫外、可見(jiàn)），火焰光度法，熒光光譜法（X-射線、紫外、可見(jiàn)），分子熒光光譜法、磷光光譜法、放射化學(xué)法。分光光度法（γ-射線、X-射線、紫外、可見(jiàn)、紅外），比色法，原子吸收光譜法，核磁共振波譜法，電子自旋共振波譜法。比濁法、拉曼光譜法、散射濁度法。折射法、干涉法、激光熱投射鏡光譜法、激光熱偏轉(zhuǎn)光譜法X－射線衍射法、電子衍射法偏振法、旋光色散法、圓二色光譜法（一）光學(xué)分析法分類二.光學(xué)分析法分類原理分析方法輻射的發(fā)射發(fā)射光譜法（X-射線101.非光譜法檢測(cè)物理光學(xué)性質(zhì)如折射法、旋光法、園二色散光譜法、散射燭度法等不涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)的躍遷

1.非光譜法檢測(cè)物理光學(xué)性質(zhì)112.光譜法涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)的躍遷利用物質(zhì)的光譜特征2.光譜法涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)的躍遷12（二）光譜法分類1.按物質(zhì)能級(jí)躍遷的方向，分吸收、發(fā)射光譜法按被檢測(cè)的電磁波來(lái)源分類（二）光譜法分類1.按物質(zhì)能級(jí)躍遷的方向，分吸收、發(fā)射光譜法13hυ光=ΔE分低能級(jí)高能級(jí)（激發(fā)態(tài)）(基態(tài))hυ光=ΔE分低能級(jí)高能級(jí)（激發(fā)態(tài)）(基態(tài))14（1）發(fā)射光譜法

M*M+hυ（1）發(fā)射光譜法M*M+hυ15（2）吸收光譜法△E=hυM+hυM*

（2）吸收光譜法△E=hυ162.按研究對(duì)象分原子光譜法和分子光譜法（1）原子光譜法線光譜；測(cè)元素組成和含量分析方法：AES、AAS，AFS、XFS等2.按研究對(duì)象分原子光譜法和分子光譜法17（2）分子光譜法帶光譜UV-Vis，IR，MFS和MPS等（2）分子光譜法帶光譜18分子中的能級(jí)振動(dòng)能級(jí)ΔEe

1～20eVΔEv

0.05~1eVΔEj<0.05eV電子能級(jí)BA轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)分子中的能級(jí)振動(dòng)能級(jí)ΔEe電子能級(jí)BA轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)19三.光譜分析儀器三.光譜分析儀器201.光源作用和要求紫外光源——?dú)錈艋螂疅簦豢梢?jiàn)光源——鎢燈；紅外光源——硅碳棒；線光源——空心陰極燈。1.光源作用和要求212.分光系統(tǒng)作用單色器、濾光片2.分光系統(tǒng)作用223.檢測(cè)器作用種類和原理光電轉(zhuǎn)換器熱檢測(cè)器3.檢測(cè)器作用23四.光譜分析法的發(fā)展概況自學(xué)四.光譜分析法的發(fā)展概況自學(xué)24分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分析色譜分析波譜分析重量分析滴定分析電導(dǎo)、電位、電解、庫(kù)侖極譜、伏安發(fā)射、吸收，熒光、光度氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細(xì)管電泳紅外、核磁、質(zhì)譜12/17/2022分化儀酸堿滴定配位滴定氧化還原滴定沉淀滴定電化學(xué)分析光化學(xué)分25第十章光譜分析法概論第十章光譜分析法概論26一.光譜分析的一般原理光學(xué)分析法（opticalanalysis）：物質(zhì)+電磁波（輻射或光）→相互作用→電磁波信號(hào)變化→測(cè)定物質(zhì)性質(zhì)、含量及結(jié)構(gòu)三個(gè)過(guò)程一.光譜分析的一般原理光學(xué)分析法（opticalanal27（一）電磁波的基本性質(zhì)和分區(qū)1.波粒兩象性波動(dòng)性

