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文档简介
现代分析检测技术1.色谱分类: 按固定相所处的状态分类:柱层析:将固定相装填在金属或玻璃制成的管柱中,做成层析柱以进行分离的,为柱层析;毛细管色谱:把固定相附着在毛细管内壁,做成色谱柱的,为毛细管色谱;纸层析:利用滤纸作为固定相以进行层析分离的为纸层析。薄层层析:把吸附剂粉未铺成薄层作为固定相以进行层析分离的为薄层层析。按色谱分离的原理分类:吸附色谱:固定相为吸附剂,利用它对被分离组分吸附能力强弱的差异来进行分离。气固色谱和液固色谱属于这一类。分配色谱:是利用各个被分离组分在固定相和流动相两相问分配系数的不同来进行分离的,气液层析和液液层析属于这一类。离子交换色谱:以离子交换剂作固定相,利用各种组分的离子交换亲和力的差异来进行分离。凝胶色谱:又称排阻色谱: 用凝胶作固定相,利用凝胶对分子大小不同的组分所产生阻滞作用的差异未进行分离。吸附剂:粒度均匀的细小颗粒;较大的表面积和一定的吸附能力;吸附剂与欲分离的试样和所用的洗脱剂不起化学反应,不溶于洗脱剂中。常用的吸附剂有:氧化铝、硅胶、聚酰胺氧化铝:氧化铝具有吸附能力强、分离能力强等优点。中性氧化铝:适用于醛、酮、醌、酯、内酯化合物及某些苷的分离;酸性氧化铝:适用于酸性化合物,如酸性色素、某些氨基酸,以及对酸稳定的中性物质的分离;碱性氧化铝:适用于分离碱性化合响如如生物碱、醇以及其它中性和碱性物质。氧化铝的活性:活性和含水量密切有关;活性强弱用活度级IV级来表示,活度I级吸附能力最强,V级最弱。通过加热至不同温度,可以改变氧化铝的活性,分离弱极性的组分选用吸附活性强一些的吸附剂,分离极性较强的组分,应选用活性弱的吸附剂。硅胶:硅胶具有微酸性,吸附能力较氧化铝稍弱,可用于分离酸性和中性物质,如有机酸、氨基酸、萜类、甾体等。聚酰胺:由已内酰胺聚合而成,又称聚己内酰胺,聚酰胺分子内存在着很多的酰胺键,可与酚类、酸类、酮类,硝基化合物等形成氢键,因而对这些物质有吸附作用,酚类和酸类以其羟基或羧基与酰胺键的羰基形成氢键,芳香硝基化合物和醌类化合物是以硝基或醌基与酰胺键中游离胺基形成氢键。聚酰胺吸附规律:能形成氢键基团较多的溶质,其吸附能力较大,对位、间位取代基团都能形成氢键时,吸附能力增大,邻位的使吸附能力减小,邻位的使吸附能力减小,能形成分子内氢键者,吸附能力减小。2. 流动相及其选择: 流动相的洗脱作用实质上是流动相分子与被分离的溶质分子竞争占据吸附剂表面活性中心的过程。使试样中吸附能力稍有差异的各种组分分离。就必须根据试样的性质,吸附剂的活性,选择适当活性的流动相。流动相极性较弱时,可使试样中弱极性的组分洗脱下来,在层析柱中移动较快,而与极性较强的组分分离。强极性和中兴等极性的流动相适用于强极性和中高等极性组分的分离。 组分极性的一般规律:(1)常见的功能团极性增强次序:烷烃烯烃,醚类硝基化合物二甲胺酯类酮类醛类硫醇胺类 酰胺醇类 酚类羧酸类。(2)当有机分子的基本母核相同时,取代基团的极性增强,整个分子的极性增强;极性基团增多,整个分子的极性增强。分子中双键多,吸附力强,共轭双键多,吸附力增强。(3)分子中取代基团的空间排列对吸附性能也有影响,如同一母核中羟基处于能形成内氢键位置时,其吸附力弱于不能形成内氢键的化合物。 