分子发光光谱法

第 1 页 共 3 页 气相分子吸收光谱法（A）

1．办法原理 水中硫化物包括溶解性的H2S、HS- 、S2-和存在于悬浮物中的可溶性硫化物、酸可溶性金属硫化物以及未电离的有机和无机硫化物。这些硫化物可被较强的酸（5%-10%的磷酸）酸化分解，生成挥发性的H2S气体，用空气将其载入气相分子汲取光谱仪的测量系统，在200nm附近测定吸光度来举行水和污水中硫化物的迅速测定。若水样基体复杂，含干扰成分多，则采纳迅速沉淀过滤与吹气分别的双重去除干扰手段来举行测定。 2．干扰及消退 在磷酸介质中，NO2-、SO2-3、S2O2-3等的分解产物对紫外光也有汲取，产生正干扰，只要在反应瓶中加入过氧化氢，再加入磷酸，即可消退20mg NO2-、35mg SO2-3及45mgS2O2-3对10μg S2-的影响。水样中含I-及可产生汲取的挥发性有机物，产生正干扰，CNS-产生负干扰。为消退这些干扰，须采纳碳酸锌沉淀分别后，再加入过氧化氢和磷酸举行测定。 3．办法的适用范围 本法最低检出浓度为0.005mg/L，测定上限10mg/L。可用于各种水样中硫化物的测定。 4，仪器 ①气相分子汲取光谱仪（或原子汲取分光光度计在原子化器上方附加气体汲取管）。 ②锌空心阴极灯。 ③具磨口塞的比色管，50ml。 ④混合纤维素滤膜，φ35mm，孔径3μm。 ⑤减压过滤器，φ35mm。 ⑥水流减压抽滤泵。 ⑦医用不锈钢长柄镊子。 ⑧气液分别汲取装置，参照硝酸盐氮的气相分子汲取光谱法。 5．试剂 ①除氧去离子水：将去离子水通入高纯氮（99.99%) 15-20min或加热煮沸15-20min，冷却后，装入塑料容器密闭保存备用。 ②碱性除氧去离子水：将除氧去离子水调至pH=11±1，临用时配制。 ③乙酸锌（(Zn(Ac)2)＋乙酸钠（NaAc）固定液：5g Zn(Ac)2．2H2O及1.25gNaAc·3H2O溶于100m1水中，摇匀，备用。 ④乙酸锌（(Zn(Ac)2)+乙酸钠（NaAc)混合洗液：该洗液中含1 %Zn(Ac)2 ·H2O及0.3%NaAc·3H2O，装入塑料容器中，密闭保存。 ⑤磷酸：10％水溶液。 ⑥碳酸锌沉淀剂：分离配制3%

分子荧光光谱法又称分子发光光谱法或荧光分光光度法，即通常所谓的荧光分析法。该法是一种利用某一波长的光线照射试样，使试样吸收这一辐射，然后在发射出波长相同或波长较长的光线的化学分析方法。如果这种再发射约在 s内发生，则称为荧光；若能在 s或更长的时间后发生，则称磷光。分子荧光光谱法就是利用这种再发射的荧光的特性和强度来对荧光物质进行定性和定量分析的。

荧光分析法的突出优点是灵敏度高，其测定下限比一般分光光度法低二至四数量级。选择性也比分光光度法好，但其应用不如分光光度广泛，因为只有有限数量的化合物才能产生荧光。

一、基本原理

（一） 荧光光谱的产生

荧光物质分子吸收了特定频率辐射后，由基态跃迁至第一电子激发态（或更高激发态）的任一振动能级，在溶液中这种激发态分子与溶剂分子发生碰撞，以热的形式损失部分能量后，而回到第一电子激发态的最低振动能级（无辐射跃迁）。然后再以辐射形式去活化跃迁到电子基态的任一振动能级，便产生荧光。由于无辐射跃迁的几率大，因此分子荧光波长常常比激发光长。激发光源的波长通常是在紫外区，荧光也可能在紫外区，但更多是在可见区。相对于基态和激发态两个最低振动能级之间的跃迁所产生的荧光称为共振荧光，此时吸收光谱与荧光光谱重叠。

（1）荧光光谱的形状和激发光波长无关，这是因为荧光的产生是由第一电子激发态的最低振动能级开始的而和荧光物质分子原来被激发至哪一个能级无关；（2）荧光光谱的形状和吸收光谱的形状十分相似，且互为镜像。因为吸收光谱反映的是第一电子激发态的能级分布情况；而荧光光谱反映的是基态能级的分布情况，而基态中能级的分布和第一电子激发态中的能级分布是相类似的，所以荧光光谱的形状与吸收光谱十分相似。又因为在相当于由基态中最低振动能能及跃迁到第一电子激发态各振动能级而显示的荧光峰中，基态的振动能级越高，则两个能级的差距越小，即荧光波长越长。所以前后两者不但形状相似而且互为镜像。

