大学化学基础其他仪器分析法简介课件.ppt

1、大学基础化学大学基础化学第十二章第十二章 其他仪器分析法简介其他仪器分析法简介大学基础化学（第二版）大学基础化学（第二版）121 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 122 荧光分析法荧光分析法 123 质谱法质谱法 124 红外吸收光谱法红外吸收光谱法 125 核磁共振法核磁共振法 大学基础化学大学基础化学学习要求学习要求1.1.了解原子吸收分光光度法的特点、基本原理、了解原子吸收分光光度法的特点、基本原理、原子吸收分光光度计主要部件以及原子吸收分原子吸收分光光度计主要部件以及原子吸收分光光度法定量方法和应用；光光度法定量方法和应用；2.2.了解荧光分析法的特点、荧光光谱产生的原了解荧光分

2、析法的特点、荧光光谱产生的原理、荧光分光光度计主要部件以及荧光分析法理、荧光分光光度计主要部件以及荧光分析法定量方法和应用；定量方法和应用；3.3.了解红外光谱和核磁共振波谱产生的原理、了解红外光谱和核磁共振波谱产生的原理、条件及其在有机化合物结构分析中的应用；条件及其在有机化合物结构分析中的应用；4.4.了解质谱产生的原理、条件和用途。了解质谱产生的原理、条件和用途。大学基础化学大学基础化学12-1 12-1 原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法 大学基础化学大学基础化学大学基础化学大学基础化学一、基本原理一、基本原理 原子吸收光谱法（原子吸收光谱法（AAS）是）是基于元素的基基于元素的基态

3、原子蒸气对特征谱线的吸收程度态原子蒸气对特征谱线的吸收程度，根据朗伯，根据朗伯-比耳定律来确定元素含量的方法。原子吸收光比耳定律来确定元素含量的方法。原子吸收光谱位于光谱的紫外区和可见区。谱位于光谱的紫外区和可见区。该法具有灵敏度高、选择性好、抗干扰能该法具有灵敏度高、选择性好、抗干扰能力强、快速、准确度高等优点，目前可以测定力强、快速、准确度高等优点，目前可以测定近近70多种金属元素。多种金属元素。大学基础化学大学基础化学+11原子的能级与跃迁原子的能级与跃迁基态（基态（A0）-基态原子基态原子 激发态（激发态（A*）-激发态原子激发态原子基态基态第一激发态第一激发态 吸收一定频率的辐射能量

4、吸收一定频率的辐射能量A0+h A*产生共振吸收线（简称共振线）产生共振吸收线（简称共振线）吸收光谱吸收光谱激发态激发态基态基态 发射出一定频率的辐射发射出一定频率的辐射 A*-h A0 产生共振发射线（也简称共振线）产生共振发射线（也简称共振线）发射光谱发射光谱Na 2 8 1 1s22s22p63s1一、基本原理一、基本原理 大学基础化学大学基础化学 电子从基态跃迁到能量最低的激发态（称电子从基态跃迁到能量最低的激发态（称为第一激发态）时要吸收一定频率的光，为第一激发态）时要吸收一定频率的光，共共振吸收线振吸收线 激发态的电子再跃迁回基态时，则发射出激发态的电子再跃迁回基态时，则发射出同样

5、频率的光（谱线），同样频率的光（谱线），共振发射线共振发射线 共振吸收较易发生，且最灵敏。共振吸收较易发生，且最灵敏。共振吸收线是最灵敏的吸收线。共振吸收线是最灵敏的吸收线。一、基本原理一、基本原理 大学基础化学大学基础化学元素的特征谱线元素的特征谱线（1）各种元素原子结构和外层电子排布不同，基）各种元素原子结构和外层电子排布不同，基态态第一激发态跃迁，吸收能量不同。第一激发态跃迁，吸收能量不同。如：钠如：钠 589.0nm，铁，铁 372.0nm，铜，铜 324.8nm（2）各种元素的基态）各种元素的基态第一激发态，最易发生，第一激发态，最易发生，吸收最强，最灵敏。特征谱线。吸收最强，最灵敏

6、。特征谱线。（3）利用原子蒸气对特征谱线的吸收定量分析。）利用原子蒸气对特征谱线的吸收定量分析。一、基本原理一、基本原理 大学基础化学大学基础化学定量依据定量依据 原子吸收值与原子蒸气厚度原子吸收值与原子蒸气厚度L、蒸气中基态原、蒸气中基态原子数目子数目N0之间的关系，符合朗伯之间的关系，符合朗伯-比尔定律。比尔定律。0AKLN 由于原子蒸气厚度由于原子蒸气厚度L一定，可简化为一定，可简化为A=Kc 这就是原子吸收分光光度法定量计算公式。这就是原子吸收分光光度法定量计算公式。一、基本原理一、基本原理 大学基础化学大学基础化学二、仪器及流程二、仪器及流程特点特点(1)(1)采用锐线光源采用锐线光