流动相按其极性增强顺序:(1)石油醚环己烯四氯化碳三氯乙烯苯甲苯二氯甲烷氯仿乙醚乙酸乙酯乙酸甲酯丙酮正丙醇乙醇甲醇吡啶酸,水(2)溶剂按不同的配比配成混合溶剂可以调节溶剂的极性,优化流动相(3)溶解试样用的溶剂,其极性应与流动相接近,以免因它们极性相差过大而影响层析分析。3. 分配色谱: (1)分配层析是根据预分离组分在两种互不混溶(或部分混溶)溶剂间溶解度的差异来实现的。 (2)在层析中,这两种互不混溶的溶剂之间是流动相;另一种是吸收在载体或担体(往往也叫它们称之为吸附剂),这种溶剂在层析过程中不流动,是固定相。 (3)分配色谱的担体: 担体也称吸附剂,起负载固定相的作用,本身是惰性的。分配柱层析中常用担体有如下几种:硅胶:在分配柱层析中作用作担体的硅胶应在较低的温度下活化,使其表面残留一定的水分作固定相。纤维素:纤维素上有许多羟基,易与水形成氢键而将水吸附,这种吸附着的水分形成分配柱层析中的固定相。硅藻土:系天然存在的非晶形硅胶,其中SiO2外还含Al2O3Fe2O3,GaO,Na2O和有机物及水分等;需经精制才能供层析用。4. 正向色谱和反向色谱 正向色谱:(a)使用范围:溶于水的有机物,如糖类、氨基酸等的分离(b)固定相为:强极性亲水性溶剂(水、稀硫酸、甲醇、甲酰胺)(c)流动相:一般是与水不相混溶的有机溶剂正丁醇、正戊醇加入适量的弱酸和弱碱如乙酸吡啶等调节PH值以防止被分离组分离解、在有机溶剂中溶解度大的移动快。 反向色谱:(a)使用范围:分离酯性的有机物,如芳香油等(b)固定相为疏水的有机物,如石油蜡、硅油、正十二醇(c)流动相为亲水性的溶剂作流动相如水、甲醇、乙醇等。应用举例:纸层析分离氨基蒽醌异构体;固定相-溴代萘,流动相-吡啶和水(1:1);从上到下依次是:橙色的1-氨基蒽醌,粉紫色1,8-氨基蒽醌,红色1,6-氨基蒽醌和1,7-氨基蒽醌,在亲水性溶剂中溶解度大的移动快。5. 交联度和交换容量 交联度:结构中长链由苯乙烯聚合而成,长链间由二乙烯苯交联起来,形成网状结构。二乙烯苯是交联剂,树脂中二乙烯苯的质量百分率,就是树脂的交联度。 交联度:树脂内交联度的百分含量,以414%为宜。性质 对水的溶胀性 网眼 交换反应速度 交换选择性 机械强度交联度(小) 好 大 快 差 差交联度(大) 差 小 慢 高 高交换容量:每克离子交换树脂在交换过程中能交换的物质的量,就是树脂的交换容量,一般为3-6mmol/g干树脂。6. 离子交换分离法: 利用离子交换剂(树脂)与溶液中离子间发生交换反应而进行分离的发法。 特点:分离效率高(不同电荷、相同电荷、性质相近与否)、富集比例高、成本低(大多能再生反复使用)、周期长(耗时长)。离子交换树脂种类:离子交换反应发生在离子交换树脂上的具有可交换离子的活性基团上。离子交换树脂是以高分子聚合物为骨架,反应引入活性基团构成。高分子聚合物以苯乙烯-二乙烯苯共聚物小球常见,可引入各种特性的活性基团(如-SO3H,-OH,-N(CH3)3Cl),使之具有选择性。(1) 离子交换树脂的亲和力 树脂对不同离子亲和力大小具有如下的规律:稀溶液中,离子电荷越大,亲和力越大;相同电荷时,水合半径越小,亲和力越大(2)离子交换树脂亲和力顺序:1.强酸性阳离子交换树脂(a)不同价态的离子,电荷越高,亲和力越大,如:Na+Ga2+Al3+Th()弱酸性阳离子交换树脂:离子交换分离法的应用:(1)蛋白质纯化为了研究某一个蛋白质的结构,必须首先将该蛋蛋白质从其他蛋白质和非蛋白质分子中纯化出来。