分子发光习题

选择题

1、下列哪种去激发过程是分子荧光发射过程？

A．分子从第一激发单重态的各振动能级跃迁回基态；

B．分子从第一激发单重态的最低振动能级跃迁回基态；

C．分子从第一激发三重态的各振动能级跃迁回基态；

D．分子从第一激发三重态的最低振动能级跃迁回基态；

2、下列说法中，正确的是哪一个？

A．能发荧光的物质一般具有杂环化合物的刚性结构；

B．能发荧光的物质一般具有大环化合物的刚性结构；

C．能发荧光的物质一般具有对称性质的环状结构；

D．能发荧光的物质一般具有π－π共轭体系的刚性结构；

3、在下列的四种说法中，哪一种是不正确的？

A．分子荧光发射光谱通常与吸收光谱互为镜像关系；

B．分子荧光发射光谱与激发波长没有关系；

C．分子荧光发射光谱随激发波长不同而变化；

D．分子荧光发射强度与激发光强度成正比。

4、在分子荧光测量中，要使荧光强度正比于荧光物质的浓度，必要的条件是什么？

A. 用高灵敏的检测器；B. 在最大的量子产率下测量；

C. 在最大的摩尔吸光系数下测量；D. 在稀溶液中测量。

5、分子荧光的发射波长比激发波长大或者小？为什么？

A．大；因为去激发过程中存在各种形式的无辐射跃迁，损失一部分能量；

B．小；因为激发过程中，分子吸收一部分外界能量；

C．相同；因为激发和发射在同样的能级上跃迁，只是过程相反；

D．不一定；因为其波长的大小受到测量条件的影响。

6、分子荧光分析法比紫外－可见分光光度法灵敏度高，检测限低2～4数量级，其主要原因有两方面，即：

A．荧光发射的量子产率高；荧光物质的摩尔吸光系数大；

B．荧光发射的量子产率高；荧光信号是在暗背景下测量的；

C．荧光物质的摩尔吸光系数大；提高激发光的强度可以提高荧光的强度；

D．荧光信号几乎是在暗背景下测量的；提高激发光的强度可以提高荧光的强度。

7、下列说法哪一个是正确的？

A．化学发光是通过化学反应产生光致发光物质所发射的光；

第7章分子发光分析法

【7-1】 解释下列名词。

（1）单重态；（2）三重态；（3）荧光；（4）磷光；（5）化学发光；（6）量子产率；（7）荧光猝灭；（8）振动弛豫；（9）系间跨越；（10）内转换；（11）重原子效应。

答：（1）单重态：在给定轨道中的两个电子，必定以相反方向自旋，自旋量子数分别为1/2和-1/2，其总自旋量子数s=0。电子能级的多重性用M=2s+1=1，即自旋方向相反的电子能级多重性为1。此时分子所处的电子能态称为单重态或单线态，用S表示。

（2）三重态：当两个电子自旋方向相同时，自旋量子数都为1/2，其总自旋量子数s=1。电子能级的多重性用M=2s+1=3，即自旋方向相同的电子能级多重性为3，此时分子所处的电子能态称为三重态或三线态，用T表示。

（3）荧光：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过振动弛豫及内转换，回到第一激发单重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光。

（4）磷光：分子受到激发后，无论处于哪一个激发单重态，都可通过内转换、振动弛豫和体系间跨越，回到第一激发三重态的最低振动能级，然后以辐射形式回到基态的各个振动能级发射的光

（5）化学发光：化学反应物或反应产物受反应释放的化学能激发而产生的光辐射。

（6）量子产率：激发态分子发射荧光的光子数与基态分子吸收激发光的光子数之比，常用f表示。

（7）荧光猝灭：指荧光物质分子与溶剂分子之间发生猝灭，荧光猝灭分为静态猝灭和动态猝灭。

（8）振动弛豫：处于激发态最高振动能级的外层电子回到同一电子激发态的最低振动能级以非辐射的形式将能量释放的过程。

（9）系间跨越：处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程。即分子由激发单重态以无辐射形式跨越到激发三重态的过程。

（10）内转换：相同多重态的两个电子态之间的非辐射跃迁。

（11）重原子效应：使用含有重原子的溶剂（如碘乙烷、溴乙烷）或在磷光物质中引入重原子取代基，都可以提高磷光物质的磷光强度，这种效应称为重原子效应。