7、源(2)(2)单色器在火焰与单色器在火焰与检测器之间检测器之间(3)(3)原子化系统（试原子化系统（试样装置）样装置）大学基础化学大学基础化学光源光源 提供待测元素的特征光谱提供待测元素的特征光谱 光源应满足如下要求：光源应满足如下要求：（1 1）能发射待测元素的共振线；）能发射待测元素的共振线；（2 2）能发射锐线；）能发射锐线；（3 3）辐射光强度大，稳定性好。）辐射光强度大，稳定性好。二、仪器及流程二、仪器及流程大学基础化学大学基础化学优缺点：优缺点：（1）仅有一个操作参数，辐射光强）仅有一个操作参数，辐射光强度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。度大，稳定，谱线窄，灯容易更换。（2）每测一种

8、元素需更换相应的灯。）每测一种元素需更换相应的灯。空心阴极灯空心阴极灯二、仪器及流程二、仪器及流程大学基础化学大学基础化学原子化系统原子化系统将试样中离子转变将试样中离子转变成原子蒸气成原子蒸气二、仪器及流程二、仪器及流程大学基础化学大学基础化学原子化方法原子化方法无火焰原子化无火焰原子化火焰原子化火焰原子化二、仪器及流程二、仪器及流程大学基础化学大学基础化学单色器单色器 将待测元素的共振线与邻近线分开。将待测元素的共振线与邻近线分开。色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、色散元件（棱镜、光栅），凹凸镜、狭缝等。狭缝等。二、仪器及流程二、仪器及流程大学基础化学大学基础化学 检测系统检测系统 作用：检

9、测光辐射的强度作用：检测光辐射的强度 将单色器分出的光信号转变成电信将单色器分出的光信号转变成电信号。如：光电池、光电倍增管、光敏晶体管等。号。如：光电池、光电倍增管、光敏晶体管等。将光电倍增管输出的较弱信号，经电将光电倍增管输出的较弱信号，经电子线路进一步放大。子线路进一步放大。光强度与吸光度之间的转换。光强度与吸光度之间的转换。新仪器配置：计算机工作站新仪器配置：计算机工作站二、仪器及流程二、仪器及流程大学基础化学大学基础化学三、定量分析方法三、定量分析方法标准曲线法标准曲线法 配制一系列不同浓度的标配制一系列不同浓度的标准试样，由低到高依次分析，准试样，由低到高依次分析，将获得吸光度将获

10、得吸光度A对应于浓度对应于浓度c作作标准曲线。标准曲线。在相同条件下测定试样吸在相同条件下测定试样吸光度光度A，在标准曲线上查出对，在标准曲线上查出对应的浓度值。应的浓度值。大学基础化学大学基础化学标准加入法标准加入法 取若干份体积相同的试液（取若干份体积相同的试液（cx），依次按比），依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液（例加入不同量的待测物的标准溶液（co），定容），定容后浓度依次为：后浓度依次为：cx，cx+co，cx+2co，cx+3co，cX+4 co 分别测得吸光度为：分别测得吸光度为：Ax，A1，A2，A3，A4。以以A对浓度对浓度c做图得一直线，图中做图得一直线，图中cx点即

11、待测溶点即待测溶液浓度。液浓度。三、定量分析方法三、定量分析方法大学基础化学大学基础化学标准加入法标准加入法以以A对浓度对浓度c做图得一直线，做图得一直线，图中图中cx点即待测溶液浓度。点即待测溶液浓度。三、定量分析方法三、定量分析方法大学基础化学大学基础化学 在标准样品和未知样品中加入内标元素，测在标准样品和未知样品中加入内标元素，测定分析样品和内标样品的吸收的光强度比，以吸定分析样品和内标样品的吸收的光强度比，以吸收的光强度比值对被测元素含量绘制校正曲线，收的光强度比值对被测元素含量绘制校正曲线，然后从校正曲线上推算出被测元素含量。然后从校正曲线上推算出被测元素含量。内标应选择与被测元素吸

12、收特性相近的元素。内标应选择与被测元素吸收特性相近的元素。内标法内标法三、定量分析方法三、定量分析方法大学基础化学大学基础化学四、应用示例四、应用示例 例如：口服补液盐例如：口服补液盐中总钠含量中总钠含量 处方：处方：氯化钠氯化钠 1750g 枸橼酸钠枸橼酸钠 1450g 氯化钾氯化钾 750g 无水葡萄糖无水葡萄糖 10000g 制成制成 1000包包本品每包装量为本品每包装量为13.95g，含钠应为，含钠应为0.9261.1131g。含含量量测测定定大学基础化学大学基础化学 （1）对照品溶液的制备）对照品溶液的制备 精密称取经精密称取经110 干燥至恒重的分析纯氯化钠干燥至恒重的分析纯氯化

