分析化学9(ppt)

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结构信息丰富
可以提供关于分子量和分 子结构的详细信息。
快速分析
测试时间短，可以快速得 到结果。
无需溶剂
可以直接对固体样品进行 分析。
核磁与质谱的优缺点比较
1 2
对样品有一定破坏性
测试过程中会消耗一定量的样品。
对某些化合物的检测效果不佳
对于一些不易电离的化合物，质谱检测效果可能 较差。
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数据处理
对采集的质谱数据进行处理和 分析，如谱图解析、元素组成
计算等。
实验注意事项与安全
核磁共振实验安全
由于核磁共振实验涉及到强磁场 和高射频场，应确保实验室周围 无金属物体，避免磁场干扰和意
外伤害。
质谱实验安全
质谱实验涉及到真空技术和高电 压技术，应确保实验室通风良好， 避免气体泄漏和电击等安全问题。
对采集的核磁共振数据进行处 理和分析，如谱图解析、化学
位移计算等。
质谱实验操作
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实验准备
确保实验室环境清洁干燥，准 备好质谱仪、样品瓶、注射器
等实验器材。
样品处理
将样品进行适当处理，如干燥 、研磨、溶解等，以便于进样
。
进样操作
使用注射器将处理好的样品注 入质谱仪的进样口，启动质谱
仪进行测试。
核磁共振原理
核磁共振的原理基于原子核的磁矩和 磁场相互作用。当原子核处于磁场中 ，其自旋磁矩与磁场相互作用，产生 能级分裂。
当外加射频场与分裂的能级差相匹配 时，原子核发生跃迁，释放出能量， 被检测器检测到。
核磁共振的应用
核磁共振在化学、生物学、医学等领 域有广泛的应用，如结构解析、化学 反应动力学研究、医学成像等。

散射
③运动方向改变
Raman散射 ①非弹性碰撞
Stokes线λ散＜λ入
②有能量交换,光的频率改变
③运动方向改变
反Stokes线λ散＞λ入
散射光强 I ∝ 1/λ λ散-λ入 为拉曼位移，与分子的振动频率有关。
h
10
三、电磁辐射与物质的相互作用
4.折射和反射
反射：当光从介质1照射到与介质2时，一部分 光在界面上改变方向返回介质1的现象。
Planck常数：h = 6.626 × 10 -34 J . S 光速：c = 2.997925×1010cm/s
h
5
⒋波长越小、频率越大，能量越大。 ⒌单色光：
单波长的光（由具有相同能量的光子组成）
⒍能量常用单位：eV erg J ⒎能量换算关系：
1 e V 1 .6 1 0 1 9 J 1 .6 0 2 2 1 0 1 2 e r g
2.发射
2
样品
1
E 21h21hC / 21 E2h2hC/2
火焰或电弧
0
E1h1hC/1
λ2 λ1
λ21
λ
火焰、电弧激发的发射光谱示意图
2
I0
样品
I
E 21h21hC / 21 2hC/2
E1h1hC/1
光致发光示意图
λ2 λ1
λ21
h
9
三、电磁辐射与物质的相互作用
3.散射
Rayleigh散射①弹性碰撞 ②无能量交换，光的频率不变
λmax不变。而对于不同物质，它们的吸收曲线形 状和λmax不同。
h
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h
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③吸收曲线可以提供物质的结构信息，并作为物质 定性分析的依据之一。

四、按数量级分类
进展
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一、分析化学的分类
1. 按分析任务分类
(1) 定性 含何种元素，何种官能团 (2) 定量 含量 (3)结构 形态分析,立体结构,结构与活性
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2. 按分析对象分类
(1) 无机分析 (2) 有机分析 (3) 生物分析 (4) 药物分析
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3. 按分析方法分类
化学分析：
重量分析 容量分析（各种滴定分析）
仪器分析：
电化学分析
光化学分析
色谱分析 波谱分析
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4.按数量级分类
常量，微量，痕量（10-6），超痕量（10-9～10-12）
克 毫克 10-3 微克 10-6 ppm 纳克 10-9 ppt 皮克 10-12 ppb 飞克 10-15
1.由分析对象来看
无机物分析
有机物 分析
微量 痕量
生物活性物质
2.由分析对象的数量级来看
常量 分子水平
3.由分析自动化程度来看
手工操作
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仪器
自动
全自动
智能化仪器
第一个重要阶段：
◈20世纪二三十年代利用当时物理化学中的溶 液化学平衡理论，动力学理论，如沉淀的生成 和共沉淀现象，指示剂作用原理，滴定曲线和 终点误差，催化反应和诱导反应，缓冲作用原 理大大地丰富了分析化学的内容，并使分析化 学向前迈进了一步.
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第一章 绪 论
一、分析化学的定义
第一节 分析化学的作用
二、分析化学的特点 三、分析化学的作用
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一 、分析化学定义