用于分离蛋白质的最重要特住有大小、电荷、疏水性和对其他分子的亲和性。通常采用多种方法的组合来实现蛋白质的完全纯化。离子交换层析在纯化蛋白质的层析手段中使用最为广泛。它对蛋白质的分辨率高,操作简易,重复性好,成本低。按照离子交换原理,蛋白质可从大量缓冲性溶液中被分离,所以此方法尤适于蛋白质粗提物的初始纯化。(2)离子交换树脂的选择以层析条件下蛋白质所带净电荷为根据。带负电荷的蛋白质会与阴性离子交换树脂结合;带正电荷的蛋白质会与阳性离子交换树脂结合。 蛋白质的离子交换层析是根据蛋白质与离子交换树脂的选择性结合。蛋白质溶液进入离子交换柱后,通过静电引力可逆地结合在离子交换树脂上。使蛋白质从离子交换树脂洗脱常用办法是加大反荷离子的浓度。不同蛋白质与树脂的亲和力各不相同,可用逐渐增加洗脱液中NaCl浓度的方法将其逐一洗脱出来。比如,溶液中的氯离子浓度若为0.1molL,在离子交换时带负电荷的蛋白质取代了与阴离子交换树脂结合的氯离子而被固定在树脂上,则当氯离子浓度提高到0.3 molL时,与树脂结合力较弱的蛋白质将被洗脱,洗脱液中氯离子浓度便需提高到0.5 molL,与树脂结合力较强的蛋白质被洗脱。逐步增加洗脱液中离子浓度可将两种蛋白质完全的分离开。7. 样品中微量组分的富集与分离 气体样品采样法、液体样品中微量有机组分的富集与分离、固体样品中微量组分的富集与分离(1) 气体样品采样法:样品来源:环境大气、环境排放废气,其中可能包括固体粉尘、液体细雾(气溶胶);方法:直接采样法、过滤法、溶剂吸收法、吸附法 (a)直接采样法:将样品气体直接导入适当的容器内,如注射器、玻璃容器、塑料或橡胶袋中。为减小样品在气袋中的吸附,可用内衬铝膜、聚四氟乙烯膜、聚乙烯膜、聚酯薄膜等方法。长时间放置可能使样品在容器壁上的吸附损失增加。导入气体的方法有真空法、排水取气法等。样品中微量气体组分的分析通常采用GC、GC-MS可以测到ug-ng级的浓度。 (b)过滤法:过滤法是捕集气体中悬浮固体和液体的常用方法,效率达到90%以上(0.1-100um)。过滤材料:滤纸、棉布、玻璃纤维、合成纤维、聚氨酯泡沫等,孔径0.1-0.5um.采用计量泵和流量计控制。对于小于0.1um的气溶胶效率较低。 (c)溶剂吸收法:一定体积的气体样品定量通过溶剂吸收瓶,使气体中的某些组分定量的转移到吸收液中。吸收液:水和丙酮、乙醇、乙醚、苯、己烷、二氯甲烷。溶剂吸收法同时加上低温冷阱冷凝,效果会更好,低温可采用冰盐水、干冰等方式提供。缺点:溶剂与玻璃仪器携带不便,气体流速小。(d)吸附法:吸附剂:活性炭,硅胶,氧化铝,大孔网状树脂。活性炭:吸附效率高,但是解吸不完全。大孔网状树脂:吸附、解吸较好,价格较贵。硅胶、氧化铝:吸附效果好,解吸容易,是常用的吸附剂。脱附:加热并通入氮气直接进入GC;溶剂洗脱,采用HPLC分析;TLC纯化后进行成分结构分析。(2) 液体样品中微量有机组份的富集与分离气提与顶空取样法(烃类、挥发油等):水相中易挥发、溶解度小的的有机组份;蒸馏法(常量组份、低沸点组分):微量组分容易形成共沸体系,很难同主成分分开。高沸点组份因加热温度高,溶剂热分解。减压蒸馏容易使一些组分被抽出。溶剂萃取;吸附分离法:吸附树脂,吸附柱;离子交换树脂。8. 非均一体系有机样品分离程序 分离方法选择准则及分离方法分类9. Uv-VIS吸光光度法(紫外-可见吸收光度法) 有机化合物的紫外-可见吸收光谱,是其分子中外层电子跃迁的结果(三中):电子、电子、n电子。