13、钠1.017g，用水配至钠浓度为，用水配至钠浓度为100g/mL的标准溶液。精的标准溶液。精密量取密量取1、2和和3mL，分别置，分别置3个个100mL量瓶中，再分别量瓶中，再分别各加各加10氯化锶溶液氯化锶溶液2、4和和6mL，用水稀释至刻度，用水稀释至刻度，摇匀，照原子吸收分光光度法，在摇匀，照原子吸收分光光度法，在589.0nm波长处测得波长处测得吸光度读数分别为：吸光度读数分别为：0.483、0.965和和1.402，绘制标准，绘制标准曲线。曲线。四、应用示例四、应用示例大学基础化学大学基础化学（2）供试品溶液的制备和测定）供试品溶液的制备和测定 精密称取口服补液盐精密称取口服补液盐

14、13.95g，置，置250mL量瓶中，量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀；精密量取加水溶解并稀释至刻度，摇匀；精密量取5mL，置，置100mL量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀；再精密量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀；再精密量取量取1mL，置，置100mL量瓶中，加量瓶中，加10氯化锶溶液氯化锶溶液4mL，用水稀释至刻度，摇匀。在相同条件下测得吸光度读数用水稀释至刻度，摇匀。在相同条件下测得吸光度读数为为0.952。按每包口服补液盐。按每包口服补液盐的规格为的规格为13.95g，计算每，计算每包中含钠多少克？包中含钠多少克？四、应用示例四、应用示例大学基础化学大学基础化学解：对照品溶液中钠的

15、解：对照品溶液中钠的浓度（浓度（g/mL）1.000 2.000 3.000吸光度吸光度A 0.483 0.965 1.402测定口服补盐液测定口服补盐液中总钠的标准曲线中总钠的标准曲线四、应用示例四、应用示例大学基础化学大学基础化学 从标准曲线查得吸光度为从标准曲线查得吸光度为0.952时，相应的浓度时，相应的浓度为为1.977 g/mL，则每包口服补液盐，则每包口服补液盐含钠为：含钠为：答：按每包口服补液盐答：按每包口服补液盐的规格为的规格为13.95 g计算每计算每包中含钠包中含钠0.989 g。6100 1001.977 102500.989()15g四、应用示例四、应用示例大学基础化

16、学大学基础化学12-2 12-2 荧光分析法荧光分析法 荧光：分子吸收较短波长的光（通常紫外荧光：分子吸收较短波长的光（通常紫外光和可见光），在很短时间内发射出比照射光波光和可见光），在很短时间内发射出比照射光波长较长的光。长较长的光。根据物质的荧光谱线位置可确定其分子结构；根据物质的荧光谱线位置可确定其分子结构；根据荧光强度可测定物质的含量。根据荧光强度可测定物质的含量。大学基础化学大学基础化学荧光分析法特点荧光分析法特点 灵敏度高灵敏度高(10-10g/mL，甚至，甚至10-12g/mL)、选择性好、所需样品量少。在医药、临床分选择性好、所需样品量少。在医药、临床分析中有着特殊的重要性。析

17、中有着特殊的重要性。大学基础化学大学基础化学 分子发光包括荧光、磷光、化学发光、生分子发光包括荧光、磷光、化学发光、生物发光。物发光。室温下，大多数分子处于基态的最低振动室温下，大多数分子处于基态的最低振动能级，处于基态的分子吸收能量（光能、化学能级，处于基态的分子吸收能量（光能、化学能、电能或热能）后被激发为激发态，激发态能、电能或热能）后被激发为激发态，激发态不稳定，将很快衰变到基态，若返回到基态时不稳定，将很快衰变到基态，若返回到基态时伴随着光子的辐射，这种现象称为伴随着光子的辐射，这种现象称为“发光发光”。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学 荧光的分类（按辐射源）：荧光的

18、分类（按辐射源）：紫外可见荧光：物质受紫外可见光激紫外可见荧光：物质受紫外可见光激发而发出的荧光。发而发出的荧光。X射线荧光：以射线荧光：以X射线为辐射源发射出比入射线为辐射源发射出比入射射X光波长稍长的光波长稍长的X光。光。红外光荧光：物质受红外光激发而发出比红外光荧光：物质受红外光激发而发出比红外光波长稍长的荧光。红外光波长稍长的荧光。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学荧光与磷光的产生荧光与磷光的产生 分子能级与跃迁分子能级与跃迁 分子能级比原子能级复杂；在每个电子能级上，都分子能级比原子能级复杂；在每个电子能级上，都存在一系列的振动、转动能级；存在一系列的振动、转动能级；用

19、用S0表示基态；表示基态；第一、第二、第一、第二、电子激发单重态电子激发单重态 S1、S2 表示表示 第一、第二、第一、第二、电子激发三重态电子激发三重态 T1、T2 表示表示 v=0，1，2，3表示振动能级。表示振动能级。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学电子激发态的多重度电子激发态的多重度 电子激发态的多重度：电子激发态的多重度：M=2S+1 S为电子自旋量子数的代数和为电子自旋量子数的代数和(0或或1)；平行自旋比成对自旋稳定平行自旋比成对自旋稳定(洪特规则洪特规则)，三重态能级，三重态能级比相应单重态能级低；比相应单重态能级低；大多数有机分子的基态处于单重态；大多数有机分

