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1、分析检测基本测试方法,08化工 陈松叶 200809101141,化学分析方法,化学分析法是以能够定量完成某些化学反应为基础的分析方法。 适用于常量的主组分的分析，不适用低含量组分的物质的测定。 特点是误差小，但却对人的依赖程度高。,一滴定法,1.中和滴定 酸碱反应 酸碱指示剂 滴定曲线: pH突跃；滴定终点与化学计量点 2.氧化还原滴定 常用方法：高锰酸钾法；重铬酸钾法；碘量法；溴酸盐法；铈量法。 指示剂：自身指示剂；显色指示剂；氧化还原指示剂。 3.络合滴定（配位滴定) 配位反应与氨羧配位体：EDTA;NTA（ATA);CDTA;EGTA. 酸效应与最高酸度 指示剂：铬黑T(Ca,Mg)；

2、酸性铬蓝K；钙指示剂；PAN（1-（2-吡啶偶氮）-2-萘酚； 二甲酚橙 选择性：酸度；掩蔽法。 应用：水硬度测定；金属元素测定。 4.沉淀滴定法 银量法：莫尔法测定氯化物、溴化物。,二.重量法,1.沉淀重量法： 使被测组分生成难溶沉淀，由沉淀的质量计算被测组分含量。 沉淀形式：沉淀完全；大颗粒晶形沉淀；不包杂； 沉淀剂及其用量:均相沉淀 沉淀处理：过滤；洗涤；干燥。 2.气化重量法： 将被测组分用适当的方法挥发，按挥发量计算组分含量。 气化方法：加热挥发；蒸馏或减压蒸馏；化学反应气化； 常用对象: 水分；轻有机组分；硅； 3.电解重量法: 利用电解使被测组分在电极上析出，称其重量的方法。,仪

3、器分析方法,仪器分析法是指依据物质的物理性质或化学性质（即颜色、电导率、溶解度、吸附性、放射性、折光率、光谱等）为理论基础的分析方法。 适用于微量组分的分析 特点是分析速度快、灵敏度高、重现性好，可实现微区、原位分析；成分分离及结构鉴定，但误差比化学分析法大。 分析仪器的四个基本组件：信号发生器；输入换能器或检测器；信号处理器；输出换能器或读出装置。 仪器主要性能指标：精密度、灵敏度、检出限、检测下限、选择性线性范围、分辨率、响应速度 仪器分析方法的校正 工作曲线法： 亦称为外标法,以一系列已知浓度的标准试样，测定其对应的响应值，作工作曲线； 标准加入法: 又称为添加法，将已知量的标准试样加入

4、到一定量的待测试样中，测得其总响应值; 内标法： 在试样各含量不同的一系列标准试样中，加入固定量的内标物（纯物质），以分析物和内标物的响应比对分析物浓度作图，得到矫正曲线。,一.光学分析法,吸收：量子获得能量从低能级跃迁到高能级的过程； (1)原子吸收（线状光谱） (2)分子吸收（连续光谱） (3)磁场诱导吸收 发射：量子由高能级跃迁至低能级，并发射电磁辐射的过程；。 (1)原子发射 (2)分子发射（连续光谱） 散射、折射和衍射：光波的物理作用，Ramam散射、折射、x光衍射。,吸收光谱法,吸收光谱法,发射光谱法,1.X射线光谱法,方法：X射线荧光法（XRF)、X射线吸收法（XRA)、X射线衍

5、射法（XRD）； 适用元素：原子序数5以上的所有元素； 定性：特征X射线的识别；强度比较； 定量：某谱线强度与纯元素的比较； XRD：多晶粉末法；单晶衍射法。,-X射线荧光法（XRF）：当用X射线照射物质时，会发生散射现象和吸收现象，还会发生特征X荧光射线，荧光的波长与元素的种类有关，据此可进行定性分析；荧光的强度与元素的含量有关，据此可进行定量分析。 X射线吸收法（XRA）：射线吸收法的应用远不及X射线荧光法广泛。因为它涉及的技术与荧光法比起来相当麻烦和耗时。它是利用X辐射线或带的减弱来进行分析的，一般仅用于由轻元素组成基体的试样里的单个原先子序数的测定。 X射线衍射法（XRD）：X射线照射