分子吸收光谱与跃迁(分子轨道理论):一个成键轨道必定有一个相应的反键轨道。通常外层电子均处于分子轨道的基态,即成键轨道或非键轨道上。四种跃迁:外层电子吸收紫外或可见辐射后,就从基态向激发态(反键轨道)跃迁。主要有四种跃迁所需能量大小顺序为:n到*到*n到*到* 跃迁所需能量最大,电子只有吸收远紫外光的能量才能发生跃迁。饱和烷烃的分子吸收光谱出现在远紫外区(吸收波长200nm。这类跃迁在跃迁选律上属于禁阻跃迁,摩尔吸光系数一般为10100 Lmol-1 cm-1,吸收谱带强度较弱。分子中孤对电子和键同时存在时发生n 跃迁。丙酮n 跃迁的为275nm max为22 Lmol-1 cm -1(溶剂环己烷)。10. 生色团与助色团生色团:最有用的紫外-可见光谱是由和n跃迁产生的。这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团。这类含有键的不饱和基团称为生色团。简单的生色团由双键或叁键体系组成,如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基NN、乙炔基、腈基CN等。助色团:有一些含有n电子的基团(如OH、OR、NH、NHR、X等),它们本身没有生色功能(不能吸收200nm的光),但当它们与生色团相连时,就会发生n共轭作用,增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动,且吸收强度增加),这样的基团称为助色团。11. 红移与蓝移 有机化合物的吸收谱带常常因引入取代基或改变溶剂使最大吸收波长max和吸收强度发生变化:max向长波方向移动称为红移,向短波方向移动称为蓝移(或紫移)。吸收强度即摩尔吸光系数增大或减小的现象分别称为增色效应或减色效应,如图所示。(横坐标为波长)12. .金属配合物的紫外可见吸收光谱金属离子与配位体反应生成配合物的颜色一般不同于游离金属离子(水合离子)和配位体本身的颜色。金属配合物的生色机理主要有三种类型:配位体微扰的金属离子dd电子跃迁和电子跃迁,摩尔吸收系数很小,对定量分析意义不大。金属离子微扰的配位体内电子跃迁: 金属离子的微扰,将引起配位体吸收波长和强度的变化。变化与成键性质有关,若静电引力结合,变化一般很小。若共价键和配位键结合,则变化非常明显。电荷转移吸收光谱:在分光光度法中具有重要意义。电荷转移吸收光谱: 当吸收紫外可见辐射后,分子中原定域在金属M轨道上电荷的转移到配位体L的轨道,或按相反方向转移,这种跃迁称为电荷转移跃迁,所产生的吸收光谱称为荷移光谱。 电荷转移跃迁本质上属于分子内氧化还原反应,因此呈现荷移光谱的必要条件是构成分子的二组分,一个为电子给予体,另一个应为电子接受体。 电荷转移跃迁在跃迁选律上属于允许跃迁,其摩尔吸光系数一般都较大(10 4左右),适宜于微量金属的检出和测定。 电荷转移跃迁在紫外区或可见光呈现荷移光谱,荷移光谱的最大吸收波长及吸收强度与电荷转移的难易程度有关。13. L-B定律 Alg(I0/It)= b c式中A:吸光度;描述溶液对光的吸收程度;b:液层厚度(光程长度),通常以cm为单位;c:溶液的摩尔浓度,单位molL;:摩尔吸光系数,单位Lmolcm;或: Alg(I0/It)= a b cc:溶液的浓度,单位gLa:吸光系数,单位Lgcm;a与的关系为:a =/M (M为摩尔质量)透过度T : 描述入射光透过溶液的程度:T = I t / I0吸光度A与透光度T的关系:A lg T 朗伯比耳定律是吸光光度法的理论基础和定量测定的依据。