20、子的基态处于单重态；S0T1 禁阻跃迁禁阻跃迁一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学电子激发态的多重度电子激发态的多重度一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学激发态激发态基态的能量传递途径基态的能量传递途径传递途径传递途径辐射跃迁辐射跃迁荧光荧光磷光磷光内转移内转移外转移外转移系间窜越系间窜越振动弛豫振动弛豫非辐射跃迁非辐射跃迁一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学S2S1S0T1吸吸收收发发射射荧荧光光发发射射磷磷光光系间窜越内转换振动弛豫能量l l 2l l 1l l 3 外转换l l 2T2 内转换振动弛豫一、

21、基本原理一、基本原理能量传递途径能量传递途径大学基础化学大学基础化学 激发光谱与发射光谱激发光谱与发射光谱 激发光谱激发光谱:用不同波长的激发光使物质发射某一波长用不同波长的激发光使物质发射某一波长荧光所得的光谱。荧光所得的光谱。通过改变入射光的波长，产生的荧光通过检测器，在通过改变入射光的波长，产生的荧光通过检测器，在固定的检测波长下测定相应的荧光强度，荧光强度对激发固定的检测波长下测定相应的荧光强度，荧光强度对激发光波长光波长(ex)作图所得的光谱曲线即为激发光谱。从激发光作图所得的光谱曲线即为激发光谱。从激发光谱图可找出最佳激发波长。谱图可找出最佳激发波长。一、基本原理一、基本原理大学基

22、础化学大学基础化学激发光谱与发射光谱激发光谱与发射光谱 发射光谱：固定激发光的波长，进行发射波长发射光谱：固定激发光的波长，进行发射波长扫描，检测不同发射波长下相应的荧光强度，得发射扫描，检测不同发射波长下相应的荧光强度，得发射光谱图光谱图。从荧光光谱图可找出最佳检测波长。从荧光光谱图可找出最佳检测波长。激发光谱和荧光光谱也可用来做荧光物质的定性激发光谱和荧光光谱也可用来做荧光物质的定性分析。分析。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学激发光谱与发射光谱的关系激发光谱与发射光谱的关系 激发光谱与发射光谱之间的波长差值。发激发光谱与发射光谱之间的波长差值。发射光谱的波长比激发光谱的长，

23、射光谱的波长比激发光谱的长，振动弛豫消耗振动弛豫消耗了能量。称为了能量。称为斯托克斯（斯托克斯（StokesStokes）位移）位移。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学激发光谱与发射光谱的关系激发光谱与发射光谱的关系200260320380440500560620荧荧 光光激激发发光光谱谱荧荧 光光发发射射 光光谱谱磷磷 光光光光谱谱室室 温温 下下 菲菲 的的 乙乙 醇醇 溶溶 液液 荧荧（磷磷）光光光光谱谱一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学200250300350400450500荧光激发光谱荧光激发光谱荧光发射光谱荧光发射光谱nm蒽的激发光谱和荧光光谱蒽的激发

24、光谱和荧光光谱发射光谱的形状与激发波长无关发射光谱的形状与激发波长无关通常荧光发射光谱与激发光谱成镜像对称关系通常荧光发射光谱与激发光谱成镜像对称关系一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学荧光的产生与分子结构的关系荧光的产生与分子结构的关系分子产生荧光必须具备的条件分子产生荧光必须具备的条件（1）具有合适的结构；）具有合适的结构；（2）具有一定的荧光量子产率。）具有一定的荧光量子产率。荧光量子产率（荧光量子产率（f）：表示物质发射荧光）：表示物质发射荧光的能力的能力f发射的光量子数发荧光的分子数吸收的光量子数激发态分子总数一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学化合物结构与荧

25、光化合物结构与荧光（1）跃迁类型：）跃迁类型：*的荧光效率高，系间跨的荧光效率高，系间跨越过程的速率常数小，有利于荧光的产生。越过程的速率常数小，有利于荧光的产生。（2）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效）共轭效应：提高共轭度有利于增加荧光效率并产生红移。率并产生红移。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学化合物结构与荧光化合物结构与荧光含含 *跃迁能级的芳香族化合物的荧光最强跃迁能级的芳香族化合物的荧光最强 化合物（在环己烷中）化合物（在环己烷中）f /nm 苯苯 0.07 283 联苯联苯 0.18 316 对对-联三苯联三苯 0.93 342一、基本原理一、基本原理大学基础化

