《分析化學(xué)》第7模塊_常用儀器分析

《《分析化學(xué)》第7模塊_常用儀器分析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《分析化學(xué)》第7模塊_常用儀器分析（23頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,分析化學(xué),（第二版）,主編：鐘彤 主審：長青,大連理工大學(xué)出版社,高等職業(yè)教育,化工類課程規(guī)劃教材,第,7,模塊 常用儀器分析,背景知識,任務(wù)一 認(rèn)知紫外,-,可見分光光度計(jì),任務(wù)二 認(rèn)知酸度計(jì),能力考核 水樣中磷酸根含量的測定,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.,熟悉紫外,-,可見分光光度計(jì)及酸度計(jì)的結(jié)構(gòu)及使用方法；,2.,掌握紫外,-,可見分光光度法的條件選擇方法；,3.,掌握紫外,-,可見分光光度法的定量方法；,4.,掌握溶液酸度的測定方法、,第,7,模塊 常用儀器分析,背 景 知 識,（一）紫外,-,可見分光光度法,

2、一、光吸收定律,1.,朗伯,-,比爾定律,當(dāng)一束平行的單色光通過均勻、非散射的稀溶液時(shí)（見圖），入射光被溶液吸收的程度與溶液厚度的關(guān)系為,:,I,0,L I,t,式中,I,0,為入射光強(qiáng)度；,I,t,為通過溶液后透射光強(qiáng)度；,L,為溶液液層厚度，或稱光程長度；,k,為比例常數(shù)，它與入射光波長溶液性質(zhì)、濃度和溫度有關(guān)。這就是朗伯（,S.H.Lambert,）定律。,背 景 知 識,I,t,/I,0,表示溶液對光的透射程度，稱為透射比，用符號,T,表示。透射比愈大說明透過的光愈多。而,I,0,/I,t,是透射比的倒數(shù)，它表示入射光,I,0,一定時(shí)，透過光強(qiáng)度愈小，即 愈大，光吸收愈多。所以 表示了

3、單色光通過溶液時(shí)被吸收的程度，通常稱為吸光度，用,A,表示，即,當(dāng)一束平行單色光照射到同種物質(zhì)不同濃度，相同液層厚度的均勻透明溶液時(shí)，入射光通量與溶液濃度的關(guān)系為,式中為另一比例常數(shù)，它與入射光波長、液層厚度、溶液性質(zhì)和溫度有關(guān)。,c,為溶液濃度。這就是比爾（,Beer,）定律。比爾定律表明；當(dāng)溶液液層厚度和入射光強(qiáng)度一定時(shí)，光吸收的程度與溶液濃度成正比。必須指出的是：比爾定律只能在一定濃度范圍才適用。因?yàn)闈舛冗^低或過高時(shí)，溶質(zhì)會(huì)發(fā)生電離或聚合，而產(chǎn)生誤差。,背 景 知 識,當(dāng)溶液厚度和濃度都可改變時(shí)，這時(shí)就要考慮兩者同時(shí)對透射光通量的影響，則有,式中,K,為比例常數(shù)，與入射光的波長、物質(zhì)的性

4、質(zhì)和溶液的溫度等因素有關(guān)。這就是朗伯,-,比爾定律，即光吸收定律。它是分光光度法進(jìn)行定量分析的理論基礎(chǔ)。,光吸收定律表明：當(dāng)一束平行單色光通過均勻、非散射的稀溶液時(shí)，溶液的吸光度（入射光被溶液吸收的程度）與溶液的濃度及液層厚度的乘積成正比。,朗伯,-,比爾定律應(yīng)用的條件：一是必須使用單色光，二是吸收發(fā)生在均勻的、非散射介質(zhì)，三是吸收過程中，吸收物質(zhì)互相不發(fā)生作用。,背 景 知 識,2.,吸光系數(shù),式中比例常數(shù),K,稱為吸光系數(shù)；其物理意義是：單位濃度的溶液液層線厚度為,1cm,時(shí)，在一定波長下測得的吸光度。,K,值的大小只與吸光物質(zhì)的性質(zhì)、入射光波長、溶液溫度和溶劑性質(zhì)等有關(guān)，而與溶液濃度和液

