化学检测方法
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如何使用化学技术检测物质的含量化学技术在现代社会中扮演着重要的角色,它不仅可以合成新的物质,还可以用于检测物质的含量。
本文将探讨如何使用化学技术来检测物质的含量,并介绍几种常见的方法。
一、化学分析方法化学分析是确定和测量物质成分的一种方法。
其中,定性分析用于确定物质中存在的成分,而定量分析则用于确定物质中各成分的含量。
在化学分析中,常用的方法包括重力法、比色法、电量法、光谱法等。
1. 重力法重力法主要用于分析金属和无机化合物。
该方法根据物质的密度差异来确定其含量。
具体操作时,将待测物质溶解于溶剂中,然后通过离心等操作使其分离出来,最后通过称量来确定其含量。
2. 比色法比色法是一种常见的定性和定量分析方法。
它利用物质溶液中吸收或散射光的特性来确定其含量。
例如,用紫外可见分光光度计测定溶液的吸收光谱,然后根据光谱和标准曲线来确定物质的含量。
3. 电量法电量法是利用电化学方法进行分析的一种方法。
它通过测量电解液中电流的变化来确定物质的含量。
具体操作时,将待测物质溶解在电解液中,然后施加电压,观察电流的变化,根据标准曲线来计算物质的含量。
4. 光谱法光谱法是基于物质对特定波长的光的吸收、散射或发射的特性进行定性和定量分析的方法。
常见的光谱分析方法包括紫外可见光谱、红外光谱、荧光光谱等。
通过分析物质在不同波长下的光谱特征,可以确定其成分和含量。
二、仪器分析方法除了上述化学分析方法外,还有一些仪器分析方法用于检测物质的含量。
这些方法主要依赖于先进的仪器设备,如质谱仪、核磁共振等。
1. 质谱法质谱法是一种利用质谱仪检测和分析物质成分的方法。
该方法通过将物质中的分子转化为离子,并根据质谱仪对离子的质量和荷电量进行检测来确定物质的含量。
2. 核磁共振核磁共振是一种利用核磁共振仪进行分析的方法。
通过测量物质中原子核自旋状态的变化来确定物质的含量。
核磁共振在有机化学、生物化学等领域有广泛的应用。
无论是化学分析方法还是仪器分析方法,合理的实验设计和运用是非常重要的。
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化学检测的最佳方法紫外吸收光谱 UV分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息荧光光谱法 FS分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息红外吸收光谱法 IR分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率拉曼光谱法 Ram分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率核磁共振波谱法 NMR分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息电子顺磁共振波谱法 ESR分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息质谱分析法 MS分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息气相色谱法 GC分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据;峰面积与组分含量有关反气相色谱法IGC 分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数裂解气相色谱法 PGC分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型凝胶色谱法 GPC分析原理:样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布热重法 