应化仪器分析实验(1)

深圳大学实验报告课程名称：仪器分析实验实验项目名称：实验七红外吸收光谱法的应用学院：化学与化工学院专业：应用化学指导教师：米宏伟报告人：习雯影学号：2006141075 班级：06应化同组人员：习雯影赵倩冯倩张秋吉郑艳萍陈丰音杨菲实验时间：2009-5-27实验报告提交时间：2009-6-3教务处制一、实验目的1、学习并掌握色散型红外光谱仪的使用方法和原理；2、了解红外光谱的应用，以及掌握红外光区分析时试样的制备方法；3、观察不同基团的特征吸收，并从红外光谱图中识别基团以及从这些基团确定未知化合物的主要结构。

二、实验原理1、色散型红外光谱仪基本工作原理红外分光光度计，是一种用棱镜或光栅进行分光的红外光谱仪。

由光源发出的红外线分成完全对称的两束光：参考光束与样品光束。

它们经半圆型调制镜调制，交替地进入单色仪的狭缝，通过棱镜或光栅分光后由热电偶检测两束光的强度差。

当样品光束的光路中没有样品吸收时，热电偶不输出信号。

一旦放入测试样品，样品吸收红外光，两束光有强度差产生，热电偶便有约10Hz的信号输出，经过放大后输至电机，调节参考光束光路上的光楔，使两束光的强度重新达到平衡，由笔的记录位置直接指出了某一波长的样品透射率，波数的连续变化就自动记录了样品的红外吸收光谱或透射光谱。

红外光谱的测绘原理是，用一定频率的红外线聚焦照射被分析的试样，如果分子中某个基团的振动频率与照射红外线相同就会产生共振，这个基团就吸收一定频率的红外线，把分子吸收的红外线的情况用仪器记录下来，便能得到全面反映试样成份特征的光谱，从而推测化合物的类型和结构。

IR光谱主要是定性技术，但是随着比例记录电子装置的出现，也能迅速而准确地进行定量分析。

光源：红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，用电加热使之发射高强度连续红外辐射。

常用的有能斯特灯和硅碳棒两种。

能斯特灯是由氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结而成，是一直径为1～3mm，长约20～50mm的中空棒或实心棒，两端绕有铂丝作为导线。