26、学大学基础化学（3）刚性平面结构：可降低分子振动，减）刚性平面结构：可降低分子振动，减少与溶剂的相互作用，故具有很强的荧光。少与溶剂的相互作用，故具有很强的荧光。如荧光素和酚酞有相似结构，荧光素有很强如荧光素和酚酞有相似结构，荧光素有很强的荧光，酚酞却没有。的荧光，酚酞却没有。一、基本原理一、基本原理化合物结构与荧光化合物结构与荧光大学基础化学大学基础化学一、基本原理一、基本原理刚性平面结构具有较强的荧光刚性平面结构具有较强的荧光大学基础化学大学基础化学 （4）取代基效应：芳环族化合物苯环上不同）取代基效应：芳环族化合物苯环上不同取代基对该化合物的荧光强度和荧光光谱有很取代基对该化合物的荧光强

27、度和荧光光谱有很大的影响，可归为下列几种类型：大的影响，可归为下列几种类型：第一，供电子基团常常使荧光增强；第一，供电子基团常常使荧光增强；第二，吸电子基团会减弱甚至破坏荧光；第二，吸电子基团会减弱甚至破坏荧光；一、基本原理一、基本原理化合物结构与荧光化合物结构与荧光大学基础化学大学基础化学（4）取代基效应）取代基效应 第三，同第三，同 电子体系相互作用小的取代基和烷电子体系相互作用小的取代基和烷基对发光影响不明显；基对发光影响不明显；第四，将一个高原子序数的原子引入，常常增第四，将一个高原子序数的原子引入，常常增强磷光而减弱荧光；强磷光而减弱荧光；第五，双取代和多取代较难预测，但若能增加第五

28、，双取代和多取代较难预测，但若能增加分子的平面性，则荧光增强，反之，则荧光减弱。分子的平面性，则荧光增强，反之，则荧光减弱。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学二、荧光分光光度计二、荧光分光光度计 测量荧光的仪器主要由四个部分测量荧光的仪器主要由四个部分组成：激发光源、样品池、双单色器组成：激发光源、样品池、双单色器系统、检测器。系统、检测器。特殊点：有两个单色器，光源与特殊点：有两个单色器，光源与检测器通常成检测器通常成。大学基础化学大学基础化学二、荧光分光光度计二、荧光分光光度计 基本流程如图基本流程如图：单色器单色器：选择激发光

29、波长的第一单色器和选择发射光(测量)波长的第二单色器光源光源：氙灯和高压汞灯样品池：石英样品池：石英 玻璃玻璃检测器检测器：光电倍增管。大学基础化学大学基础化学三、定量依据与方法三、定量依据与方法 定量依据定量依据 当荧光物质浓度很小时，荧光强度当荧光物质浓度很小时，荧光强度If与荧光与荧光物质浓度物质浓度c之间的关系式为之间的关系式为 If=2.3 f I0 b c 式中：式中：f为荧光效率，为荧光效率，I0为激发光的强度，为激发光的强度，荧光物质的摩尔吸收系数，荧光物质的摩尔吸收系数，b为试样池的光程，为试样池的光程，c为荧光物质的浓度。为荧光物质的浓度。大学基础化学大学基础化学三、定量依

30、据与方法三、定量依据与方法 定量依据定量依据 在一定条件下，在一定条件下，f、I0、b均为常数，均为常数，荧荧光强度光强度F与荧光物质浓度与荧光物质浓度c可写成可写成 If =Kc 即即荧光强度荧光强度If与荧光物质的浓度与荧光物质的浓度c成正比成正比。荧光强度和溶液浓度呈线性关系，只限于荧光强度和溶液浓度呈线性关系，只限于极稀的溶液。极稀的溶液。对于较浓溶液，会产生浓度猝灭现象。对于较浓溶液，会产生浓度猝灭现象。大学基础化学大学基础化学 定量方法定量方法 标准曲线法标准曲线法 配制一系列标准浓度试样测定荧光强度，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绘制

31、标准曲线，再在相同条件下测量未知试样的荧光强度，在标准曲线上求出未知试样的浓的荧光强度，在标准曲线上求出未知试样的浓度。度。三、定量依据与方法三、定量依据与方法大学基础化学大学基础化学应用示例：丹参注射液中丹参素的含量测定应用示例：丹参注射液中丹参素的含量测定 （1）标准曲线的制备）标准曲线的制备 精密称取丹参素对照品精密称取丹参素对照品10mg，加水溶解，并稀释至，加水溶解，并稀释至浓度为浓度为1.0106g/mL。准确量取上述溶液。准确量取上述溶液1.06.0mL，在，在波长波长317nm处，分别以水为空白对照测定荧光强度，激发处，分别以水为空白对照测定荧光强度，激发波长为波长为285nm