应用于各种光度法的吸收测量; 摩尔吸光系数在数值上等于浓度为1 mol/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度; 吸光系数a(Lg-1cm-1)相当于浓度为1 g/L、液层厚度为1cm时该溶液在某一波长下的吸光度。偏离朗伯比耳定律的原因:标准曲线法测定未知溶液的浓度时,发现:标准曲线常发生弯曲(尤其当溶液浓度较高时),这种现象称为对朗伯比耳定律的偏离。引起这种偏离的因素(两大类):(1)物理性因素,即仪器的非理想引起的;(2)化学性因素。物理因素:难以获得真正的纯单色光。朗比耳定律的前提条件之一是入射光为单色光。分光光度计只能获得近乎单色的狭窄光带。复合光可导致对朗伯比耳定律的正或负偏离。非单色光、杂散光、非平行入射光都会引起对朗伯比耳定律的偏离,最主要的是非单色光作为入射光引起的偏离。讨论:A总=A1 + lg2 - lg(110bc )(1) = 0; 即: 1= 2 = 则: A总lg(o/t) bc(2) 0 若 0 ;即 20, lg(110 bc )值随c值增大而增大,则标准曲线偏离直线向c 轴弯曲,即负偏离;反之,则向A轴弯曲,即正偏离。3) 很小时,即12:可近似认为是单色光。在低浓度范围内,不发生偏离。若浓度较高,即使 很小, A总1 ,且随着c值增大, A总与A 1的差异愈大,在图上则表现为Ac曲线上部(高浓度区)弯曲愈严重。故朗伯比耳定律只适用于稀溶液。 (4) 为克服非单色光引起的偏离,首先应选择比较好的单色器。此外还应将入射波长选定在待测物质的最大吸收波长且吸收曲线较平坦处。化学因素:朗比耳定律的假定:所有的吸光质点之间不发生相互作用;假定只有在稀溶液(c10 2 mol/L 时,吸光质点间可能发生缔合等相互作用,直接影响了对光的吸收。 故:朗伯比耳定律只适用于稀溶液。溶液中存在着离解、聚合、互变异构、配合物的形成等化学平衡时。使吸光质点的浓度发生变化,影响吸光度。例: 铬酸盐或重铬酸盐溶液中存在下列平衡:CrO2-4 2H+ = Cr2O2-7 H2O溶液中CrO2-4、Cr2O2-7的颜色不同,吸光性质也不相同。故此时溶液pH对测定有重要影响。14. 吸光光度法分析条件的选择1、 显色反应及其条件的选择:显色反应和显色剂1. 显色反应在分光光度分析中,将试样中被测组分转变成有色化合物的反应叫显色反应。显色反应可分两大类,即络合反应和氧化还原反应,而络合反应是最主要的显色反应。与被测组分化合成有色物质的试剂称为显色剂。同一组分常可与若干种显色剂反应,生成若干有色化合物,其原理和灵敏度亦有差别。一种被测组分究竞应该用哪种显色反应,可根据所需标准加以选择。2. 选择显色反应的一般标准(1) 选择性要好。一种显色剂最好只与一种被测组分起显色反应,这样干扰就少。或者干扰离子容易被消除、或者显色剂与被测组分和干扰离子生成的有色化合物的吸收峰相隔较远。(2) 灵敏度要高。由于吸光光度法一般是测定微量组分的,灵敏度高的显色反应有利于微量组分酌测定。灵敏度的高低可从摩尔吸光系数值的大小来判断,值大灵敏度高,否则灵敏度低。但应注意,灵敏度高的显色反应,并不一定选择性就好,对于高含量的组分不一定要选用灵敏度高的显色反应。