TG分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区热差分析 DTA分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化谱图的表示方法:温差随环境温度或时间的变化曲线提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息示差扫描量热分析 DSC分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息静态热―力分析 TMA分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线提供的信息:热转变温度和力学状态动态热―力分析 DMA分析原理:样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化谱图的表示方法:模量或tgδ随温度变化曲线提供的信息:热转变温度模量和tgδ 透射电子显微术 TEM分析原理:高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射,使得在相平面形成衬度,显示出图象谱图的表示方法:质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象提供的信息:晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等扫描电子显微术 SEM分析原理:用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象谱图的表示方法:背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等提供的信息:断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等原子吸收 AAS原理:通过原子化器将待测试样原子化,待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光,从而使用检测器检测到的能量变低,从而得到吸光度。
分析化学中常见的定性检测方法分析化学是研究物质成分和性质的科学,而定性检测是其中的重要环节。
在分析化学中,常用的定性检测方法有许多,本文将从酸碱指示剂、络合滴定法和离子交换色谱法这三个方面进行分析和探讨。
首先,酸碱指示剂在分析化学中具有广泛的应用。
酸碱指示剂是一种可以随溶液酸碱性质的变化而改变颜色的物质。
常见的酸碱指示剂有酚酞、溴酚蓝等。
通过观察溶液颜色的变化,可以判断溶液的酸碱性质。
酸碱指示剂的选择与被检测物质的性质密切相关,不同的指示剂对应不同的酸碱范围,因此选择适当的指示剂非常重要。
这种方法简单易行,但是对于高精度分析来说,酸碱指示剂的准确性并不够高。
其次,络合滴定法是常见的定性检测方法之一。
络合滴定法是指通过络合反应来定性分析化合物的方法。
通过滴定液与被测分析物发生络合反应,根据配比关系来判断有无或测定具体含量。
常见的络合滴定反应有几十种,如乙醇胺与铜离子的络合滴定反应、硫氰酸盐与铁离子的络合滴定反应等。
络合滴定法在定性分析中具有准确性高、灵敏度好等优点,尤其适用于与配体形成稳定络合物的金属离子的分析。
最后,离子交换色谱法也是常见的定性检测方法之一。
离子交换色谱法是指通过离子交换树脂对溶液中的离子进行分离和检测的方法。
在离子交换色谱法中,树脂会通过吸附和释放离子的方式,将溶液中的离子进行分离。
离子交换色谱法可以用来分析水溶液中的阴离子和阳离子,如氯离子、硝酸根离子等。
离子交换色谱法通过检测被分离出的离子类型和浓度来判断溶液的化学性质。
这种方法准确性高、分离效果好,适合于复杂样品的定性分析。
综上所述,分析化学中常见的定性检测方法有酸碱指示剂、络合滴定法和离子交换色谱法。
这些方法各有优缺点,根据具体的分析需求和被检测物质的性质,选择适当的方法来进行定性分析是非常重要的。