32、，结果丹参素浓度在，结果丹参素浓度在(1.06.0)107g/mL范范围内与荧光强度成线性关系。围内与荧光强度成线性关系。回归方程回归方程c 9.35109If2.06108，R20.9996，c为浓度，为浓度，If为荧光强度。为荧光强度。大学基础化学大学基础化学应用示例：丹参注射液中丹参素的含量测定应用示例：丹参注射液中丹参素的含量测定 （2）样品测定）样品测定 精密吸取丹参注射液适量，按照标准曲线制备项下精密吸取丹参注射液适量，按照标准曲线制备项下操作，于操作，于317nm处测定荧光强度，激发波长为处测定荧光强度，激发波长为285nm，以水为空白，由回归方程计算其中丹参素的含量。以水为空白

33、，由回归方程计算其中丹参素的含量。大学基础化学大学基础化学定量方法定量方法比较法比较法 在线性范围内，测定标样和试样的荧光在线性范围内，测定标样和试样的荧光强度强度。f()f(0)s ssIIKcf()f(0)xxIIKcf()f(0)f()f(0)xxssIIccIIIf(0)为空白溶液为空白溶液的荧光强度的荧光强度三、定量依据与方法三、定量依据与方法大学基础化学大学基础化学应用示例应用示例：利血平片中利血平的含量测定：利血平片中利血平的含量测定 （1）对照品溶液的制备）对照品溶液的制备 （2）供试品溶液的制备）供试品溶液的制备 （3）测定方法）测定方法 在激发波长为在激发波长为400nm、

34、发射波长为、发射波长为500nm处测定荧光读处测定荧光读数，对照品溶液及其空白的荧光读数分别为数，对照品溶液及其空白的荧光读数分别为If(s)和和If(s0)，供，供试品溶液及其空白的荧光读数分别为试品溶液及其空白的荧光读数分别为If(x)和和If(x0)，计算：，计算：f()f(0)f()f(0)xxssIIccII对照供试大学基础化学大学基础化学12-3 12-3 质谱法（质谱法（MS）质谱法（简称质谱法（简称MS）是一种利用电磁场将）是一种利用电磁场将具有不同质量电荷比的物质分离测定的物理化具有不同质量电荷比的物质分离测定的物理化学分析方法。学分析方法。20世纪初，第一台质谱仪，并发世纪

35、初，第一台质谱仪，并发现了同位素和测定了它的丰度。现了同位素和测定了它的丰度。m/z15294357859911314271大学基础化学大学基础化学一、仪器与基本原理一、仪器与基本原理进样系统进样系统离子源离子源质量分析器质量分析器检测器检测器1.气体扩散气体扩散2.直接进样直接进样3.气相色谱气相色谱1.电子轰击电子轰击2.化学电离化学电离3.场致电离场致电离4.激光激光 1.单聚焦单聚焦 2.双聚焦双聚焦 3.飞行时间飞行时间4.四极杆四极杆 大学基础化学大学基础化学 质谱仪需要在高真空下工作：质谱仪需要在高真空下工作：离子源（离子源（10-3 10-5 Pa）质量分析器（质量分析器（10

36、-6 Pa）(1)大量氧会烧坏离子源的灯丝；大量氧会烧坏离子源的灯丝；(2)用作加速离子的几千伏高压会引起放电；用作加速离子的几千伏高压会引起放电；(3)引起额外的离子分子反应，改变裂解模引起额外的离子分子反应，改变裂解模型，谱图复杂化。型，谱图复杂化。一、仪器与基本原理一、仪器与基本原理大学基础化学大学基础化学一、仪器与基本原理一、仪器与基本原理大学基础化学大学基础化学电离室原理与结构电离室原理与结构一、仪器与基本原理一、仪器与基本原理大学基础化学大学基础化学离子源离子源M+(M-R2)+(M-R3)+Mass Spectrum(M-R1)+一、仪器与基本原理一、仪器与基本原理+:R1:R2

37、:R3:R4:e+大学基础化学大学基础化学质量分析器质量分析器一、仪器与基本原理一、仪器与基本原理大学基础化学大学基础化学质量分析器质量分析器在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；在磁场存在下，带电离子按曲线轨迹飞行；离心力离心力=向心力；向心力；m 2/R=H0 e V曲率半径：曲率半径：R=（m ）/e H0 质谱方程式：质谱方程式：m/e=(H02 R2)/2V离子在磁场中轨道半径离子在磁场中轨道半径R取决于：取决于：m/e、H0、V改变加速电压改变加速电压V,可使不同可使不同m/e 的离子进入检测器。的离子进入检测器。质谱分辨率质谱分辨率=M/M一、仪器与基本原理一、仪器与基本原理大学

38、基础化学大学基础化学检测器检测器（1）电子倍增管）电子倍增管 1518级；可测出级；可测出10-17A微弱电流微弱电流（2）渠道式电子倍增器阵列）渠道式电子倍增器阵列一、仪器与基本原理一、仪器与基本原理大学基础化学大学基础化学二、应用二、应用色谱色谱-质谱质谱联用技术联用技术质谱：纯物质结构分析质谱：纯物质结构分析色谱：化合物分离色谱：化合物分离色谱色谱-质谱联用：共同优点质谱联用：共同优点GC-MS；LC-MS；CZE-MS（毛细管电泳（毛细管电泳-质谱）质谱）困难点：困难点：载气载气(或流动液或流动液)的分离的分离出峰时间监测出峰时间监测仪器小型化仪器小型化关键点：接口技术关键点：接口技术