二. 现代电化学分析的特点及发展趋势
时间和空间上体现“快 小”:仪器袖珍化，电极微型化
（1）化学修饰电极（chemically modified electrode） （2）生物电化学传感器（Biosensor） 生命过程的模拟研究,生命过程的氧化还原反应类似电 极上的氧化还原，用电极膜上反应模拟生命过程，可 深 化认识生命过程。 （3）光谱一电化学方法 （ Electrospectrochemistry） （4）超微电极（Ultramicroelectrode） 活体现场检测（无损伤分析 ）
(2)液体接界电位与盐桥
在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界 面上，存在着微小的电位差，称之为液体接界电位。 液体接界电位产生的原因：各种离子具有不同的迁移速率 而引起。
二、仪器分析方法的分类
Classification of instrument analytical method
光分析法 电化学分析法 仪器分析 质谱分析法
色谱分析法
分析仪器联用技术
热分析法
电化学分析方法的分类
Classification of electrochemical analysis 电导分析法 电位分析法 电化学分析法 电解分析法
（Galvanic cell） 阳极：发生氧化反应的电极（负极）； 阴极：发生还原反应的电极（正极）； 阳极≠正极 阴极≠负极 电极电位较正的为正极 （Electrolytic cell ） 阳极：发生氧化反应的电极（正极）；
阴极：发生还原反应的电极（负极）；
阳极=正极 阴极=负极
2.电极电位与液接电位
（5）微型计算机的应用Fra bibliotek30 25 20 15 b a c
I/

一、参比电极 1. 甘汞电极 由Hg-Hg2Cl2-KCl组成的电极， 构造如图:
导线 绝缘帽 加液口
Pt丝
汞 - … .... - ... - -------------- -----汞和甘汞混合物 多孔物质 KCl溶液
多孔物质
电极反应 Hg2Cl2+2e 2Hg+2Cl电极电势: RT ln 1 ø (Hg2Cl2/Hg)= (Hg2Cl2/Hg)+ 2F a2(Cl-) RT -) ø ln a (Cl = (Hg2Cl2/Hg) F 25℃，值与KCl浓度的关系:
|
|
G- Na+
浸泡(具有响应H+的功能)后，表面形成 水合硅胶层，Na+被H+取代
G-Na+ + H+ → Na+ + G-H+
外表面与试液间形成相界电势外 内表面与内参比溶液间也形成相界电势内
膜 = 外- 内
玻璃膜 Na+
内水合 内参 比液 硅胶层 -4mm + 10 a(H 内) 干玻璃层 0.1mm 外水合 硅胶层 10-4mm 外部溶液 a(H+外)
指示电极(-) 参比电极(+) cr,x= cr,s×10±△E/S 对阳离子取“－” 对阴离子取“+”
*
浓度的单位为mol· L-1 ; 0.0592V 25℃, △E单位为V ，S= Z Z为待测离子电荷数。
例：25℃，氟电极(负)与饱和甘汞电极(正)， 放入1.0×10-3moL · L-1 F- 溶液, Es= -0.159V；放入未知溶液时， Ex= -0.212V，未知溶液的pF是多少？ 解: S= 0.0592V/1=0.0592V

