第8章 吸收光谱法(1)
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(整理)紫外吸收光谱法第8章紫外吸收光谱法紫外-可见分⼦吸收光谱法(ultraviolet-visible molecular absorption spectrometry,UV-VIS ),⼜称紫外-可见分光光度法(ultraviolet-visible spectrophotometry )。
它是研究分⼦吸收190~750nm 波长范围内的吸收光谱。
紫外-可见吸收光谱主要产⽣与分⼦价电⼦在电⼦能级间的跃迁,是研究物质电⼦光谱的分析⽅法。
通过测定分⼦对紫外-可见光的吸收,可以⽤于鉴定和定量测定⼤量的⽆机化合物和有机化合物。
在化学和临床实验室所采⽤的定量分析技术中,紫外-可见分⼦吸收光谱法是应⽤最⼴泛的⽅法之⼀。
§9-1 光吸收定律⼀、朗伯-⽐尔定律分⼦吸收光谱法是基于测定在光程长度为b (cm )的透明池中,溶液的透射⽐T 或吸光度A 进⾏定量分析。
通常被分析物质的浓度c 与吸光度A 呈线性关系,可⽤下式表⽰:0lg tI A abc I == (9-1)式中各参数的定义如表9-1所⽰。
该式是朗伯-⽐尔定律的数学表达式,它指出:当⼀束单⾊光穿过透明介质时,光强度的降低同⼊射光的强度、吸收介质的厚度以及光路中吸光微粒的数⽬呈正⽐。
由于被分析物质的溶液是放在透明的吸收池中测量,在空⽓/吸收池壁以及吸收池壁/溶液的界⾯间会发⽣反射,因⽽导致⼊射光和透射光的损失。
如当黄光垂直通过空⽓/玻璃或玻璃/空⽓界⾯时,约有8.5%的光因反射⽽被损失。
此外,光束的衰减也来源于⼤分⼦的散射和吸收池的吸收。
故通常不能按表9-1所⽰的定义直接测定透射⽐和吸光度。
为了补偿这些影响,在实际测量中,采⽤在另⼀等同的吸收池中放⼊溶剂与被分析溶液的透射强度进⾏⽐较。
⼆、吸光度的加和性当溶液中含有多种对光产⽣吸收的物质,且各组分间不存在相互作⽤时,则该溶液对波长λ光的总吸收光度A 等于溶液中每⼀成分的吸光度之和,即吸光度具有加和性。
第一章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点.第二章色谱分析法1.塔板理论的要点与不足是什么?2.速率理论的要点是什么?3.利用保留值定性的依据是什么?4.利用相对保留值定性有什么优点?5.色谱图上的色谱流出曲线可说明什么问题?6.什么叫死时间?用什么样的样品测定?.7.在色谱流出曲线上,两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么?8.某一色谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很大,塔板高度H很小,但实际上柱效并不高,试分析原因。
9.某人制备了一根填充柱,用组分A和B为测试样品,测得该柱理论塔板数为4500,因而推断A和B在该柱上一定能得到很好的分离,该人推断正确吗?简要说明理由。
10.色谱分析中常用的定量分析方法有哪几种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中几个组分时可选用哪种方法?11.气相色谱仪一般由哪几部分组成?各部件的主要作用是什么?12.气相色谱仪的气路结构分为几种?双柱双气路有何作用?13.为什么载气需要净化?如何净化?14.简述热导检测器的基本原理。
15.简述氢火焰离子化检测器的基本结构和工作原理。
16.影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的?17.为什么常用气固色谱分离永久性气体?18.对气相色谱的载体有哪些要求?19.试比较红色载体和白色载体的特点.20.对气相色谱的固定液有哪些要求?21.固定液按极性大小如何分类?22.如何选择固定液?23.什么叫聚合物固定相?有何优点?24.柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么?25.根据样品的沸点如何选择柱温、固定液用量和载体的种类?26.毛细管色谱柱与填充柱相比有何特点?27.为什么毛细管色谱系统要采用分流进样和尾吹装置?28.在下列情况下色谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢;(2)由于汽化室温度低,样品不能瞬间汽化;(3)增加柱温;(4)增大载气流速;(5)增加柱长;(6)固定相颗粒变粗.29.二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷的沸点分别为40℃,62℃,77℃,试推测它们的混合物在阿皮松L柱上和在邻苯二甲酸二壬酯柱上的出峰顺序.30.流动相为什么要预先脱气?常用的脱气方法有哪些?31.高压输液泵应具备什么性能?32.在HPLC中,对流动相的要求是什么?33.何谓梯度洗脱?适用于哪些样品的分析?与程序升温有什么不同?33.什么是化学键合固定相?化学键合相的特点有哪些?34.反相键合相色谱法具有哪些优点?35.为何高效液相色谱法一般采用全多孔微粒型固定相?36.指出下列物质在正相色谱和在反相色谱中的洗脱顺序:37.在硅胶柱上,用甲苯为流动相时,某物质的保留时间为28 min,若改用CCl4或CHCl3。
第8章 分子发光分析法8-1 解释下列名词:(1)单重态;(2)三重态;(3)系间窜越;(4)振动弛豫;(5)荧光猝灭;(6)荧光量子产率;(7)重原子效应。
答:(1)单重态是指分子中的全部电子都自旋配对的分子能态,用符号S 表示,单重态分子具有抗磁性。
(2)三重态是指分子中存在两个自旋不配对的电子的分子能态,用符号T 表示,三重态分子具有顺磁性。
(3)系间窜越是指不同多重态的两个电子态间的非辐射跃迁的过程。
(4)振动弛豫是指分子将多余的振动能量传递给介质而衰变到同一电子能级的最低振动能级的过程。
(5)荧光猝灭是指荧光物质与溶剂分子间发生导致荧光强度下降的化学或物理过程。
(6)荧光量子产率是指荧光物质吸光后发射的荧光光子数与吸收的激发光光子数的比值。
(7)重原子效应是指磷光测定体系中存在原子序数较大的原子时,重原子的高核电荷引起或增强了溶质分子自旋轨道的耦合作用,从而增大了,体系间的窜11S T →01S T →跃概率,有利于磷光的产生的现象。
8-2 说明磷光与荧光在发射特性上的差别及其原因。
答:磷光与荧光在发射特性上的差别及其原因如下:(1)磷光是来自最低激发三重态的辐射跃迁过程所伴随的发光现象,发光过程速率常数小,激发态的寿命相对较长。
第一激发单重态的最低振动能级,通过系间窜越至第一激发三重态,再经振动弛豫,转至最低振动能级进而发射磷光,系间窜跃是自旋禁阻的,因此过程速率常数小。
(2)荧光是来自最低激发单重态的辐射跃迁过程所伴随的发光现象,发光过程速率常数大,激发态的寿命短。
8-3 简要说明荧光发射光谱的形状通常与激发波长无关的原因。
答:荧光发射光谱的形状通常与激发波长无关的原因为:荧光的产生是由第一电子激发态的最低振动能级开始,而与荧光分子被激发至哪一能级无关。
8-4 与分光光度法比较,荧光分析法有哪些优点?原因何在?答:(1)荧光分析法的优点相对分光光度法,荧光分析法具有更高的灵敏度。
(2)原因①荧光强度与激发光强度成正比,提高激发光强度可以使荧光强度增大,而分光光度法检测的是吸光度,增大入射光强度,透过光信号与入射光信号同比例增大,吸光度值不会发生变化,因此不能提高灵敏度;②荧光的测量是在与激发光垂直的方向上进行的,消除了杂散光和透射光对荧光测量的影响。