(3) 对比度要大。即如果显色剂有颜色,则有色化合物与显色剂的最大吸收波长的差别要大,一般要求在60nm以上。(4) 有色化合物的组成要恒定,化学性质要稳定。有色化合物的组成若不确定,测定的再现性就较差。有色化合物若易受空气的氧化、日光的照射而分解,就会引入测量误差。(5) 显色反应的条件要易于控制。如果条件要求过于严格,难以控制,测定结果的再现性就差。3. 显色剂(1)无机显色剂:许多无机试剂能与金属离子起显色反应,如Cu2+ 与氨水形成深蓝色的络离子Cu(NH4)2+4 ,SCN- 与Fe3+ 形成红色的络合物Fe(SCN)2+ 或Fe(SCN)3-6等但是多数无机显色剂的灵敏度和择性都不高,其中性能较好,目前还有实用价值的有硫氰酸盐、钼酸铵、氨水和过氧化氢等。(2)有机显色剂:许多有机试剂,在一定条件下,能与金属离子生成有色的金属螯合物(具有环状结构的络合物)。2 显色反应条件的选择显色反应能否完全满足光度法的要求,除了与显色剂的性质有主要关系外,控制好显色反应的条件也是十分重要的,如果显色条件不合适,将会影响分析结果的准确度。1.显色剂的用量:显色就是将被测组分转变成有色化合物,表示: M + R = MR (被测组分) (显色剂) (有色化合物)反应在一定程度上是可逆的。为了减少反应的可逆性,根据同离子效应,加入过量的显色剂是必要的,但也不能过量太多,否则会引起副反应,对测定反而不利。2.溶液的酸度溶液酸度对显色反应的影响很大,这是由于溶液的酸度直接影响着金属离子和显色剂的存在形式以及有色络合物的组成和稳定性。因此,控制溶液适宜的酸度,是保证光度分析获得良好结果的重要条件之一。 (1) 酸度对被测物质存在状态的影响 大部分高价金属离子都容易水解,当溶液的酸度降低时,会产生一系列羟基络离子或多核羟基络离子。高价金属离子的水解象多元弱酸的电离一样,是分级进行的。随着水解的进行,同时还发生各种类型的聚合反应。聚合度随着时间增大,而最终将导致沉淀的生成。显然,金属离子的水解,对于显色反应的进行是不利的,故溶液的酸度不能太低。(2) 酸度对显色剂浓度和颜色的影响光度分析中所用的大部分显色剂都是有机弱酸。显色反应进行时,首先是有机弱酸发生离解,其次才是络阴离子与金属离子络合。 M + HRMR + H+从反应式可以看出,溶液的酸度影响着显色剂的离解,并影响着显色反应的完全程度。当然,溶液酸度对显色剂离解程度影响的大小,也与显色剂的离解常数有关,Ka大时,允许的酸度可大;Ka很小时,允许的酸度就要小些。 许多显色剂本身就是酸碱指示剂,当溶液酸度改变时,显色剂本身就有颜色变化。如果显色剂在某一酸度时,络合反应和指示剂反应同时发生,两种颜色同时存在,就无法进行光度测定。例如、二甲酚橙在溶液的pH6.3时呈红色,在pH6.3时呈柠檬黄色,在pH6.3时,呈中间色,故pH6.3时,是它的变色点。而二甲酚橙与金属离子的络合物却呈现红色。因此,二甲酚橙只有在pH6的酸性溶液中可作为金属离子的显色剂。如果在pH6的酸度下进行光度测定,就会引入很大误差。(3)对络合物组成和颜色的影响 对于某些逐级形成络合物的显色反应、在不同的酸度时,生成不同络合比的络合物。例如铁与水杨酸的络合反应,当pH4 Fe3+(C7H4O3)2-+ 紫色 4pH9 Fe3+(C7H4O3)22- 红色 pH9 Fe3+(C7H4O3)32-3- 黄色在这种情况下,必须控制合适的酸度,才可获得好的分析结果。