仪器分析 课件 20.1 概述；20.2 基本原理

*第二十章

流动注射分析法20.1.1

概述第一节概述Flowinjectionanalysis,FLAGeneralization20.1概述

如何取代分析过程中大量的手工操作?如取样、加试剂、混合、反应、稀释、定容、测定等。制约自动化和工作效率的因素。

在典型的光度分析过程中必须进行的手工操作与自动操作的对比（a）手工操作；（b）不连续的传送带式分析器；（c）连续的空气分隔分析器发展过程：

1975年丹麦分析化学家Ruzika和Hansen提出了一种流动注射分析（flowinjectionanalysis，FIA）技术。流动注射分析定义：技术上创新性：连续流动注射的分析过程理论上创新性：颠覆了传统观念

传统：极力追求平衡的实现。过程不确定

FLA：突出了非平衡态理念。过程高度重复定义：在热力学非平衡条件下将待测物区带（或其反应产物）连续重现地引入检测系统的流动分析方法。特点：①广泛的适应性。可与多种检测手段结合，如光度检测，电化学检测等。②高效。一般分析速度可达100~200样·h-1。③低耗。微量分析技术，每次消耗试样体积为10~100μL，比手工操作节省试样和试剂90%以上。④高精度。光度法，相对标准偏差（RSD）<2%。⑤设备简单、操作方便。

FIA只有与某一检测技术结合才能形成一个完整的分析体系，如此也使它有了极广泛的适应性和发展空间。

FIA的作用①连续分析的工具。②微型化和集成化的工具。③提高检测器性能的工具。④连接化学与仪器的链索。⑤连续监测与过程控制的工具。⑥脉冲响应技术。FIA与其他分析技术的区别：三要素（1）试样的注入；（2）高度重现的时间控制；（3）受控制的分散

内容选择：结束20.1

概述

20.2

基本原理

20.3

仪器装置

20.4

分析应用技术

*第二十章

流动注射分析法20.2.1

基本过程20.2.2试样区带的分散过程

20.2.3影响分散过程的因素

第二节基本原理Flowinjectionanalysis,FLABaseprinciple20.2.1基本过程（1）过程中不发生化学反应

有色试样混合、稀释与检测过程留存时间t：进样后，在管路中经过的时间。固定条件下，确定值，具有高度重现性。峰高h：与试样浓度成正比，定量依据。

（2）过程中发生化学反应例：Cl-(试样)+Hg(SCN)2

(试剂)

→HgCl2+2SCN-

SCN-+Fe3+→[Fe(SCN)]2+(红色)←光度检测试剂流：Hg(SCN)2

+Fe3+检测信号与进样量呈线性关系，并具有高的重现性。

可设计实现复杂分析过程20.2.2试样区带的过程

以“塞”的形式注入，在对流和扩散的双重作用下，试样在流出管路时呈峰形分布。

管道孔径通常在0.5~1mm。形成抛物线形的抛面。同时存在着试样沿管子径向和纵向的扩散，纵向扩散是造成试样带分散的主要因素。分散系数（dispersioncoefficient）试样在载流中的分散程度：c0：试样初始浓度；cmax：峰最大处的浓度。通常D>1。D越大，分散、稀释的越严重，峰变得宽、低。D=2：试样在流动过程中被载液1∶1稀释。

低分散：1<D<2；（试样的引入和传输）

中分散：

2<D<10

；高分散：D>10。（保证一定程度的混合与反应）

根据需要控制分散度：如何控制？影响因素？20.2.３影响分散过程的因素1.进样体积（V）的影响

k

：与流路等实验条件有关的常数。当进样体积增大到某一值后，D≈1。引入V1/2：表征分散能力的重要指标。V

1/2：表征分散能力的重要指标定义：cmax=c0/2，D=2时的进样体积。(1)V样<V

1/2时，V样∝峰高（线性）;进样量↑，峰高↑，灵敏度↑。(2)V样

>V

1/2时，进样量↑，灵敏度↑有限，而峰宽及留存时间的增加却使得进样频率成倍降低，工作效率↓↓。

(3)当试样浓度较高时，进样体积宜V样<V½。(4)对于低浓度试样，V样≈2V

½。(5)通常的进样体积:50~200μL。

2.反应管长度和内径的影响管长度↑，留存时间↑，分散↑，峰低而宽。管径↓，虽可有效减小分散，但反应管太细，阻力↑↑，易堵塞。内径一般在0.3~1mm之间。分散系数D与反应管长度L间的经验式：

D=1+KLL，单位m。K，常数（0.2~3）。

混合反应体系试样C+试剂R→产物P反应管(L)↑，D↑，灵敏度↓

，P的产率↑

，有利于检测，作用效果如图中曲线A，最佳点。

当反应速率较慢，在所采用的管长内达不到最佳点时，如何处理？停流的操作更为有效。

3.载流流速的影响

有人通过实验发现，一定的实验条件下，在相当大的范围内（0.6~14.8mL）内改