(仪器分析总复习资料农业资源与环境专业.docVIP

绪论 农业与环境监测和分析对象的特点： ①样品对象的广泛性和多样性； ②对象的微量性和特殊性； ③组分的复杂性； ④组分含量的多变性和分析速度要求的特殊性 仪器分析的性质和特点：仪器分析是一种特殊的物质分离分析方法。 特点：①操作简单，分析速度快； ②选择好（反应强、相互干扰少），测定干扰少或容易克服； ③测定的灵敏度极高； ④准确度极高； ⑤测定时消耗样量少，一般不破坏待测式样。 ★分析仪器的分类： ①电化学分析法——依据其具体的电行为（必须首先建立化学电池），分为： 电位分析仪器 — 电位分析法（定性，定量：能斯特方程式）； 伏安分析仪 — 伏安分析法（极谱分析法，能斯特方程式）； 电导分析仪 — 电导分析法（欧姆定律）； 库伦分析仪 — 库伦分析法（库伦定律）。 ②光谱分析类仪器—依据物质的光学行为，考虑波长。 ③色谱分析类仪器—依据“分配定律”。据流动相的形态分类：气相色谱液相色谱 ④质谱分析仪：按分析对象分类为 原子质谱法和分子质谱法 ⑤同位素分析仪 第二章 光谱分析 （一）光谱分析类型 [P8] 原子发射光谱分析（ICP、光谱仪、光度计） 原子光谱分析 原子吸收光谱分析（原子吸收分光光度计） （物质的光学行为分） 原子光致光谱分析（原子荧光光度计） 光谱分析 （按产生光学行为的物质类型） 非原子发射光谱分析 非原子光谱分析 非原子吸收光谱分析 （物质的光学行为分） 非原子光致光谱分析 （二） 原子发射光谱分析 基本概念： ①激发：基态原子可从吸收外界能量（如碰撞、光辐射等），使核外电子的运动状态发生改变，从低能级水平运动转移到更高能级水平运动，这一过程称为电子的跃迁或激发。 ②原子发射光谱：处于激发态的原子极不稳定，在很短的时间里要由激发态恢复到基态，此时，所吸收的能量常以特殊波长的光辐射发射出来。这种由激发态原子恢复到基态时所产生的光辐射，称为“原子发射光谱”，简称“发射光谱”。 ③特征谱线：由原子核外的价电子的第一激发能级所产生的光辐射的波长被称为原子的“特征谱线”，也称“灵敏线”。 ④基态自由原子：对于稳定的单个自由原子来说，核外电子是处于本身最低能级水平运动的，这种稳定的单个自由原子称为基态自由原子。 ⑤原子化：一定的条件下，将样品中处于非原子化状态（离子或化合物）的待测元素转化为基态自由原子的过程称为原子化。 原子发射光谱分析定性基础：每个元素从激发态回复到基态所发射出来的光辐射波长是独一无二的，因此，根据激发后回复到基态时所产生的光辐射的波长来判断元素种类。 原子发射光谱分析的定量基础：在相同的原子化条件和激发条件下，待测元素所能产生的发射光强度，在一定范围内与样品中待测元素的浓度呈正比。 [ I=αCb ] 构造：光源 → 单色器 → 检测器 光源：使组成试样的分子原子化和激化，使之形成光源。 常用的光源形式：火焰、直流电弧、交流电弧、电火花和各种等离子体，所构成的仪器相应称为：火焰光度计，普通光谱仪，等离子体发射光谱仪（电感耦合等离子体ICP和电容耦合等离子体）。 单色器：光源产生的待测组分的特征谱线与其他波长的特征谱线分开，以便进一步作发射光强度的测定。单色器包括色散元件和透光狭缝。 检测器：将经单色器选择后的发射光强度以光电流的形式检测或记录下来。 火焰光度计是测定碱金属的唯一标准化仪器（发射光谱中）。火焰光度计的构造：空气压缩机、燃气发生器、雾化室、燃烧室、单色器和检测器。 原子发射光谱的干扰： 电离干扰：消除方法是（1）改变火焰类型，降低火焰温度；（2）是采用消电剂，抑制待测元素的电离。 物理干扰：（1）保持各样品溶液与标准系列溶液的基体一致；（2）保持压缩空气压力稳定；（3）经常校准标准系列。 自吸收干扰：指基态自由原子激发后产生的光辐射通过含有相同元素的原子蒸气时，能被同元素的基态原子吸收而使谱线的中心强度减弱的现象，称“自吸收现象”。 解决自吸收干扰的方法：降低待测溶液的浓度。 还有光谱干扰和化学干扰，属于次要干扰。 原子吸收光谱分析 三大理论基础： ①[定性基础]基尔霍夫定律（也称原子吸收定律）：原子所能吸收的光辐射波长应等于同元素的原子由同一激发能级回复到基态时所能够发射的光辐射波长。 ②[定量基础]朗伯-比尔定律：在稳定的原子化条件下，通过原子蒸气的共振辐射被 基态自由原子所吸收，在一定范围内，吸光度值A与原子蒸汽中该元素的基态自由原子数目呈正比。 ③波茨曼方程式： 表明在原子化过程中，绝对温度T达到热平衡时，激发态原子数目与基态原子数目具有一定的比值nq/no。