3.时间和温度显色反应的速度有快有慢。显色反应速度,几乎是瞬间即可完成,显色很快达到稳定状态,并且能保持较长时间。大多数显色反应速度较慢,需要一定时间,溶液的颜色才能达到稳定程度。有些有色化合物放置一段时间后,由于空气的氧化,试剂的分解或挥发,光的照射等原因,使颜色减退。适宜的显色时间和有色溶液稳定程度,也必须通过实验来确定。实验方法是配制一份显色溶液,从加入显色剂计算时间、每隔几分钟测定一次吸光度,绘制A-t曲线,根据曲线来确定适宜的时间。不同的显色反应需要不同的温度,一般显色反应可在室温下完成。但是有些显色反应需要加热至一定的温度才能完成;也有些有色络合物在较高温度下容易分解。因此,应根据不同的情况选择适当的温度进行显色。温度对光的吸收及颜色的深浅也有一定的影响,故标样和试样的显色温度应保持一样。合适显色温度也必须通过实验确定,做A-C曲线即可求出。4. 有机溶剂和表面活性剂 溶剂对显色反应的影响表现在下列几方面。(1)溶剂影响络合物的离解度许多有色化合物在水中的离解度大,而在有机溶剂中的离解度小,如在Fe(SCN)3溶液中加入可与水混溶的有机试剂( 如丙酮) , 由于降低了Fe(SCN)3的离解度而使颜色加深提高了测定的灵酸度。(2)溶剂改变络合物颜色的原因可能是各种溶剂分子的极性不同、介电常数不同,从而影响到络合物的稳定性,改变了络合物分子内部的状态或者形成不同的溶剂化物的结果。(3)溶剂影响显色反应的速度例如,当用氯代磺酚S测定Nb时,在水溶液中显色需几小时,如果加入丙酮后,仅需30分钟。 表面活性剂的加入可以提高显色反应的灵敏度,增加有色化合物的稳定性。其作用原理一方面是胶束增溶,另一方面是可形成含有表面活性剂的多元络合物。5. 共存离子的干扰及消除共存离子存在时对光度测定的影响有以下几种类型: (1) 与试剂生成有色络合物。如用硅钼蓝光度法测定钢中硅时,磷也能与钼酸铵生成络合物,同时被还原为钼蓝,使结果偏高。 (2) 干扰离子本身有颜色。如Co2+( 红色) 、Cr3+(绿色)、Cu2+(蓝色)。(3)与试剂结合成无色络合物消耗大量试剂而使被测离子络合不完全。如用水扬酸测Fe3+时,Al3+、Cu2+等有影响。 (4)与被测离子结合成离解度小的另一化合物。如由于F-的存在,能与Fe3+以FeF63-形式存在,Fe(SCN)3本不会生成,因而无法进行测定。消除干扰的方法主要有以下三种:(1)控制酸度控制显色溶液的酸度,是消除干扰的简便而重要的方法。许多显色剂是有机弱酸,控制溶液的酸度,就可以控制显色剂R的浓度,这样就可以使某种金属离子显色,使另外一些金属离子不能生成有色络合物。当溶液的情况比较复杂,或各种常数值不知道队则溶液最适合的pH值须通过实验方法来确定。(2)加入掩蔽剂在显色溶液里加一种能与干扰离子反应生成无色络合物的试剂,也是消除干扰的有效而常用的方法。例如用硫氰酸盐作显色剂测定Co2+,Fe3+有干优可加入氟化物,使Fe3+与F-结合生成无色而稳定的FeF63-,就可以消除干扰。在另外的情况下,也可通过氧化还原反应,改变干扰离子的价态以消除于扰。(3) 采用萃取光度法用适当的有机溶剂萃取有色组分,如用丁二酮肟测定钯时,钯与丁二酮肟所形成的内络盐,可被氯仿从酸性溶液中选择性地萃取。许多干扰离子则不被萃取。(4) 在不同波长下测定两种显色配合物的吸光度,对它们进行同时测定(5)寻找新的显色反应 如将二元配合物改变为三元配合物。