同时,随着科学技术的不断发展,定性分析方法也在不断创新与改进,为实验人员提供更加准确、高效的分析手段。
化学成分检测方法首先,常见的化学成分检测方法之一是光谱分析。
光谱分析是通过物质与电磁波之间的相互作用来研究其组成、结构和性质的方法。
光谱分析包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱和质谱等多种技术。
紫外可见光谱能够测量物质在紫外和可见光区域的吸收和发射特性,从而确定其组成。
红外光谱则可以分析物质的分子结构,通过观察物质在红外区域的振动和吸收来确定其官能团。
核磁共振光谱则可用于研究物质的分子结构和原子核之间的相互作用。
质谱则可以通过测量物质中各个组成部分的质量/电荷比来确定其相对含量和分子量。
其次,还有常见的化学成分检测方法是色谱分析。
色谱分析是一种用于分离和鉴定混合样品中各个成分的方法。
常见的色谱分析包括气相色谱、液相色谱和离子色谱等。
气相色谱是通过样品中各组分在气相和固定相之间的分配行为来实现分离的。
液相色谱则是利用样品中各组分在液相和固定相之间的分配和吸附行为来实现分离。
离子色谱则是通过样品中各组分与载体离子之间的离子交换来实现分离。
色谱分析方法能够提供物质组分的分离和定量,从而确定样品的化学成分和含量。
此外,还有一种常见的化学成分检测方法是电化学分析。
电化学分析是利用电化学方法研究化学分析的一种技术。
常见的电化学分析包括电解、电位滴定和电化学传感器等。
电解是通过施加外加电压使物质电离或还原来进行分析的方法。
电位滴定则是通过测量电位的变化来推断物质的分析浓度。
电化学传感器则是通过检测物质与电极的电流或电位变化来实现对物质分析的定量或定性。
最后,还有一种常见的化学成分检测方法是质量分析。
质量分析是一种测量物质分子或原子的质量和相对含量的方法。
常见的质量分析方法包括质谱和质量流量分析法等。
质谱是通过测量物质分子或原子的质荷比来确定其相对质量和相对含量。
质量流量分析法则是通过测量气体或液体样品中的质量流量来推断其成分和浓度。
综上所述,化学成分检测方法具有多种多样的技术,不同的方法适用于不同的样品和分析目的。
一、化学物质的检测方法①淀粉——碘液(蓝色)②还原性糖——斐林试剂\班氏试剂(砖红色)③CO2——Ca(OH)2溶液(澄清石灰水变浑浊)④乳酸——pH试纸⑤O2——余烬复然⑥蛋白质——被蛋白酶水解、双缩脲试剂(紫红色)⑦脂肪——苏丹Ⅲ染液(橘黄色)、苏丹Ⅳ染液(红色)⑧DNA——二苯胺(蓝色)⑨染色体——龙胆紫溶液,醋酸洋红溶液二、实验条件的控制方法1、加水中氧气——泵入空气或吹气或放入绿色植物2、减少水中氧气——容器密封或油膜覆盖或用凉开水3、除去容器中CO2——NaOH溶液4、除去叶中原有淀粉——置于黑暗环境5、除去叶中叶绿素——酒精水浴加热6、除去光合对呼吸干扰——给植株遮光7、如何得到单色光——棱镜色散或透明薄膜滤光8、血液抗疑——加入柠檬酸钠9、线粒体提取——细胞匀浆离心10、骨无机盐的除去——盐酸溶液11、灭菌方法——培养基用高压蒸汽灭菌;接种环用火焰灼烧灭菌;双手用肥皂冼净,擦干后用75%酒精消毒;实验室或接种箱用甲醛蒸汽或紫外灯灭菌;整个过程都在实验室无菌区或酒精灯旁进行。
三、实验结果的显示方法①光合速度——O2释放量或CO2吸收量或有机物生成量◆水生植物可依气泡的产生量或产生速率;◆离体叶片若事先沉入水底可依单位时间内上浮的叶片数目;◆植物体上的叶片可依指示剂(如碘液)处理后叶片颜色深浅。
②呼吸速度——O2吸收量或CO2释放量或有机物消耗量③原子或分子转移途径——放射性同位素示踪④细胞液浓度大小——质壁分离⑤植物细胞是否死亡——质壁分离⑥甲状腺激素—动物耗氧量,发育速度等⑦生长激素—生长速度(体重、体长变化)⑧胰岛素作用—动物活动状态⑨菌量—菌落数,亚甲基蓝褪色程度四、实验中控制温度的方法1、还原糖,DNA鉴定——沸水浴加热2、酶促反应——水浴保温3、用酒精溶解叶中的叶绿素——酒精要隔水加热、4、细胞和组织培养以及微生物培养——恒温箱培养五、实验中常用器材和药品的使用1、NaOH:用于吸收CO2或改变溶液的pH2、Ca(OH)2:鉴定CO23、CaCl2提高细菌细胞壁的通透性4、HCl:解离或改变溶液的pH5、NaHCO3:提供CO26、NaCl:配制生理盐水或用于提取DNA7、琼脂:激素或其他物质的载体或培养基的凝固剂8、亚甲基蓝:用于检测污水的细菌含量9、酒精:用于消毒、提纯DNA、叶片脱色及配制解离液10、蔗糖:测定植物细胞液浓度或观察质壁分离和复原、作为碳源和能源物质11、滤纸:过滤或纸层析12、纱布、尼龙布:过滤,遮光13、龙胆紫溶液或醋酸洋红:碱性染料,用于染色体染色14、柠檬酸钠——血液抗凝剂六、一些常见的实验方法⑴、根据颜色来确定某种物质的存在:淀粉+I2(蓝色);还原性糖+斐林试剂(砖红色);脂肪+苏丹Ⅲ(橘黄)或+苏丹Ⅳ(红色);蛋白质+双缩脲试剂(紫色);大肠杆菌+伊红和美蓝(菌落为深紫色,有金属光泽)⑵、用颜色标记法来确定原肠胚三个胚层的分化情况。
化学物质中的化学物质检测技术化学物质是人们日常生活和工作中难以避免的存在。
例如,水中的化学物质、土壤中的化学物质、食品中的化学物质等等,都可能存在着某些有害的物质。
因此,化学物质的检测技术显得尤为重要。
下面,我将介绍一些当前常用的化学物质检测技术。
一、光谱学方法光谱学是一种利用物质吸收、发射或散射光的特性来分析化学物质的方法。
常见的光谱学技术包括紫外-可见光吸收光谱、红外光谱、荧光光谱、原子吸收光谱和拉曼光谱等。
光谱学方法广泛应用于分析和检测化学物质的成分和结构,尤其在药品、食品、化妆品等行业中得到广泛应用。
二、色谱分析法色谱分析法是一种利用物质在固定相和液态或气态流动相中的不同分配行为进行分离、分析和检测的方法。
其中,固定相有不同类型,例如气相色谱、液相色谱、离子交换色谱、凝胶过滤色谱、逆相色谱等。
这些色谱分析法常常被用于药品、食品、环境、化工等领域中的分析和检测。
三、电化学分析法电化学分析法是一种利用电化学反应的基本规律进行检测和分析的方法。
主要包括电化学计量法、电位滴定法、恒电位电解法、极谱法和电化学阻抗法等。
这些方法被广泛应用于环境、药品、化工和食品行业中,可以检测和分析不同的化学物质在石墨、玻碳、金属等电极上的反应行为。
四、生物传感器技术生物传感器技术可以实现特定化学物质的敏感和选择性检测,其原理是将相关的生物分子与传感器材料结合,利用生物分子的特异性来检测目标化学物质。
常见的生物传感器技术包括免疫传感器、酶传感器、细胞传感器等。
生物传感器技术广泛应用于食品、生物医药、环境监测等领域。
五、质谱分析法质谱分析法是一种利用物质在电场和热场中的行为来分析化合物的结构和组成的方法。
主要包括串联质谱、飞行时间质谱、电喷雾质谱、电子轰击质谱和磁感应质谱等。
这些质谱技术广泛应用于各种领域,例如环境、药品、化学制品、食品等。
六、电子显微镜技术电子显微镜技术可以利用高分辨率成像技术对样品中的化学元素进行定量和定性分析。
化学分析方法的迅速检测技术化学分析方法在现代科学和工业中起着重要的作用。
为了提高分析方法的效率和准确性,科学家们不断开发新的迅速检测技术。
本文将介绍几种常见的化学分析方法的迅速检测技术。
一、质谱法质谱法是一种常用的化学分析方法,通过对物质分子的质量和相对丰度进行检测和分析。
质谱仪能够迅速检测样品中的各种化合物,并且可以确定其分子量、结构以及相对丰度。
这种方法可以用于分析有机物、无机盐、金属元素等物质。
质谱法具有高分辨率、高灵敏度和高精确度等特点,能够满足迅速检测的需求。
二、红外光谱法红外光谱法是一种通过测量物质吸收红外辐射的能力来确定物质化学结构和组成的方法。
红外光谱仪可以迅速检测样品中的有机物和无机物,并且可以对其进行定性和定量分析。
红外光谱法具有非破坏性、高选择性和高灵敏度等特点,适用于迅速检测样品中的有机成分、功能团和无机盐等。
三、核磁共振法核磁共振法是一种通过测量核磁共振信号来确定物质结构和组成的方法。
核磁共振仪可以迅速检测样品中的有机物和无机物,并且可以对其进行结构分析和定量分析。
核磁共振法具有高灵敏度、高分辨率和非破坏性等特点,适用于迅速检测样品中的有机化合物、无机盐和金属元素等。
