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第4章 仪器分析法 本章教学目的、要求 1.? 掌握仪器分析的基本概念和原理； 2.? 掌握仪器分析定性、定量的分析方法； 3.? 熟悉仪器分析的实际应用； 4.? 熟悉一般分析仪器的操作过程。? 本章重点 1.?光光度法、原子吸收光谱法、电位分析法等仪器分析方法的原理； 2.??各种分析仪器的一般构造和基本分析程序； 3.??仪器分析定性、定量的分析方法； 4.??仪器分析的实际应用。? 本章难点 1.??光度分析的朗伯-比尔定律； 2.? 色谱分析的塔板理论； 3.??有机化合物电子跃迁的类型及特点。 本章教学目录 4.1 吸光光度法 4.2 原子吸收光谱法 4.3 电位分析法 4.4 气相色谱法 4.5 其它仪器分析法简介 4.1 吸光光度法 吸光光度法： 基于物质对光的选择性吸收而建立的分析方法称为吸光光度法，包括比色法，可见分光光度法及紫外分光光度法等。 比色分析： 比较颜色的深浅来测定物质的浓度。 分光光度法： 使用分光光度计测量物质的吸光程度以确定其浓度的方法。 分光光度法的特点： ①灵敏、准确、快速及选择性好 ②检测浓度下限： 10-5－10-6 mol/L。 ③检测相对误差： 2%－5%。 吸光光度法的基本原理 物质对光的选择性吸收－溶液对光的作用 物质对光的选择性吸收－物质的颜色 物质的颜色 物质呈现的颜色是物质对不同波长的光选择性吸收的结果，溶液的颜色有透过光的颜色决定。 吸收的基本性质和物质吸收光的选择性 吸收的基本性质 M + hν → M* (基态) (激发态) 物质吸收光的选择性 分子、原子或离子具有不连续的量子化能级，仅当照射光光子的能量(hv)与被照射物质粒子的基态和激发态能量之差相当时才能发生吸收。 不同的物质微粒由于结构不同而具有不同的量子化能级。 能级和吸收曲线 图4-2 双原子分子的能级 光吸收的基本定律—朗伯-比尔定律 图4-4 溶液对光吸收示意图 朗伯-比尔定律公式 分光光度法的工作曲线 基本方法 在固定液层厚度及人射光的波长和强度的情况下，测定一系列不同浓度标准溶液的吸光度，以吸光度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标作图。这时应得到一条通过原点的直线。 偏离朗伯比尔定律的原因-非单色光 图4-6 复合光对比尔定律的影响 偏离朗伯比尔定律的原因-化学因素 朗伯-比尔定律的假设条件之二： 吸收粒子是独立的，彼此之间无相互作用。比尔定律适用于稀溶液。 吸光组分的化学变化： 吸光组分的缔合、离解，互变异构，络合物的逐级形成，以及与溶剂的相互作用等，都将导致偏离比耳定律。 分光光度计及其基本部件 图4-7 721型分光光度计结构示意图 分光光度计的光源 基本要求： 能发出所需波长范围内的连续光谱 足够的光强度 稳定性好 可见光区： 钨丝灯光源，320nm - 2500nm。 近紫外区： 氢灯或氘灯光源，180 - 375nm。 分光光度计的单色器 图4-8 棱镜单色器示意图 （单色器效果：获得半宽度5-10nm的单色光。） 分光光度计的吸收池(参比池)-比色皿 比色皿的作用： 用于盛吸收试液 能透过所需光谱范围内的光线。 可见光区的测定： 无色透明、能耐腐蚀的玻璃比色皿 长方形 规格(液层厚度)为0.5、1、2、3cm 同样厚度比色皿之间的透光率相差应小于0.5％ 分光光度计的检测系统 图4-9 光电管检测器示意图 显色反应的选择 显色反应和显色剂 将待测组分转变成有色化合物的反应叫显色反应，可分为络合反应和氧化还原反应两大类。与待测组分形成有色化合物的试剂称为显色剂。 显色反应的选择 ①灵敏度高(ε为104-105) ②选择性好 ③显色剂在测定波长处无明显吸收 ④有色化合物的组成恒定，性质稳定 显色条件的选择-显色剂用量 显色反应的一般通式为： 显色条件的选择-酸度、温度、显色时间 酸度 显色温度 显色时间 干扰的消除 掩蔽 分离 显色剂的分类 无机显色剂 有机显色剂 发色团(生色团) 助色团