(6) 分离干扰离子在没有适当掩蔽剂时,干扰离于可用电解法,淀法或离子交换法等分离除去。此外,还可以通过选择适当的测量条件,消除干扰离子的影响。15. 参比溶液的选择 参比溶液是用来调节仪器工作零点的,若参比溶液选得不适当,则对测量读数准确度的影响较大。选择的办法是:(1)当试液、试剂、显色剂均无色时,可用蒸馏水作参比液。(2)试剂和显色剂均无色时,而样品溶液中其他离子有色时,应采用不加显色剂的样品溶液作参比液。(3)试剂和显色剂均有颜色时,可将一份试液加入适当掩蔽剂,将被测组分掩蔽起来,使之不再与显色剂作用,然后把显色剂、试剂均按操作手续加入,以此做参比溶液,这样可以消除一些共存组分的干扰。此外,对于比色皿的厚度、透光率、仪器波长,读数刻度等应进行校正,对比色皿放置位置、光电池的灵敏度等也应注意检查。16. 吸光度范围的控制 吸光度在0.15-0.80时,测量的准确度较高。为此可以从下列几方面想办法:(1)计算而且控制试样的称出量,含量高时,少取样,或稀释试液;含量低时,可多取样,或萃取富集。(2)如果溶液已显色,则可通过改变比色皿的厚度来调节吸光度大小。17.原子荧光光谱分析法基本原理1原子荧光光谱的产生过程过程: 当气态原子受到强特征辐射时,由基态跃迁到激发态,约在10-8s后,再由激发态跃迁回到基态,辐射出与吸收光波长相同或不同的荧光;特点:(1) 属光致发光,二次发光;(2)激发光源停止后,荧光立即消失;(3)发射的荧光强度与照射的光强有关;(4)不同元素的荧光波长不同;(5)浓度很低时,强度与蒸气中该元素的密度成正比,定量依据(适用于微量或痕量分析);2.原子荧光的产生类型三种类型:共振荧光、非共振荧光与敏化荧光(1) 共振荧光共振荧光:气态原子吸收共振线被激发后,激发态原子再发射出与共振线波长相同的荧光;见图A、C;热共振荧光:若原子受热激发处于压稳态,再吸收辐射进一步激发,然后再发射出相同波长的共振荧光;见图B、D; (2)非共振荧光当荧光与激发光的波长不相同时,产生非共振荧光;分为:直跃线荧光、阶跃线荧光、anti-Stokes荧光三种;直跃线荧光(Stokes荧光):跃回到高于基态的亚稳态时所发射的荧光;荧光波长大于激发线波长(荧光能量间隔小于激发线能量间隔); a b c d直跃线荧光(Stokes荧光)Pb原子:吸收线283.13 nm;荧光线407.78nm;同时存在两种形式:铊原子:吸收线337.6 nm;共振荧光线337.6nm;直跃线荧光535.0nm; a b c d阶跃线荧光:光照激发,非辐射方式释放部分能量后,再发射荧光返回基态;荧光波长小于激发线波长(荧光能量间隔大于激发线能量间隔);非辐射方式释放能量:碰撞,放热;光照激发,再热激发,返至高于基态的能级,发射荧光,图(c)B、D ;Cr原子:吸收线359.35nm;再热激发,荧光发射线357.87nm,图(c)B、D a b c danti-Stokes荧光:荧光波长小于激发线波长;先热激发再光照激发(或反之),再发射荧光直接返回基态;图(d) ;铟原子:先热激发,再吸收光跃迁451.13nm;发射荧光410.18nm, 图(d)A、C ; a b c d(3)敏化荧光受光激发的原子与另一种原子碰撞时,把激
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