6、到晶体上发生散射，其中衍射现象是X射线被晶体散射的一种特殊表现。晶体的基本特征是其微观结构（原子、分子或离子的排列）具有周期性，当X射线被散射时，散射波中与入射波波长相同的相干散射波，会互相干涉，在一些特定的方向上互相加强，产生衍射线。晶体可能产生衍射的方向决定于晶体微观结构的类型（晶胞类型）及其基本尺寸（晶面间距，晶胞参数等）；而衍射强度决定于晶体中各组成原子的元素种类及其分布排列的坐标。,2.分子荧光法,原理： 荧光分析法就是利用物质的荧光特征和强度，对物质进行定性和定量分析的方法。 荧光物质的特征光谱包括激发光谱和荧光光谱，因此用它鉴定物质比吸收光谱可靠。由于溶液的荧光强度与溶液对光的吸

7、收程度及荧光效率成正比，当abc0.05（即溶液很稀）时，在一定的温度下，当激发光的波长、强度和液层厚度都固定后，其荧光强度与该溶液的浓度成正比，这是荧光分析定量的基础。定量分析时可以用到两种方法：1.标准曲线法2. 直接比较法 特点： 灵敏度高、选择性好、样品用量少和操作简便。它的灵敏度通常比分光光度法高 23个数量级。,仪器的构造及原理,仪器类型很多，基本结构相似，一般包括五部分：激发光源、单色器、样品池、检测器和记录显示部分。,（1）光源 能发射紫外到可见区波长的光、强度大、稳定。常用的有溴钨灯、高压汞灯、氙灯。,（2 ）单色器 两个单色器,（3）样品池 通常用石英制成,（4）检测器 光

8、电倍增管,荧光分析法的应用,（1）有机物的荧光分析 由于荧光分析的高灵敏度、高选择性，使它在医学检验、卫生检验、药物分析、环境检测及食品分析等方面有广泛的应用。芳香族及具有芳香结构的物质，在紫外光照射下能产生荧光。因此，荧光分析法可直接用于这类有机物的测定，如：多环胺类、萘酚类、嘌呤类、吲哚类、多环芳烃类、具有芳环或芳杂环结构的氨基酸及蛋白质等，约有200多种。 （2）无机元素的荧光分析 能产生荧光的无机物较少，对其进行分析通常是将待测元素与荧光试剂反应，生成具有荧光特性的配合物，进行间接测定。目前利用该法可进行荧光分析的无机元素已近70种。常见的有铬、铝、铍、硒、锗、镉等及部分稀土元素。 （

9、3）在生命科学中的应用 荧光分析法常用于临床测定生物样品中某些成分的含量，由于这些物质荧光量子产率较低，所以常用各种荧光探针来间接测定。荧光探针还被广泛应用于研究蛋白质大分子构象及构象动力学信息。此外，荧光光谱可用以研究 DNA的烷基化损伤与修复；荧光偏振、荧光猝灭及多维荧光检测技术可用来研究蛋白质与配体之间的相互作用及动力学；时间分辨荧光免疫技术越来越多地用于许多蛋白质、激素、病毒抗原乃至 DNA杂交体等的分析。总之，荧光分析法在生命科学领域中的应用前景十分广阔,3. 原子发射光谱法(AES),原理： 在通常温度下，原子处于最低能量的基态，在激发能量作用下，原子获得足够能量，外层电子由基态跃

10、迁到不同的激发态。原子（或离子）的外层电子处于激发态时是不稳定的，当它跃迁回到基态或较低的激发态时，就要释放出能量，若此能量以光的形式出现，即得到原子发射光谱。, E = h = h c / ,原子化方法：火焰、电弧、电火花、ICP等 优点：激发温度低时，元素间干扰小；同时测定多元素；ICP可测定低浓度、难熔元素。 缺点：仪器贵；操作复杂； 样品：ICP适用于液体样品；电弧/电火花适用于固体样品；,4.原子吸收光谱法,它是利用待测元素所产生的基态原子对其特征谱线的吸收程度来进行定量分析的方法。,原子吸收分光光度计装置示意图,原子吸收光谱仪,(1)原理：当通过基态原子的光辐射具有的能量 h 恰好

11、等于原子由基态 激发态所含有的能量E时，基态原子吸收光辐射产生原子吸收光谱（线） E=h =hc/(2)测量依据：由于各种原子中电子的能级不同，将有选 择性地共振吸收一定波长的辐射光，这个共振吸收波长恰好等于该原子受激发后发射光谱的波长，由此可作为元素定性的依据，而吸收辐射的强度可作为定量的依据。(3)应用范围:可测70多种元素，既可测低含量和主量元素，又可测微量、痕量和超痕量元素。可测金属，还可间接测非金属元素。S、P、N等,可测土壤、植物、生物组织等样品中的元素,原子吸收光谱法的特点,优点： 1. 灵敏度高 比原子发射光谱高几个数量级，绝对灵敏度达10-13-10-15g原子发射光谱以Ni

