第十三章常用仪器分析方法概论.doc

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1、第十三章常用仪器分析方法概论首页基本要求重点难点讲授学时内容提要1基本要求[TOP]1.1掌握电位分析法，熟悉电位法测定溶液的pH值，了解离子选择性电极1.2掌握光度分析法，熟悉光度分析的基本原理，掌握Lambert-Beer定律，分光光度计的基本构造和使用1.3了解色层分析的基本原理，吸附层析，分配层析，离子交换层析，凝胶过滤层析1.4了解色谱分析的塔板理论、定性与定量分析的基本方法。2重点难点[TOP]2.1分光光度法，Lambert-Beer定律2.2电位法测定溶液的pH值2.3气相色谱和高效液相色谱的基本原理2.2难点色谱法分离理论。3讲授学时[TOP]建议4学时4内容提要[TOP]

2、第一节第二节第三节第四节第五节4.1第一节电位分析法电位法测定溶液的pH值必须有两个电极。一个是参比电极，另一个是指示电极，参比电极的电极电势是已知的，且性能稳定，常用甘汞电极。指示电极与被测离子浓度有关，常用玻璃电极，其电极电位与H+离子浓度(活度)的变化符合Nernst方程式：式中K玻在理论上说是常数，但实际上是一个未知数，使用时注意消除。测定溶液的pH值时，通常将玻璃电极和饱和甘汞电极分别与标准pH缓冲液和待测pH溶液组成原电池。其电池组成分别是：(-)玻璃电极∣标准pH缓冲液‖SCE(+)和(-)玻璃电极∣待测pH溶液‖SCE(+)测定两个电池的电动势，从而求得待测溶液的pH值：式中

3、：pHs为缓冲溶液的pH值，Es和E为先后两次测定的电池电动势，T为测定时的温度。pH计(又称酸度计)就是借用上述原理来测定待测溶液pH值的。4.2第二节光度分析度法[TOP]4.2.1光度分析法基本原理当一束单色光照射溶液时，若不考虑反射，则入射光强度为Io，吸收光强度为Ia，透射光强度为It之间的关系为Io═Ia+It(13.1)透射光的强度It与入射光强度Io之比称为透光率，用T表示(13.2)透光率的负对数为吸光度A(13.3)Lambert和Beer分别研究了光的吸收与溶液液层厚度及溶液的浓度之间的定量关系。得出著名的Lambert-Beer定律：温度一定时，吸光度(A)与溶液浓度

4、(c),液层厚度(b)成正比，即A═ebc(13.4)此即Lambert-Beer定律的数学表示式，式中b的单位为cm、c单位为mol×L-1，e为摩尔吸光系数，单位为L×mol-1×cm-1。若用质量浓度r代替物质的量浓度c，则Lambert-Beer定律可表示为：A═abr(13.5)式中的a称为质量吸光系数，单位为L×g-1×cm-1。a和e可通过下式相互换算：e═aM(13.6)M表示被测物质的摩尔质量。当入射光波长，溶剂种类，溶液温度等因素确定时，e和a只与物质的性质有关，是物质的特征常数。Beer定律仅适用于单色光，即单一波长的光。e或a愈大，表明溶液对入射光愈容易吸收，测定的灵

5、敏度愈高。4.2.2可见分光光度法[TOP]（一）分光光度计分光光度法所用的仪器称为分光光度计。其主要部件由光源、单色光器、吸收池、检测器。（二）测定方法在测定时，均首先绘制吸收光谱，然后确定lmax，以lmax作为入射光的波长。常用的测定方法有以下两种：1.标准曲线法取标准品配成一系列不同浓度的标准溶液，置于液层厚度相同的吸收池中，测定相应的吸光度A，以吸光度A为纵坐标，溶液浓度c为横坐标，作出A对c的曲线图。得一条通过坐标原点的直线¾¾标准曲线。然后在相同条件下，测量被测溶液的吸光度，在标准曲线上即可查得与此吸光度相对应的溶液浓度。2.标准对照法预先配制一个与待测液浓度相接近的标准溶液(

6、其浓度用cs表示)，测得其吸光度为As，再测定待测液的吸光度Ax，则待测液浓度cs可从下式求得：(13.7)4.2.3提高测量灵敏度和准确度的方法[TOP]（一）分光光度法的误差1.溶液偏离Beer定律引起的误差：表现为A-c曲线的线性较差，常出现弯曲。其主要原因一是吸光物质不稳定，发生偏离、缔合等，二是单色光的纯度差。2.仪器测定误差：由于光电管的灵敏性差、光电流测量不准、光源不稳定等因素引起仪器测定误差。它使透光率很大，或很小时所产生的浓度的相对误差均较大，故实际工作中，常控制透光率在20%-60%之间，即吸光度A在0.2-0.7之间。3.主观误差：由于操作不当引起的误差称为主观误差，应

7、尽量避免或减少。（二）选择适当的显色剂可见分光光度法只能测定有色溶液，对于无色溶液，必须加入显色剂，使被测物质生成稳定的有色物质。显色剂必须具备下列条件：①灵敏度高。当显色后的有色物质摩尔吸光系数e值大于104时，可认为灵敏度较高。②选择性好，尽可能选择只与被测物显色或被测所显颜色与共存物所显颜色有明显差异。③生成的有色物质应有确定的组成。④生成的有色物质应稳定。⑤显色剂在测定波长处无明显吸收。（三）选择合适