四、电化学法电化学法是一种通过测量电化学信号来确定物质成分和活性的方法。
电化学仪器可以迅速检测样品中的电导率、电势和电流等参数,并且可以对样品进行定性和定量分析。
电化学法具有快速、灵敏和可移动性等特点,适用于迅速检测样品中的离子、有机物和无机盐等。
总结:化学分析方法的迅速检测技术在现代科学和工业中具有重要的意义。
质谱法、红外光谱法、核磁共振法和电化学法都是常用的迅速检测技术,它们具有不同的特点和应用范围。
科学家们将继续研究和开发新的迅速检测技术,以满足不断发展的分析需求。
化学检测的方法有哪些呢化学检测是利用化学方法,对样品中含有的化学成分进行分析和检测的过程。
化学检测方法包括定性分析和定量分析两种。
下面将对常见的化学检测方法进行详细介绍。
1. 红外光谱法红外光谱法是一种通过测量样品对红外辐射的吸收谱来鉴定化合物的方法。
红外辐射能够使样品中的分子振动和转动,产生特定的吸收谱。
根据吸收谱的峰位和强度,可以确定分子中的官能团和化学键类型。
因此,红外光谱法常用于有机化合物的鉴定和结构分析。
2. 紫外可见光谱法紫外可见光谱法是利用样品对紫外和可见光的吸收来鉴定分子中存在的化学键和官能团的方法。
在紫外可见光谱范围内,分子会吸收特定波长的光,吸收强度与波长有关。
根据分子的吸收特性和颜色变化,可以确定分子的结构和浓度。
紫外可见光谱法常用于无机化合物的鉴定和质量控制。
3. 质谱法质谱法是利用何种分子能带正电荷离子的特性来测量样品中物质分子的质量和结构的方法。
物质分子经过电子轰击后,离子化成分子离子,并经过质谱仪质量筛选区分子离子的质量。
根据不同的离子质量,可以确定分子的电荷数、质量和化学结构。
质谱法常用于有机化合物的结构分析和质量控制。
4. 原子吸收光谱法原子吸收光谱法是利用吸收分子的原子光谱来测量样品中的元素浓度的方法。
原子吸收光谱法可以检测大多数元素,采用电热原子化技术可以将样品中的元素分离成原子,在光谱辐射和能量的作用下,原子发射吸收特定的光波长。
根据元素的吸收特征和浓度,可以确定元素的存在和浓度。
原子吸收光谱法常用于金属元素和半金属元素的分析和测量。
5. 电化学分析法电化学分析法是利用样品中的离子在电解质中的电路中的行为进行分析的方法。
在该方法中,将样品置于电解质中,然后施加电流或电位,由于样品中含有的离子在电解质中的电荷量和运移行为不同,因此可以通过电压和电流的变化量来测量样品中的离子浓度和化学活性。
电化学分析法常用于电化学纯化和金属腐蚀的研究。
6. 气相色谱法气相色谱法是一种基于分子的挥发性和揮发性的化学分析技术,通常用于分离、识别和定量目标化合物。
化学试剂的纯度和杂质检测方法化学试剂的纯度是指其中所含的目标物质的含量,而杂质则是指与目标物质不相关的其他物质。
高纯度的化学试剂对于各种实验研究至关重要,因为杂质的存在可能会干扰实验结果,并导致数据误差。
因此,对于化学试剂的纯度和杂质检测方法进行研究及验证,具有极大的意义。
一、纯度检测方法1. 数量检测法:数量检测法是最常见的一种纯度检测方法。
通过测定化学试剂中目标物质的含量来评估其纯度。
这种方法包括滴定法、重量法、气相色谱法等。
这些方法具有简便、快速、准确的特点,被广泛应用于化学试剂的质检工作中。
2. 色谱法:色谱法是一种分离和纯化化学试剂的有效方法。
常见的色谱法包括气相色谱、液相色谱等。
色谱法通过分离试剂中的不同物质,在吸附剂或移动相的作用下,使目标物质与杂质能够分离开来,从而评估化学试剂的纯度。
3. 光谱学方法:光谱学方法是一种通过测定化学试剂中物质的吸收、发射或散射光谱来评估其纯度的方法。
常见的光谱学方法包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振等。
这些方法通过物质分子的特征吸收峰或发射峰,来判断其纯度及含量。
二、杂质检测方法1. 灰分确定法:灰分确定法是一种常用的杂质检测方法。
通过在高温条件下将化学试剂加热,将其中的有机物热分解为无机物,从而测定无机物的含量。
