光谱分析技术及相关仪器.doc

第四章 光谱分析技术及相关仪器 首 页 基本要求 重点难点 讲授学时 内容提要 1 基本要求 1.1掌 握 1.1.1掌握光谱分析的基本原理和紫外-可见分光光度计的基本结构和功能。 1.1.2掌握荧光分析的基本原理和荧光光谱仪的组成。 1.1.3掌握原子吸收分光光度计和原子发射光谱仪的基本原理和结构。 1.2 熟 悉 1.2.1熟悉常用紫外-可见分光光度计的调试、使用及维护。 1.2.2熟悉荧光光谱仪的调试、使用及维护。 1.2.3熟悉原子吸收分光光度计的性能。 1.3 了 解 1.3.1 了解紫外-可见分光光度计的常见故障和进展。 1.3.2了解荧光光谱仪的应用方向。 1.3.3了解原子光谱分析仪的应用方向。 2 重点难点 2.1重 点 紫外-可见分光光度计的基本原理、基本结构、分类、调试及使用。 荧光光谱仪的基本原理、基本结构、分类、调试及使用。 原子吸收分光光度计的基本原理、基本结构及使用。 2.2 难点 2.2.1 光谱的产生和分类 2.2.2 光吸收定律 2.2.3 紫外-可见分光光度计的基本原理和性能评价。 2.2.4 荧光光谱仪的基本原理和基本结构。 2.2.5 原子吸收分光光度计和原子发射光谱仪的异同。 3 讲授学时 建议学时学时光是由光量子组成的，具有二重性，即不连续的微粒和连续的波动性。波长和频率是光的特征 利用被测定组分中的分子所产生的吸收光谱进行测定的分析方法，即分子吸收法，包括可见与紫外分光光度法、红外光谱法；利用被测定组分中的分子所产生的发射光谱进行测定的分析方法，称为分子发射法，常见的有分子荧光光度法。利用被测定组分中的原子吸收光谱进行测定的分析方法，即原子吸收法；利用被测定组分中的原子发射光谱进行测定的分析方法，称为原子发射法，包括发射光谱分析法、原子荧光法、X射线原子荧光法、质子荧光法等。 4.2 紫外-可见分光光度计 4.2.1 紫外-可见分光光度计的基本结构 紫外-可见分光光度计的基本结构由光源、单色器、样品池检测器系统五部分组成灯（钨灯、卤钨灯等），气体放电灯（氢灯、氘灯及氙灯等），金属弧灯（各种汞灯）等多种①单光束光路，从光源到试样至接收器只有一个光通道，使用中依次对参考样品和待测试样进行测定，然后将二次测定数据进行比较、计算，获得最终结果；②仪器只有一个色散元件，工作波长范围较窄；③通常采用直接接收放大显示的简单电子系统，用电表或数字显示；④结构简单、附件少、功能范围小，不能做特殊试样如浑浊样品、不透明样品等的测定。 2.单光束分光光度计检测的准确性不够稳定，不能用于精密分析。双光束分光光度计的光路设计在其出射狭缝和样品吸收池之间增加了一个光束分裂器或斩波器，作用是以一定的频率将一个光束交替分成两路，使一路经过参比溶液，另一路经过样品溶液，然后由一个检测器交替接收或由两个匹配器分别接收两路信号。这是目前国内外使用最多，性能较为完善的一类分光光度计。原理和结构特点：①从光源到检测器有试样光路和参考光路两条通路，可同时对检测样品和参考样品进行测定，直接获得检测数据，还可自动补偿检测时因条件的随机变化（如温度变化、电源电压波动、放大器增益变化、仪器扫描、记录系统的间隙变化等）或样品中非测定组分的干扰所引起的影响，比单光束分光光度计使用更方便、准确；②一般采用两个光栅或棱镜加光栅的双单色器，能有效地提高分辨率和降低杂散光；③可以自动进行波长扫描、自动记录光谱曲线，也可以外接计算机，实现自动化运行；④可装备各种附件，光、电、机紧密结合，功能范围宽。 3.双波长分光光度计能较好的解决由于非特征吸收信号（如试样的浑浊、吸收池与空气界面以及吸收池与溶液界面的折射差别等）影响而带来的误差。其基本原理是从同一光源发出的光分为两束，分别经两个单色器分光后得到两束不同波长（λ1，λ2）的单色光，经斩光器使两束光以一定频率交替照射同一样品，然后经过检测器显示出两个波长下的吸光度差值（ΔA=Aλ1-Aλ2）λ1、λ2选择适当（被测物在一个波长上有最大吸收峰，在另一个波长上没有吸收或很少吸收；而非被测物在两个波长上的吸收是相同的），ΔA就是消除了非特征性吸收干扰（即扣除了背景吸收）的吸光度值。这样即可自动扣除背景的影响。双波长分光光度计不用参比溶液，只用一个待测溶液，大大提高了检测的准确度。 4.2.3 影响分光光度法准确性的因素 影响因素有:单色性不纯、有杂散光、吸收池质量不好或使用保管不善、电压不稳、检测器负高压波动以及其他一些因素如吸光度读数刻度误差、仪器安装环境（如振动、温度变化）、化学因素（如荧光、溶剂效应等）等。 4.2.4紫外-可见分光光度计的性能评价指标 紫外-可见分光光度计的性能评价指标有波长准确度和波长重复性, 光度准确度,光度