红外吸收光谱分析-下课件.ppt

二、定量分析 红外光谱定量分析是通过对特征吸收谱带强度的测量来求出组份含量。 其理论依据是朗伯-比耳定律。 由于红外光谱的谱带较多，选择的余地大，所以能方便地对单一组份和多组份进行定量分析。 该法不受样品状态的限制，能定量测定气体、液体和固体样品。但红外定量灵敏度较低，尚不适用于微量组份的测定。 选择吸收带的原则： （1）必须是被测物质的特征吸收带。 （2）所选择的吸收带的吸收强度应与被测物质的浓度有线性关系。 （3）所选择的吸收带应有较大的吸收系数且周围尽可能没有其它吸收带存在，以免干扰。 例如分析酸、酯、醛、酮时，必须选择与C=O基团的振动有关的特征吸收带。 小 结 红外吸收光谱仪的主要部件 红外吸收光谱的定性分析和定量分析 根据红外吸收光谱仪的结构和工作原理不同可分为： 色散型红外吸收光谱仪 傅立叶变换红外吸收光谱仪（FI-IR） 红外光谱仪与紫外-可见分光光度计的结构类似，只是各部件所用的材料不同。 检测器的作用是接收红外辐射并使之转换成电信号。 MCT检测器比TGS检测器有更快的响应时间和更高的灵敏度。因此MCT检测器更适合于Fourier变换红外光谱仪。但MCT检测器工作时，必需使用液氮冷却（77K）。 有时为得到完整的光谱图，需要用几种不同浓度或厚度的试样进行测试。 由于气体的分子相距较远，分子密度稀疏，所以气槽的光路要长一些。 必须注意： (1) 粉末颗粒细，约为1－2μm，过大颗粒会使入射辐射的散射增强； (2)分散均匀，且干燥。 石蜡糊法不能用于研究饱和C-H键的吸收。可改用六氟丁二烯。 使用文献上的谱图应当注意试样的物态、结晶状态、溶剂、测定条件以及所用仪器类型均应与标准谱图相同。 萨特勒（Sadtler）标准红外光谱图：1947年出版的是第一代棱镜光谱，1969年出版的第二代光栅光谱。 红外光谱在定量分析中的应用不够广泛，它的主要应用是结构分析。 红外光谱仪 一、仪器类型与结构 两种类型：色散型 干涉型（傅里叶变换红外光谱仪） 美国Nicolet公司AVATAR-360型FT-IR (一) 色散型红外光谱仪 色散型红外光谱仪的组成部件与紫外-可见分光光度计相似，但对每一个部件的结构、所用的材料及性能与紫外-可见分光光度计不同。 工作原理： 色散型红外光谱仪一般均采用双光束。将光源发射的红外光分成两束，一束通过试样，另一束通过参比，利用半圆扇形镜使试样光束和参比光束交替通过单色器，然后被检测器检测。当试样光束与参比光束强度相等时，检测器不产生交流信号；当试样有吸收，两光束强度不等时，检测器产生与光强差成正比的交流信号，从而获得吸收光谱。 红外光谱仪的样品是放在光源和单色器之间；而紫外-可见分光光度计是放在单色器之后。 1 . 光源 红外光谱仪中所用的光源通常是一种惰性固体，用电加热使之发射高强度的连续红外辐射。 常用的是能斯特（Nernst）灯或硅碳棒。 Nernst灯是用氧化锆、氧化钇和氧化钍烧结而成的中空棒和 实心棒。 工作温度约为1700 oC，在此高温下导电并发射红外线。但在室温下是非导体，因此，在工作之前要预热。 它的特点是发射强度高，使用寿命长，稳定性较好。 缺点是价格比硅碳棒贵，机械强度差，操作不如硅碳棒方便。 硅碳棒是由碳化硅烧结而成，工作温度在1200~1500 oC左右。 2. 吸收池 因玻璃、石英等材料不能透过红外光(中红外区：2.5~25 μm )，红外吸收池使用可透过红外光的材料制成窗片；不同的样品状态（固、液、气态）使用不同的样品池，固态样品可与晶体混合压片制成。 用NaCl、KBr、CsBr等材料制成的窗片需注意防潮 材料 透光范围/μm 注意事项 玻璃 可见光区 石英 可见光区和紫外光区 NaCl 0.25~25 易潮解、湿度低于40% KBr 0.25~40 易潮解、湿度低于35% CaF2 0.13~12 不溶于水，用于水溶液易 CsBr 0.2~55 潮解 0.55~40 微溶于水（有毒） 3 . 单色器 单色器由色散元件、准直镜和狭缝构成。 棱镜：透光，干燥 光栅作色散元件的最大优点是： 不会受水汽的侵蚀； 使用的波长范围宽 分辨率恒定，改进了对长波部分红外辐射的分离——采用程序增减狭缝宽度的办法。 色散元件：棱镜和光栅 4 . 检测器 常用的红外检测器有高真空热电偶、热释电检测器和碲镉汞检测器。 高真空热电偶是利用不同导体构成回路时的温差电现象