39、(分子分离器分子分离器)大学基础化学大学基础化学色谱色谱-质谱质谱联用技术联用技术m/z15294357859911314271二、应用二、应用大学基础化学大学基础化学GC-MS联用仪器联用仪器SampleSample 58901.0 DEG/MINHEWLETTPACKARDHEWLETTPACKARD5972AMass Selective DetectorDCBA ABCDGas Chromatograph(GC)Mass SpectrometerSeparationIdentificationBACDADBCMS二、应用二、应用大学基础化学大学基础化学GC-MS中的分子分离器中的分子分离

40、器 分子分离器类型：微分子分离器类型：微孔玻璃式、半透膜式和孔玻璃式、半透膜式和喷射式三种。喷射式三种。喷射式分子分离器：喷射式分子分离器：由一对同轴收缩型喷嘴由一对同轴收缩型喷嘴构成，喷嘴被封在一真构成，喷嘴被封在一真空室中，如图。空室中，如图。二、应用二、应用大学基础化学大学基础化学LC-MS(离子阱离子阱)联用仪器结构示意图联用仪器结构示意图二、应用二、应用大学基础化学大学基础化学 红外吸收光谱也称分子吸收光谱，是由于红外吸收光谱也称分子吸收光谱，是由于分子振动、转动能级跃迁产生。分子振动、转动能级跃迁产生。当不同频率的红外光谱通过测定分子时，当不同频率的红外光谱通过测定分子时，就会出现

41、不同强弱的吸收现象，用就会出现不同强弱的吸收现象，用T-作图就作图就得到红外吸收光谱。有很强的特征性，可以作得到红外吸收光谱。有很强的特征性，可以作为物质定性和定量的依据。为物质定性和定量的依据。12-4 12-4 红外吸收光谱法红外吸收光谱法(IR)大学基础化学大学基础化学 优点：优点：（1）气态、液态、固体样品均可用红外光谱）气态、液态、固体样品均可用红外光谱测定。测定。（2）每种化合物均有红外吸收，由红外图谱）每种化合物均有红外吸收，由红外图谱可以得到丰富的信息。可以得到丰富的信息。（3）仪器价格低廉，易于购置。）仪器价格低廉，易于购置。（4）样品用量少，毫克级。）样品用量少，毫克级。大

42、学基础化学大学基础化学 红外光谱表示方法红外光谱表示方法 透光率波数即透光率波数即T-曲线曲线阿司匹林的红外吸收图谱阿司匹林的红外吸收图谱大学基础化学大学基础化学一、基本原理一、基本原理 红外光波长范围红外光波长范围0.76m500m 现在红外光谱只能扫描现在红外光谱只能扫描2.525 m 习惯上用习惯上用cm的倒数来表示，即波数的倒数来表示，即波数cm-1表示。表示。4110cm)m波数（波长（）大学基础化学大学基础化学一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学 一、基本原理一、基本原理 红外光谱区的划分：红外光谱区的划分：近红外区：近红外区：0.76m2.5m，OH、NH及及CH的倍

43、频吸收；的倍频吸收；中红外区：中红外区：2.5 m50 m，分子振动，分子振动伴随着分子转动；伴随着分子转动；大学基础化学大学基础化学一、基本原理一、基本原理 红外光谱区的划分：红外光谱区的划分：远红外区：远红外区：50 m 500 m，分子转动。，分子转动。应用应用最广泛的是中红外区最广泛的是中红外区，其波数在，其波数在4000400cm-1大学基础化学大学基础化学 分子振动的类型：伸缩振动，弯曲振动，分子振动的类型：伸缩振动，弯曲振动，整个结构基团的振动整个结构基团的振动 当测定物质的分子中基团的振动频率与照当测定物质的分子中基团的振动频率与照射红外光谱的频率相同时，此物质就能吸收这射红外

44、光谱的频率相同时，此物质就能吸收这种红外光谱，使分子由振动基态跃迁到激发态，种红外光谱，使分子由振动基态跃迁到激发态，产生吸收光谱。产生吸收光谱。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学分子的分子的基本基本振动形式振动形式一、基本原理一、基本原理 对称伸缩振动对称伸缩振动 s 不对称伸缩振动不对称伸缩振动 as 伸缩振动伸缩振动面内弯曲振动面内弯曲振动面外弯曲振动面外弯曲振动弯曲振动弯曲振动面外摇摆面外摇摆扭曲振动扭曲振动 剪式弯曲振动剪式弯曲振动摇摆弯曲振动摇摆弯曲振动 大学基础化学大学基础化学一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学 基团频率基团频率 不同的官能团其特征吸收