灰分确定法适用于有机试剂的纯度检测,能够评估试剂中是否含有无机杂质。
2. 蒸发残渣法:蒸发残渣法是一种通过将化学试剂蒸发至干燥得到残渣,然后对残渣进行定性或定量分析,从而检测试剂中的杂质。
这种方法适用于对颜色、结晶性、溶解性等特征敏感的杂质。
3. 离子色谱法:离子色谱法是一种专门用于分析溶液中离子量的方法。
通过离子交换柱对溶液中的离子进行分离和检测,从而确定化学试剂中的离子杂质的类型和含量。
综上所述,化学试剂的纯度和杂质检测是化学实验和研究中的重要环节。
选择合适的纯度检测方法和杂质检测方法有助于确保化学试剂的质量符合实验要求,并提高实验结果的准确性。
化学物质的分析及检测方法化学物质的分析及检测一直是科学技术的研究重点之一,检测结果的准确性和可靠性直接关系到工业环保、卫生医药、生态保护等方面的发展。
在科学技术不断进步的今天,化学物质分析和检测技术也随之不断发展,建立了一系列先进的检测方法和标准体系。
本文将介绍化学物质分析及检测的方法和技术。
1. 化学反应分析法化学反应分析法是一种基于化学试剂与待分析样品之间所发生的化学反应,来推断样品成分和体积等信息的分析方法。
该方法具有灵敏度高、试剂种类丰富、分析速度快等诸多优点。
常用的化学反应分析法有酸碱滴定法、络合滴定法、氧化还原滴定法等。
其中,酸碱滴定法是一种通过酸碱反应来测定待分析样品酸碱量的方法,其简便易行、操作简单并且可以快速获得准确结果,被广泛应用于各个领域。
而络合滴定法则是一种通过络合反应推断出待分析样品浓度的方法,通过供体与受体之间的化学作用,形成稳定的络合物,推导出有关信息。
2. 光谱分析法光谱分析法是通过样品与电磁波的相互作用,对样品中的色散、吸收、发射及荧光等现象进行分析和测试的技术。
常用的光谱分析包括紫外-可见光谱、荧光光谱、红外光谱等。
它们的特点是精度高、实时性强、对样品数量要求低,被广泛应用于环境监测、食品检测、医药化学等领域。
其中,红外光谱是一种非常有用的技术,通过测量分子能级、虚位能级、组分等基本参数,可以快速确定大量物质的结构和成分信息。
同时,红外光谱还可以分析样品的呈色机理和染色反应,提供实验依据。
3. 质谱分析法质谱分析法是一种通过样品离子化和质量分析来分析样品结构和组成的方法。
质谱分析法具有极高的分辨率和准确性,通过各种离子源的组合和离子识别的技术,可以对复杂的化学物质进行结构分析和组成分析。
常用的质谱技术包括电子轰击质谱,碰撞诱导解离质谱,飞行时间质谱等。
其中,电子轰击质谱是质谱技术中应用最为广泛的技术,其通过样品与电子的撞击产生离子,并通过质量能量分析器对离子进行分析,具有较高的分辨率和保真度。
化学专业学生必备:各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法!!紫外吸收光谱UV分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息荧光光谱法FS分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息红外吸收光谱法IR分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率拉曼光谱法Ram分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率核磁共振波谱法NMR分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息电子顺磁共振波谱法ESR分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息质谱分析法MS分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息气相色谱法GC分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据;峰面积与组分含量有关反气相色谱法IGC分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