5、層厚度無關(guān)。但,K,值大小因溶液濃度所采用的單位的不同而異。,(1),摩爾吸光系數(shù),當(dāng)溶液的濃度以物質(zhì)的量濃度（,molL-1,）表示，液層厚度以厘米（,cm,）表示時(shí)，相應(yīng)的比例常數(shù),K,稱為摩爾吸光系數(shù)。以,表示，其單位為,Lmol-1cm-1,。這樣，式可以改寫成,A=,C,L,（,4-5,）,摩爾吸光系數(shù)的物理意義是：濃度為,1molL-1,的溶液，于厚度為,1cm,的吸收池中，在一定波長下測得的吸光度。,背 景 知 識,摩爾吸光系數(shù)是吸光物質(zhì)的重要參數(shù)之一，它表示物質(zhì)對某一特定波長光的吸收能力。,愈大，表示該物質(zhì)對某波長光的吸收能力愈強(qiáng)，測定的靈敏度也就愈高。因此，測定時(shí)，為了提高分

6、析的靈敏度，通常選擇摩爾吸光系數(shù)大的有色化合物進(jìn)行測定，選擇具有最大,值的波長作入射光。,摩爾吸光系數(shù)由實(shí)驗(yàn)測得。在實(shí)際測量中，不能直接取,1molL-1,這樣高濃度的溶液去測量摩爾吸光系數(shù)，只能在稀溶液中測量后，換算成摩爾吸光系數(shù)。,背 景 知 識,例,4-1,已知含,Fe2+,濃度為,50ug/100mL,溶液，用鄰二氮菲顯色，在波長,510nm,處用,2cm,吸收池測得,A=0.198,，計(jì)算摩爾吸光系數(shù)。,=,(2),吸光系數(shù),若溶液濃度,c,以,mg/L,表示，液層厚度以厘米（,cm,）表示，其比例常數(shù)稱為吸光系數(shù)，用,k,表示，其單位為,Lcm,/mg,。這樣可表示為,A=,kc,

7、L,背 景 知 識,3.,吸光度的加和性,在多組分的體系中，在某一波長下，如果各種對光有吸收的物質(zhì)之間沒有相互作用，則體系在該波長的總吸光度等于各組分吸光度的和，即吸光度具有加和性，稱為吸光度加和性原理?？杀硎救缦拢?A,總,=A1+A2+An=,式中各吸光度的下標(biāo)表示組分,1,，,2,，,n,。,吸光度的加和性對多組分同時(shí)定量測定，校正干擾等都極為有用。,二,、定量方法,本節(jié)只討論單組分體系，定量的依據(jù)是光吸收定律,.,如果樣品是單組分，且遵守吸收定律，這時(shí)只要測出被測吸光物質(zhì)最大吸收波長（,max,），就可在此波長下，選用適當(dāng)?shù)膮⒈热芤?，測量試液的吸光度，然后再用工作曲線法或比較法求得分析

8、結(jié)果。,背 景 知 識,1,標(biāo)準(zhǔn)曲線法,工作曲線法又稱標(biāo)準(zhǔn)曲線法，它是實(shí)際工作中使用最多的一種定量方法。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制方法是：配制四個(gè)以上濃度不同的待測組分的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以空白溶液為參比溶液，在選定的波長下，分別測定各標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度。以標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上繪制曲線，此曲線即稱為標(biāo)準(zhǔn)曲線（或稱工作曲線）。,在測定樣品時(shí)，應(yīng)按相同的方法制備待測試液（為了保證顯色條件一致，操作時(shí)一般是試樣與標(biāo)樣同時(shí)顯色），在相同測量條件下測量試液的吸光度，然后在工作曲線上查出待測試液濃度。為了保證測定準(zhǔn)確度，要求標(biāo)樣與試樣溶液的組成保持一致，待測試液的濃度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)曲線線性范圍內(nèi)，最好在標(biāo)

9、準(zhǔn)曲線中部。標(biāo)準(zhǔn)曲線應(yīng)定期校準(zhǔn)，如果實(shí)驗(yàn)條件變動(dòng)（如更換標(biāo)準(zhǔn)溶液、所用試劑重新配制、儀器經(jīng)過修理、更換光源等情況），標(biāo)準(zhǔn)曲線應(yīng)重新繪制。標(biāo)準(zhǔn)曲線法適于成批樣品的分析，它可以消除一定的隨機(jī)誤差。,背 景 知 識,例,4,2,分別取,0.00,1.00,2.00,3.00,4.00,5.00mL10ug/mL,的,Fe2+,標(biāo)準(zhǔn)溶液，置于,6,個(gè),50mL,的容量瓶中，顯色后，稀釋至刻度，在,480nm,處，以試劑空白作參比，測吸光度，得,A,分別為,0,、,0.102,、,0.204,、,0.306,、,0.408,、,0.510,。另取,5.00mL,水樣，經(jīng)同樣處理后，稀釋至,50mL,，在