12、为依据，测定的是占原子总数不到1%的激发态原子。原子吸收光谱以No为依据，测定的是占原子总数99%以上的基态原子。 2. 精密度高、准确度高 原子吸收程度受温度变化影响较小。重现性好，稳定性好。 3.选择性好，干扰少。干扰易排除。 4.应用范围广。可测70多种元素，既可测低含量和主量元素，又可测微量、痕量和超痕量元素。可测金属，还可间接测非金属元素 S、P、N等. 不足： 1.多元素同时测定有困难； 2.对非金属及难熔元素的测定尚有困难； 3.对复杂样品分析干扰也较严重； 4.石墨炉原子吸收分析的重现性较差。,5.分子光谱法,紫外-可见分子吸收光谱法（紫外可见分光光度法） (1)范围：190-

13、750nm吸收光谱。 (2)应用 有机化合物：共轭双键；羰基；羧基；苯环；芳烃等； 无机化合物：d-d、f-f跃迁；电荷迁移（显色）； (3)定性：吸收光谱比较法；不饱和化合物波长计算法； (4)定量：固定波长工作曲线,紫外-可见分光光度法,光源,单色器,样品室,检测器,显示,可见光区：钨灯作为光源，其辐射波长范围在3202500 nm。 紫外区：氢、氘灯。发射185400 nm的连续光谱。,红外吸收光谱法,红外光谱产生的两个条件： 辐射应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量； 辐射与物质间有相互偶合作用。 (1)波数范围：4000-600cm-1; (2)特征吸收峰:官能团区；指纹区； (3

14、)定性鉴定:已知物及其纯度，谱图比较法； 未知物结构，谱图解析法，标准图谱集 (4)定量分析：与紫外法相同； (5)液体、固体样品制备：液膜法；KBr压片法。,6. 核磁共振波谱法,NMR的研究对象磁性核与电磁波的相互作用 -无外加磁场时，样品中的磁性核任意取向。,-放入磁场中，核的磁角动量取向统一，与磁场方向平行或反平行,(1)特征参数：化学位移（相对与TMS），表示，H谱一般在10以下；峰面积，与质子数成正比；自旋耦合与峰裂分，反映H的结构环境； (2)碳谱（13C-NMR）： 在0-200； (3)样品要求：纯样15-30mg，溶剂四氯化碳、二硫化碳、氘代氯仿等。,二.色谱分析法,色谱法

15、是利用待测样品中各组分在两相中分配系数的不同而进行分离、分析的一种方法。,分类 气相色谱法(GC) 填充柱色谱法 毛细管柱色谱法 经典液相柱色谱法 柱色谱法 色谱法 液相色谱法 高效液相色谱法 薄层色谱法 平板色谱法 纸色谱法 毛细管电泳法 超临界流体色谱法（SFC）,1.气相色谱法,原理： 气相色谱法是利用试样中各组份在气相和固定液液相间的分配系数不同，当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同, 因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按顺序离开色谱柱进入检测器，产生的离子流讯号经放大后，

16、在记录器上描绘出各组份的色谱峰。 特点： （1）分离效能高 （2）检测灵敏度高 （3）分析速度快 （4）应用范围广 （5）样品用量少,气相色谱分析流程,进样系统,载气系统,色谱柱,记录系统,检测器,气相色谱仪的结构,2.液相色谱法,定义 以液体为流动相的色谱法，包括一定义 以液体为流动相的色谱法，包括1经典液相色谱法：普通固定相、流动相常压输送2高效液相色谱法：高压输送、高效固定相、在线检测、仪器化 HPLC与GC应用范围对比 GC：有机物的20% HPLC：有机物的80% （适合挥发性低、热稳定性差、分子量大的高 分子化合物及离子型的化合物） 特点： 适用范围广 分离性能好 分析速度快 流动相可选择性范围宽 灵敏特点： 色谱柱可反复使用 流出组分容易收集 安全度高,高效液相色谱法,基本原理 HPLC是将经典液相色谱法与气相色谱法的基本原理和实验方法相结合而产生的，因此气相色谱法的基本概念，保留值于分配系数的关系，塔板理论及速率理论，都可用于高效液相色谱法，他们的主要差别在于流动相的不同。,三.热分析法,原理：物质在燃烧过程中质量减轻，通过天平测出重量差。物质燃烧会有热量的释放，通过温度差来反映热量的变