数裂解气相色谱法PGC分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型凝胶色谱法GPC分析原理:样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布热重法TG分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区热差分析DTA分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化谱图的表示方法:温差随环境温度或时间的变化曲线提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息示差扫描量热分析DSC分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息静态热―力分析TMA分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线提供的信息:热转变温度和力学状态动态热―力分析DMA分析原理:样品在周期性变化的外力作用下产生的形变随温度的变化谱图的表示方法:模量或tgδ随温度变化曲线提供的信息:热转变温度模量和tgδ透射电子显微术TEM分析原理:高能电子束穿透试样时发生散射、吸收、干涉和衍射,使得在相平面形成衬度,显示出图象谱图的表示方法:质厚衬度象、明场衍衬象、暗场衍衬象、晶格条纹象、和分子象提供的信息:晶体形貌、分子量分布、微孔尺寸分布、多相结构和晶格与缺陷等扫描电子显微术SEM分析原理:用电子技术检测高能电子束与样品作用时产生二次电子、背散射电子、吸收电子、X射线等并放大成象谱图的表示方法:背散射象、二次电子象、吸收电流象、元素的线分布和面分布等提供的信息:断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构、微区元素分析与定量元素分析等原子吸收AAS原理:通过原子化器将待测试样原子化,待测原子吸收待测元素空心阴极灯的光,从而使用检测器检测到的能量变低,从而得到吸光度。
吸光度与待测元素的浓度成正比。
(Inductive coupling high frequency plasma)电感耦合高频等离子体ICP原理:利用氩等离子体产生的高温使用试样完全分解形成激发态的原子和离子,由于激发态的原子和离子不稳定,外层电子会从激发态向低的能级跃迁,因此发射出特征的谱线。
通过光栅等分光后,利用检测器检测特定波长的强度,光的强度与待测元素浓度成正比。
X-ray diffraction ,x射线衍射即XRDX射线是原子内层电子在高速运动电子的轰击下跃迁而产生的光辐射,主要有连续X射线和特征X射线两种。
晶体可被用作X光的光栅,这些很大数目的原子或离子/分子所产生的相干散射将会发生光的干涉作用,从而影响散射的X射线的强度增强或减弱。
由于大量原子散射波的叠加,互相干涉而产生最大强度的光束称为X射线的衍射线。
满足衍射条件,可应用布拉格公式:2dsinθ=λ应用已知波长的X射线来测量θ角,从而计算出晶面间距d,这是用于X射线结构分析;另一个是应用已知d的晶体来测量θ角,从而计算出特征X射线的波长,进而可在已有资料查出试样中所含的元素。
高效毛细管电泳(high performance capillary electrophoresis,HPCE)CZE的基本原理HPLC选用的毛细管一般内径约为50μm(20~200μm),外径为375μm,有效长度为50cm(7~100cm)。
毛细管两端分别浸入两分开的缓冲液中,同时两缓冲液中分别插入连有高压电源的电极,该电压使得分析样品沿毛细管迁移,当分离样品通过检测器时,可对样品进行分析处理。
HPLC进样一般采用电动力学进样(低电压)或流体力学进样(压力或抽吸)两种方式。
在毛细管电泳系统中,带电溶质在电场作用下发生定向迁移,其表观迁移速度是溶质迁移速度与溶液电渗流速度的矢量和。