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甘汞电极（calomel electrode）
Hg，Hg2Cl2(s) KCl
2
1
2
1
3
3
4
4
1
Pt
7
Hg Hg2Cl2
5
5
6
6
8 6
6
(a)
(b)
(c)
（a）232型甘汞电极； （b）内部电极结构； （c）217型甘汞电极。 1.导线； 2.绝缘帽； 3.加液口； 4.内部电极； 5.饱和氯化钾溶液； 6.多孔性物质； 7.可卸盐桥磨口； 8. 可卸盐桥液接溶液
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标准曲线法
配制一系列含不同浓度的待测离子标液； 插入ISE和参比电极，测定各电池电动势E； 半对数坐标纸上绘制E-lgc曲线； 用同一对电极测定待测溶液的电动势Ex ； 从标准曲线上查出相应的浓度cx。
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标准曲线法
注意 标液和试液皆要加入同 样量的TISAB。 E-lgc关系曲线需经常重 新测定和绘制。
10
甘汞电极
Hg2Cl2 +2e- → 2Hg + 2Cl-
Hg 2 Cl2 /Hg
θ Hg 2 Cl2 /Hg
- 0.059 lg aCl-
温度一定时，随溶液中的aCl-变化而变化 固定KCl浓度，电极电位为一定值
使用条件：≤80 ℃
使用饱和KCl溶液，称为饱和甘汞电极 （Sturated Calomel Electrode ，SCE） ，25℃时为0.2438V 。
pH标准溶液
配制方法 pH(25℃)
（g·L-1水）
0.05 mol·L-1 KHP
10.12
4.004
0.025 mol·L-1磷酸二氢钾 0.025 mol·L-1磷酸氢二钠

9.5 有效数字及计算规则
在定量分析中，为了获得准确的分析结果，还
必须注意正确合理的记录和计算。因此需要了解 有效数字及其运算规则。 实验数据应包含两个内容：
1. 反映所测定的量是多少；
2. 反映数据的准确度。 9.5.1 有效数字及其位数 数据中能够正确反映一定量（物理量和化学 量）的数字叫有效数字。包括所有的确定数字 和最后一位不确定性的数字。
第9章 定量分析化学概论
9.1 分析化学的任务和作用 9.2 分析方法的分类 9.3 定量分析过程和分析结果的表示
9.4 定量分析误差
9.5 有效数字及计算规则 9.6 分析数据的统计处理
9.7 滴定分析法概述
9.2 分析方法的分类
根据分析任务、分析对象、测定原理、操作方
法和具体要求不同，分析方法的分类很多。 1. 按任务分类：定性分析、定量分析、结构分析 定性分析的任务：鉴定物质所含的组分 （元素、离子基团、化合物） 定量分析的任务：测定各组分的相对含量。 结构分析的任务：研究物质的分子结构或晶 体结构 化学的发展逐步由定性 定量。
= －0.0001/0.2176 ×1000‰ = －0.5‰
偏差（ ）是测定值（ ）与一组平行测定值的
平均值（ ）之间的差，是衡量精密度高低的尺度，
d
X
X
偏差小表示精密度高，偏差大表示精密度低。
d XX
某一试样平行测量n次，测定值为X1,X2,…,Xn， 则：
X1 X 2 X n X n
可见，0.0121的有效数字位数最少（三位）相 对误差最大，故应以此数为准，将其它各数修约 为三位（指的是三位有效数字），然后相乘得： 0.0121×25.6×1.06=0.328

定分析。
配位指示剂的选择
根据配位反应的稳定性选择合适的 指示剂，如EDTA、铬黑T等。
配位滴定法的应用
适用于金属离子含量的测定，如钙 、镁等。
沉淀滴定法
沉淀滴定法的原理
利用沉淀反应中生成难溶化合物 的原理进行滴定分析。
沉淀指示剂的选择
根据沉淀反应的溶解度选择合适 的指示剂，如银量法中的铬酸钾
指示剂等。
沉淀滴定法的应用
适用于某些特定离子或化合物的 含量测定，如氯离子、硫酸根离
子等。
04 重量分析法
重量分析法概述
定义
通过测量物质的质量变化来确定待测组分的含量 。
原理
根据化学反应中物质质量守恒定律，通过测量反 应前后物质质量差来计算待测组分的含量。
分类
直接法、间接法、差减法。
挥发法
定义
利用待测组分在特定条件下具有挥发性，通过加热等方法使其挥 发并测量挥发前后质量差来计算含量。
数据处理的方法
有效数字运分析方法的建立与评价
1 2
分析方法的建立
明确分析目的、选择分析方法、制定分析步骤等 。
分析方法的评价
准确度、精密度、灵敏度、特异性等指标。
3
分析方法的应用范围
适用于不同领域和不同类型的样品分析。
03 滴定分析法
分析化学ppt课件
目录
• 分析化学概述 • 分析化学基本原理 • 滴定分析法 • 重量分析法 • 光谱分析法 • 色谱分析法 • 分析化学在各领域的应用
01 分析化学概述
分析化学的定义与任务
定义
分析化学是研究物质的组成、结 构、含量和形态等化学信息的分 析方法及理论的一门科学。
任务
分析化学的主要任务是鉴定物质 的化学组成、测定有关组分的含 量以及表征物质的化学结构和存 在形态等。