45、频率不同，可不同的官能团其特征吸收频率不同，可作为红外光谱定性分析的依据。作为红外光谱定性分析的依据。相关峰相关峰 由一个官能团（或基团）所产生的一组由一个官能团（或基团）所产生的一组相互依存的吸收峰，称为相关峰。相互依存的吸收峰，称为相关峰。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学 特征区特征区 40001250cm-1区域的吸收峰有比较明确的官能区域的吸收峰有比较明确的官能团和频率的对应关系，故可用于官能团的鉴别，团和频率的对应关系，故可用于官能团的鉴别，称为特征吸收峰，该区域称为特征区。称为特征吸收峰，该区域称为特征区。指纹区指纹区 1250200cm-1区域内吸收峰的位置和强度

46、随化区域内吸收峰的位置和强度随化合物而异，犹如人的指纹，称为指纹区。合物而异，犹如人的指纹，称为指纹区。一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学O-H、N-H键伸缩振动段键伸缩振动段 不饱和不饱和C-H伸缩振动段伸缩振动段 饱和饱和C-H伸缩振动段伸缩振动段 三键与累积双键段三键与累积双键段一、基本原理一、基本原理中红外区又分为中红外区又分为9个吸收区段个吸收区段大学基础化学大学基础化学羰基伸缩振动段羰基伸缩振动段 双键伸缩振动段双键伸缩振动段 键面内弯曲振动段键面内弯曲振动段 不饱和不饱和C-H面外弯曲振动段面外弯曲振动段 键面外弯曲振动段键面外弯曲振动段一、基本原理一、基本原理中红

47、外区又分为中红外区又分为9个吸收区段个吸收区段大学基础化学大学基础化学主要特征峰和相关主要特征峰和相关峰峰一、基本原理一、基本原理大学基础化学大学基础化学二、仪器和制样二、仪器和制样 分类：分类：光栅色散型：扫描速度慢，灵敏度较低，光栅色散型：扫描速度慢，灵敏度较低，无法实现色谱光谱联用无法实现色谱光谱联用 傅里叶变换（傅里叶变换（FT-IR）型：分辨率高，型：分辨率高，灵敏度高，扫描速度快，是实现色谱光谱联灵敏度高，扫描速度快，是实现色谱光谱联用较理想的仪器用较理想的仪器大学基础化学大学基础化学二、仪器和制样二、仪器和制样光栅型分光光度计光栅型分光光度计大学基础化学大学基础化学 气体样品：气

48、体池装载，防止水蒸汽在红气体样品：气体池装载，防止水蒸汽在红外区的强吸收干扰外区的强吸收干扰 液体样品：可拆式液体池液体样品：可拆式液体池,不要带气泡不要带气泡 对吸收很强的液体或固体样品：用特殊溶对吸收很强的液体或固体样品：用特殊溶剂稀释剂稀释CS2、CCl4、CH2Cl2等，并通过溶剂为参等，并通过溶剂为参比进行校正。比进行校正。红外光谱试样的制备红外光谱试样的制备二、仪器和制样二、仪器和制样大学基础化学大学基础化学 固体样品：溶液法、糊状法、压片法、薄膜固体样品：溶液法、糊状法、压片法、薄膜法法 最通常用压片法最通常用压片法：5试样试样95分析纯分析纯KBr混合研磨，研磨均匀装在模具中置

49、于压片机内用混合研磨，研磨均匀装在模具中置于压片机内用0.8106 kPa 抽抽2min后，取出。后，取出。在制备试样时应做到试样中不含水，多组分试在制备试样时应做到试样中不含水，多组分试样在测定前要分离，选择适当试样浓度和厚度。样在测定前要分离，选择适当试样浓度和厚度。二、仪器和制样二、仪器和制样大学基础化学大学基础化学傅里叶变换红外分光光度计（傅里叶变换红外分光光度计（FT-IR）二、仪器和制样二、仪器和制样大学基础化学大学基础化学 优点：优点：（1）波数精度高）波数精度高 2 cm-1 （2）分辨率高）分辨率高 0.25 cm-1 （3）灵敏度高）灵敏度高 10g （4）扫描速度快）扫描

50、速度快 1秒完成图谱扫描秒完成图谱扫描 （5）测定的光谱范围宽）测定的光谱范围宽 7500400 cm-1 （6）可建立光谱数据库，可用计算机进行）可建立光谱数据库，可用计算机进行谱图检索谱图检索 中国药典委员会提倡使用中国药典委员会提倡使用FT-IR型型二、仪器和制样二、仪器和制样大学基础化学大学基础化学三、应用简介三、应用简介定性分析定性分析（1）已知物的鉴定已知物的鉴定 将试样谱图与标准谱图对照或与相将试样谱图与标准谱图对照或与相关文献上的谱图对照。关文献上的谱图对照。大学基础化学大学基础化学 定性分析定性分析 （2）未知物结构分析）未知物结构分析 如果化合物为新物质，则须进行光谱解析，