仪器分析与实验习题整理分析习题整理1.分析方法的选择性指该分析方法不受样品中基体共存物质干扰组分测定的程度12.提高信噪比，就是不但要提高仪器的灵敏度，还要设法降低噪声13.分析仪器的灵敏度就是一定置信水平下，待测组分能被仪器检出的最低量24.分析方法的检出限是指该分析方法在给定的置信度可以检出待测组分的最高浓度25.仪器分析方法的灵敏度和准确度都要比化学分析法高的多26.仪器分析的特点灵敏度比化学分析法要高，但准确度比分析化学低7.化学分析是以物质化学反应的分析方法，仪器分析是以物质的物理性质和物理化学性质为基础的分析方法8.对仪器灵敏度和检出限之间关系描述不正确的是灵敏度高则检出限必然低9.提高分析仪器性能的关键是提高仪器的信噪比1.摄谱法原子光谱定量分析是根据下列哪种关系建立的(I—光强,N 基—基态原子数，DS—分析线对黑度差，c—浓度，I—分析线强度，S—黑度)？DS－lgc2.以光栅作单色器的色散元件，若工艺精度好，光栅上单位距离的刻痕线数越多，则光栅色散率变大，分辨率增高3.用摄谱法进行光谱定性全分析时应选用下列哪种条件？先小电流，后大电流至试样烧完4.下列哪种仪器可用于合金的定性，半定量全分析测定原子发射光谱仪5.用发射光谱进行定性分析时,作为谱线波长的比较标尺的元素是铁6.在谱片板上发现某元素的清晰的10级线，且隐约能发现一根9级线，但未找到其它任何8级线，译谱的结果是既有10级线，又有9级线，该元素必存在7.当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是Fe8.乳剂特性曲线，说法错误的是黑度S与曝光量H之间的关系可以用简单的数学公式描述9.原子发射光谱仪中光源的作用是提供足够能量使试样蒸发、原子化/离子化、激发10.带光谱是由下列哪一种情况产生的受激分子11.用原子发射光谱法直接分析海水中重金属元素时,应采用的光源是ICP光源12.原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的电热能使气态原子外层电子激发13.下面几种常用的激发光源中,激发温度最高的是电火花14.下面几种常用的激发光源中,背景最小的是直流电弧15.几种常用光源中，产生自吸现象最小的是等离子体光源16.矿物中微量Ag、Cu的发射光谱定性分析应采用的光源是直流电弧光源17.当浓度较高时进行原子发射光谱分析,其工作曲线(lgI~lgc)形状为直线下部向上弯曲18.电子能级差愈小,跃迁时发射光子的波长越长19.下面几种常用激发光源中,分析灵敏度最高的是高频电感耦合等离子体20.某摄谱仪刚刚可以分辨310.0305nm及309.9970nm的两条谱线，则用该摄谱仪可以分辨出的谱线组是Cr301.82─Ce301.88nm21.发射光谱定量分析选用的“分析线对”应是这样的一对线波长和激发电位都应接近22.用发射光谱法分析高纯稀土中微量稀土杂质,应选用大色散率的光栅光谱仪1.可以消除原子吸收法中的物理干扰的方法是采用标准加入法2.与火焰原子吸收法相比,无火焰原子吸收法的重要优点为试样用量少3.在原子吸收光谱法中,火焰原子化器与石墨炉原子化器相比较,应该是灵敏度要低,检出限却高4.空心阴极灯的主要操作参数是灯电流5.可以概述原子吸收光谱和原子荧光光谱在产生原理上的共同点是辐射能与气态基态原子外层电子的相互作用6.用原子吸收法测定元素M,试样的吸收值读数为0.435,现于9份试样溶液中加入1份100某10-6mol/L的标准溶液,测得吸收值为0.835,计算试样溶液中M的浓度是多少9.81某10-6mol/L7.原子荧光的量子效率是指单位时间发射的光子数与单位时间吸收激发光的光子数之比8.测定水样中Mg的含量，移取水样20.00mL置于50mL容量瓶中，加入HCl溶液酸化后，稀至刻度，选择原子吸收光谱法最佳条件,测得其吸光度为0.200，若另取20.00mL水样于50mL容量瓶中，再加入含Mg为2.00μg/mL的标准溶液1.00mL并用HCl溶液酸化后，5.某化合物在乙醇中lma某=287nm,在二氧六环中lma某=295nm，该吸收峰跃迁类型是n→p某6.双光束分光光度计与单光束...相比，其突出优点是可以抵消因光源的变化而产生的误差7.在310nm时,如果溶液的百分透射比是90%,在这一波长时的吸收值是0.058.某化合物的浓度为1.0某10-5mol/L,在lma某=380nm时,有透射比为50%,用1.0cm吸收池,则在该波长处的摩尔吸收系数ema某/[L/(mol某cm)]为3.0某1049.紫外-可见吸收光谱主要决定于分子的电子结构10.某化合物在乙醇中的lma某＝240nm，ema某＝13000L/(moL·cm)，则该UV－VIS吸收谱带的跃迁类型是p→p某11.现有紫外－可见吸收光谱相互干扰的A和B两组分，它们的最大波长分别为lA和lB，若用双波长测定A组分的含量，则下面哪一种选择l1和l2的方法是正确的选l1等于lA，选l2使B组分在l2的吸光度和它在l1处的吸光度相等12.按一般光度法用空白溶液作参比溶液，测得某试液的透射比为10%，如果更改参比溶液，用一般分光光度法测得透射比为20%的标准溶液作参比溶液，则试液的透光率应等于50%13.下列四种化合物中,在紫外光区出现两个吸收带者是丙烯醛14.在一定波长处,用2.0cm比色皿测得某试液的透光度为60%,若改用3.0cm比色皿时,该试液的吸光度为0.3315.某化合物在lma某=356nm处,在乙烷中的摩尔吸收系数ema某=87,如果用1.0cm吸收池,该化合物在已烷中浓度为1.0某10-4mol/L,则在该波长处,它的百分透射比约为98%16.取2.00mL尿样，用试剂处理使其中的磷酸盐显色，并将处理液最后冲稀至100mL，取该溶液25.0mL，测得吸光度为0.428，另取25.0mL相同的溶液，并加入1.00mL含0.0500mg的磷酸盐标准溶液，测其吸光度为0.517。