所谓电渗是指在高电压作用下,双电层中的水合阴离子引起流体整体地朝负极方向移动的现象;电泳是指在电解质溶液中,带电粒子在电场作用下,以不同的速度向其所带电荷相反方向迁移的现象。
溶质的迁移速度由其所带电荷数和分子量大小决定,另外还受缓冲液的组成、性质、pH值等多种因素影响。
带正电荷的组份沿毛细管壁形成有机双层向负极移动,带负电荷的组分被分配至毛细管近中区域,在电场作用下向正极移动。
与此同时,缓冲液的电渗流向负极移动,其作用超过电泳,最终导致带正电荷、中性电荷、负电荷的组份依次通过检测器。
MECC的基本原理MECC是在CZE基础上使用表面活性剂来充当胶束相,以胶束增溶作为分配原理,溶质在水相、胶束相中的分配系数不同,在电场作用下,毛细管中溶液的电渗流和胶束的电泳,使胶束和水相有不同的迁移速度,同时待分离物质在水相和胶束相中被多次分配,在电渗流和这种分配过程的双重作用下得以分离。
MECC是电泳技术与色谱法的结合,适合同时分离分析中性和带电的样品分子。
扫描隧道显微镜(STM)扫描隧道显微镜(STM)的基本原理是利用量子理论中的隧道效应。
将原子线度的极细探针和被研究物质的表面作为两个电极,当样品与针尖的距离非常接近时(通常小于1nm),在外加电场的作用下,电子会穿过两个电极之间的势垒流向另一电极。
这种现象即是隧道效应。
原子力显微镜(Atomic Force Microscopy ,简称AFM)原子力显微镜的工作原理就是将探针装在一弹性微悬臂的一端,微悬臂的另一端固定,当探针在样品表面扫描时,探针与样品表面原子间的排斥力会使得微悬臂轻微变形,这样,微悬臂的轻微变形就可以作为探针和样品间排斥力的直接量度。
一束激光经微悬臂的背面反射到光电检测器,可以精确测量微悬臂的微小变形,这样就实现了通过检测样品与探针之间的原子排斥力来反映样品表面形貌和其他表面结构。
俄歇电子能谱学(Auger electron spectroscopy),j简称AES俄歇电子能谱基本原理:入射电子束和物质作用,可以激发出原子的内层电子。
外层电子向内层跃迁过程中所释放的能量,可能以X 光的形式放出,即产生特征X射线,也可能又使核外另一电子激发成为自由电子,这种自由电子就是俄歇电子。
对于一个原子来说,激发态原子在释放能量时只能进行一种发射:特征X射线或俄歇电子。
原子序数大的元素,特征X射线的发射几率较大,原子序数小的元素,俄歇电子发射几率较大,当原子序数为33时,两种发射几率大致相等。
因此,俄歇电子能谱适用于轻元素的分析。
TLC:薄层色谱法.系将适宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或铝基片上,成一均匀薄层。
待点样、展开后,根据比移值(Rf)与适宜的对照物按同法所得的色谱图的比移值(Rf)作对比,用以进行药品的鉴别、杂质检查或含量测定的方法。
薄层色谱法是快速分离和定性分析少量物质的一种很重要的实验技术,也用于跟踪反应进程。
PC:纸色谱法.是一种可以测试物质的纯度与分离混合物的方法,因为它可以快速的完成分析,而且对材料的限制很少,所以是一种极方便而且有用的分析方法。
纸色谱法用的分离原则跟薄层色谱法一样,物质分布在一个固定相与流动相。
固定相通常是滤纸,流动相会带着物质在上面流动,这个装置将会根据混合物中不同物质对固定相的附着力和对流动相的溶解度而分离出来。
分析颜料时,如果颜料中含有不只一种物质,不同颜色的物质会就根据溶剂和不同溶质的极性分开,这是因为不同的分子结构极有可能有不同的极性。
这些不同的极性造就对溶剂的不同溶解度,使各种溶质会在溶剂扩散的不同位置沉淀在固定相上以斑点呈现,就可以根据固定相上的斑位置及大小作分析。
HPLC:高效液相色谱法.是色谱法的一个重要分支,以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析。
GC:气相色谱.可分为气固色谱和气液色谱。
气固色谱指流动相是气体,固定相是固体物质的色谱分离方法。
例如活性炭、硅胶等作固定相;气液色谱指流动相是气体,固定相是液体的色谱分离方法。