10、相同條件下，測其吸光度得,0.300,求水樣中鐵含量。,解 由題意可知,背 景 知 識,背 景 知 識,2,比較法,這種方法是用一個(gè)已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液（,cS,），在一定條件下，測得其吸光度,AS,，然后在相同條件下測得試液,cx,的吸光度,Ax,，設(shè)試液、標(biāo)準(zhǔn)溶液完全符合朗伯,-,比爾定律，則,使用這方法要求：,cx,與,cs,濃度應(yīng)接近，且都符合吸收定律。比較法適于個(gè)別樣品的測定。,背 景 知 識,例,4,3,有,20ug/mL,鈷標(biāo)準(zhǔn)溶液，測其吸光度,As=0.365,，求在相同條件下，測吸光度,Ax,0.402,的含鈷樣液中，鈷的含量。,任務(wù)一,任務(wù)一 認(rèn)知紫外,-,可見分光光度計(jì),一

11、、,紫外,-,可見分光光度計(jì)的簡介,1,、紫外,-,可見分光光度計(jì)儀器結(jié)構(gòu),光源 單色器 吸收池 檢測器 顯示系統(tǒng),光源：紫外分光光度計(jì)一般用氫燈或氘燈，主要提供,180,350,的連續(xù)光譜；可見分光光度計(jì)一般用鎢燈或碘鎢燈，主要提供,320,1000nm,的連續(xù)光譜。所謂紫外可見分光光度計(jì)也就是說這個(gè)儀器可以更換光源，能夠測定吸收峰在紫外和可見光部分的化合物。,單色器：作用是把光源發(fā)出的連續(xù)光譜分解為單色光，,721,分光光度計(jì)的單色器為棱鏡；,722,等分光光度計(jì)的單色器為光柵。,吸收池：又叫比色皿，用于盛裝溶液；吸收池的制材有玻璃和石英兩種。玻璃吸收池用于可見光光區(qū)測定。若在紫外光區(qū)測定

12、，則必須使用石英吸收池。,檢測器：是把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的元件，,721,的檢測器是光電,管；目前紫外,-,可見分光光度計(jì)廣泛使用光電倍增管作檢測器。,顯示系統(tǒng)：是把檢測器產(chǎn)生的電信號，經(jīng)放大后，用一定的方式顯,示出來,任務(wù)一,2.,注意事項(xiàng),（,1,）連續(xù)使用紫外,可見分光光度計(jì)的時(shí)間不應(yīng)超過兩小時(shí)，最好是間歇半小時(shí)后，再繼續(xù)使用。,（,2,）每次使用完比色皿后，要用去例子水洗凈并倒置晾干后，存放在比色皿盒中。在日常使用中應(yīng)注意保護(hù)比色皿的透光面，使其不受損壞并避免產(chǎn)生劃痕，一面影響透光率。,（,3,）儀器不能受潮。在日常使用中，應(yīng)經(jīng)常注意單色器上的防潮硅膠（在儀器的底部）是否變色，如硅膠的

13、顏色已變紅，應(yīng)立即取出烘干或更換。,（,4,）在托運(yùn)或移動(dòng)一起時(shí)，應(yīng)注意小心輕放。,任務(wù)一,二、任務(wù)實(shí)施,項(xiàng)目二十 水中微量鐵的測定,一、能力目標(biāo),1,能繪制吸收光譜曲線和選擇測量波長；,2,學(xué)會(huì)用標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量,3,學(xué)會(huì),721,分光光度計(jì)的操作使用。,二、實(shí)驗(yàn)原理,鄰二氮菲又稱鄰菲羅啉，是測定微量鐵的一種較好的顯色劑。在,pH=2,9,的溶液中，鄰二氮菲與二價(jià)鐵生成穩(wěn)定的橙紅色配位化合物。,生成的配合物的摩爾吸光系數(shù),=1.1104Lmol-1cm-1,，在還原劑存在下，顏色可保持幾個(gè)月不變。,Fe3+,與鄰二氮菲生成淡藍(lán)色配合物，在加入顯色劑之前，需用鹽酸羥胺先將,Fe3+,還原為,Fe2+,。,任務(wù)一,任務(wù)一,任務(wù)一,任務(wù)一,任務(wù)一,