υ·＝cσ＝1/λ

（一）電磁波的基本性質(zhì)和分區(qū)1.波粒兩象性波動(dòng)性28

粒子性

E=hυ＝hc/λ

例，200nm的一個(gè)光子粒子性例，200nm的一個(gè)光子29分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析課件30電磁波波長(zhǎng)范圍頻率（Hz）光子能量（eV）量子躍遷類型γ射線<0.005nm>6.0×1019>2.5×105核能級(jí)X射線0.005～10nm6.0×1019～3.0×10162.5×105～1.2×102內(nèi)層電子真空紫外區(qū)10～200nm3.0×1016～1.5×10151.2×102～6.2價(jià)電子近紫外光區(qū)200～400nm1.5×1015～7.5×10146.2～3.1價(jià)電子可見(jiàn)光區(qū)400～800nm7.5×1014～3.8×10143.1～1.6價(jià)電子近紅外光區(qū)0.8～2.5μm3.8×1014～1.2×10141.6～0.50分子振動(dòng)能級(jí)中紅外光區(qū)2.5～50μm1.2×1014～6.0×10120.50～2.5×10-2分子振動(dòng)能級(jí)遠(yuǎn)紅外光區(qū)50～1000μm6.0×1012～3.0×10112.5×10-2～1.2×10-3分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)微波區(qū)0～300mm3.0×1011～1.0×1091.2×10-3～4.1×10-6分子轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)無(wú)線電波區(qū)>300mm<1.0×109<4.1×10-6電子和核的自旋2.電磁波的分區(qū)電磁波波長(zhǎng)范圍頻率（Hz）光子能量（eV）量子躍遷類型γ射線31分析化學(xué)化學(xué)分析儀器分析課件32（二）電磁波與物質(zhì)的相互作用hυ光=ΔE分低能級(jí)高能級(jí)（激發(fā)態(tài)）(基態(tài))特征光譜；波長(zhǎng)——定性分析；強(qiáng)度——定量分析。（二）電磁波與物質(zhì)的相互作用hυ光=ΔE分低能級(jí)高能級(jí)（33二.光學(xué)分析法分類原理分析方法輻射的發(fā)射輻射的吸收輻射的散射輻射的折射輻射的衍射輻射的旋轉(zhuǎn)發(fā)射光譜法（X-射線、紫外、可見(jiàn)），火焰光度法，熒光光譜法（X-射線、紫外、可見(jiàn)），分子熒光光譜法、磷光光譜法、放射化學(xué)法。分光光度法（γ-射線、X-射線、紫外、可見(jiàn)、紅外），比色法，原子吸收光譜法，核磁共振波譜法，電子自旋共振波譜法。比濁法、拉曼光譜法、散射濁度法。折射法、干涉法、激光熱投射鏡光譜法、激光熱偏轉(zhuǎn)光譜法X－射線衍射法、電子衍射法偏振法、旋光色散法、圓二色光譜法（一）光學(xué)分析法分類二.光學(xué)分析法分類原理分析方法輻射的發(fā)射發(fā)射光譜法（X-射線341.非光譜法檢測(cè)物理光學(xué)性質(zhì)如折射法、旋光法、園二色散光譜法、散射燭度法等不涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)的躍遷

1.非光譜法檢測(cè)物理光學(xué)性質(zhì)352.光譜法涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)的躍遷利用物質(zhì)的光譜特征2.光譜法涉及物質(zhì)內(nèi)部能級(jí)的躍遷36（二）光譜法分類1.按物質(zhì)能級(jí)躍遷的方向，分吸收、發(fā)射光譜法按被檢測(cè)的電磁波來(lái)源分類（二）光譜法分類1.按物質(zhì)能級(jí)躍遷的方向，分吸收、發(fā)射光譜法37hυ光=ΔE分低能級(jí)高能級(jí)（激發(fā)態(tài)）(基態(tài))hυ光=ΔE分低能級(jí)高能級(jí)（激發(fā)態(tài)）(基態(tài))38（1）發(fā)射光譜法

M*M+hυ（1）發(fā)射光譜法M*M+hυ39（2）吸收光譜法△E=hυM+hυM*

（2）吸收光譜法△E=hυ402.按研究對(duì)象分原子光譜法和分子光譜法（1）原子光譜法線光譜；測(cè)元素組成和含量分析方法：AES、AAS，AFS、XFS等2.按研究對(duì)象分原子光譜法和分子光譜法41（2）分子光譜法帶光譜UV-Vis，IR，MFS和MPS等（2）分子光譜法帶光譜42分子中的能級(jí)振動(dòng)能級(jí)ΔEe

1～20eVΔEv

0.05~1eVΔEj<0.05eV電子能級(jí)BA轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)分子中的能級(jí)振動(dòng)能級(jí)ΔEe電子能級(jí)BA轉(zhuǎn)