3. 分光光度计及其基本部件：
光源－单色器－比色皿（吸收池）－检测器－显
（1）光源 : 钨丝灯:可见、红外 400－1000nm氢灯或 氘灯：紫外 160－350nm （2）单色器： a.滤光片：有机玻璃片或薄膜，利用颜色互补原理。 b.棱镜：根据物质的折射率与光的波长有关。玻璃 棱镜:可见,石英棱镜:紫 外、可见。 c.光栅：在玻璃片或金属片上刻划均匀的线，1200 条/mm, 衍射、干涉原理。
吸收光谱有原子吸收光谱和分子吸收光谱 单色 单一波长的光 光 光 复合光 由不同波长的光组合而成的光
两种不同颜色的单色光按一定的强度比 光的互补 例混合得到白光，那么就称这两种单色 光为互补色光
光的互补示意图
KMnO4溶液的 吸收曲线 (cKMnO4:a<b<c <d)



分子、原子、离子具有不连续的量子化能级，仅 能吸收当照射光子的能量hv与被照射粒子的 E激 － E基 ＝（hv）n因为不同物质微粒的结构不同， 共有不同的量子化能级，其能量差也不相同,因此 对光的吸收具有选择性。若固定某一溶液的浓度 C 和液层厚度 b ，测量不同 λ下的 A ，以吸光 度 A 对吸收波长λ 作图，就得到－吸收曲线， 即吸收光谱。 初步定性分析：不同物质吸收曲线的形状与最大 吸收波长不同。 定量分析：不同 C 的同一物质在吸收峰附近的 A 随 C ↑而增大，吸收曲线是吸光光度法中选择测 定波长的主要依据。
3.温度：通过实验确定温度范围，通常在室温下 进行。 4.溶剂：一般螯合物在有机溶剂中溶解度大，提高 显色反应的灵敏度。如Cu(SCN)42－在水中大 部分离 解，几乎无色；在丙酮中呈蓝色。
5.显色时间：通过实验找出适宜的显色时间。
6.干扰组分：共存组分与显色剂生成有色络合物， 正干扰；生成无色络合物，负干扰。 干扰的消除：

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2.应用
(1)无机化合物的分析
与有机试剂配合物后测量,可测量约60多种元素
(2)生物与有机化合物的分析 免疫荧光技术 有些荧光染料可以和免疫球蛋白结合而 不破坏抗体的免疫活性。这种以荧光标记的抗体溶液可 以作为特异性试剂，使免疫学技术和荧光分析方法相结 合，进行免疫细胞学的研究。这种方法具有荧光分析的 敏感性和免疫反应的特异性。
荧光与磷光的比较: 荧光：10-7～10 -9 s, 第一激发单重态的最低振动能级→基态； 磷光：10-4～10s； 第一激发三重态的最低振动能级→基态；
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2.荧光分析法的应用 1. 特点
（1）灵敏度高
比紫外-可见分光光度法高2～4个数量级； （2）选择性强 既可依据特征发射光谱，又可根据特征吸收光谱； （3）试样量少 缺点：应用范围小。
C
If = Kc
560
570
580
590
600
610
620
Wavelength(nm)
(2)定量方法:标准曲线法
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标准曲线法：
配制一系列标准浓度试样测定荧光强度，绘
制标准曲线，再在相同条件下测量未知试样的荧光
强度，在标准曲线上求出浓度；
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荧光定量分析
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实验内容
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光致发光 荧光、磷光 其它发光形式 如：化学发光等
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内转换 S2
振动弛豫 系间跨越
S1
T1 发 射 荧 光 T2
发 射 磷 光
S0
l 2018/9/5 1
l2
l 2
l3
• 荧光(fluorescence) :物质接受光子能量后,被激发,