最新分析实验复习1紫色光谱法定量分析蒽醌时，试样中通常含有什么杂质？用什么方法消除其干扰?如何选用溶剂和参比溶液？答：邻苯二甲酸酐；蒽醌在波长251nm处有一强吸收峰，在波长323nm处有一中等强度的吸收峰，而在251nm波长附近有一邻苯二甲酸酐强烈吸收峰λmax,为了避开其干扰，选用323nm 波长作为测定蒽醌的工作波长。

由于甲醇在250-350nm无吸收干扰，因此选其为参比溶液。

选溶剂的原则：（1）比较未知物质与已知物质的吸收光谱时，必须采用相同的溶剂（2）应尽可能使用非极性溶剂，以便获得物质吸收光谱的特征精细结构（3）所选溶剂在需要测定的波长范围内无吸收或吸收很小2、紫外光谱分析使用的比色皿是哪种?可见吸光光度法用哪种？答：吸收池主要有石英池和玻璃池两种。

在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。

3、红外吸收光谱分析的区域划分范围答：红外光谱波长范围约为 0.78 ~ 1000µm4、红外光谱测定固体样品时，一般加什么与样品一起研磨？为什么要求将固体试样研磨至粉末状？为什么试样应该干燥？答：1)加KBr。

压片法：1～2mg样+200mg KBr→干燥处理→研细：粒度小于 2 m（散射小）→混合压成透明薄片→直接测定2)试样中不应含有游离水。

水本身有红外吸收，会严重干扰样品谱，而且会侵蚀吸收池的盐窗。

易制成透明片若不干燥会给光谱的解析带来困难，甚至引起“误诊”5、红外光谱定性分析，一般采用什么方法？与已知标准物对照标准图谱查对法6、荧光分析法测定奎宁时，对奎宁荧光产生影响的因素有哪些？答溶剂的PH和极性，温度，含氧量、溶液浓度7、荧光光度计的组成。

为了消除入射光和散射光的影响，荧光的测量通常在与激发光成什么方向进行？答：1）用于测量荧光的仪器由激发光源、样品池、用于选择激发光波长和荧光波长的单色器以及检测器和显示系统五部分组成。

（组成：光源单色器（2个）液漕检测器信号显示记录器）2）为了消除入射光和散射光的影响，荧光的测量通常在与激发光成直角（垂直）方向进行8、紫外可见分光光度计分别由哪些部件组成？与荧光光度计比较主要的差别在哪里？为什么？答：光源，单色器、吸收池、检测器、显示系统与分光光度计的主要差别：荧光有①垂直测量方式, 消除透射光影响②两个单色器，激发和发射，常用光栅9、为什么荧光分析法的灵敏度比吸光光度法高？答、这两种方法在灵敏度方面的差别主要是由于同浓度相关的参数的测量方式不同。

r=± x=
b=
i=1
n
(xi - x)(yi - y)

i=1
n
a = y - bx (xi - x)2

i=1
n
xi y=

i=1
n
yi
n
n
n

i=1
(xi - x)(yi - y)
2

i=1
n
(xi - x)

i=1
n
1/2
yi - y)
2
s=
dx dc
或
s=
dx dm
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二、灵敏度（Sensitivity） 被测物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的 程度，称为方法的灵敏度，用S表示。 根据国际纯粹与应用化学联合会（简称IUPAC）的规定，灵敏 度是指在测定浓度范围中标准曲线的斜率。在分析化学中使用的 许多标准曲线都是线性的，一般是通过测量一系列标准溶液来求 得，可用下式表示：
可见光：400-780 nm，可被人们的眼睛所感觉
特点：带光谱 分子光谱
应用：定性分析-最大吸收波长
定量分析-朗伯-比尔定律（标准曲线法和标准加入法）
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定性分析原理
吸收曲线：吸收峰的数 目、位置、相对强度以 及吸收峰的形状
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定量分析原理
根据朗伯－比耳定律： A=εbc，当入射光波长λ及光程b一定时，在一
3sbl 3 0.024 Lc 0.010 （mg/mL） S 6.915
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定量分析方法
标准曲线法 标准加入法 归一化法（色谱）
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紫外-可见吸收光谱法
又称紫外-可见分光光度法，是以溶液中物质的分子或离子对紫外和可 见光谱区辐射能的选择性吸收为基础而建立起来的一类分析方法。 紫外光：10-400 nm