分子吸收光谱色谱

参比溶液的选择：测量液中有何种干扰因素，就将这种干扰因素同等程度地加入到参比溶液中，从而消除这种因素的影响。

分子吸收光谱

• 电子光谱
  • 带状光谱
  • 紫外-可见吸收光谱
    • 分子的成键电子的跃迁，伴随着振动和转动跃迁
    • 应用
      • 定性分析
      • 结构分析
      • 电子跃迁类型
        • 根据分子轨道理论，一个成键轨道必定有一个响应的反键轨道
      • 生色团的共轭作用
        • 生色团就是能够发生n或者π跃迁到π反轨道的不饱和基团
          • 不饱和烃中，双键共轭，π到π*红移增色；不共轭，只增色
          • 碳氧双键同烯键之间共轭，降低π*的能量，吸收峰红移
        • 助色团就是含有n电子的基团
          • 本身没有生色功能，但是与生色团相连时会发生共轭作用，降低π反轨道的能量，使得吸收波长红移，且吸收强度增加
  • 物质对光的选择性吸收
    • 分子有量子化能级，不同的物质分子组成和结构不同，具有的特征能级也不同，能极差不同，物质只能吸收与分子内部能极差相当的辐射
    • 目视比色法
      • 溶液颜色的深浅取决于溶液吸收光的量的多少
      • 利用自然光为入射光，不需要仪器，操作简便，溶液必须有色，不可分辨多组分，得到的数据结果准确度低
  • 吸收光谱
    • 测定某物质对不同波长的单色光的吸收程度，即为吸光度
    • 吸光度最大处对应的波长为最大吸收波长
      • 不同浓度的同种物质，吸收光谱形状相似，最大吸收波长不变
      • 对应紫外和可见光区的吸收（200-780）
      • 不同物质，吸收光谱的形状可能不同，但是最大吸收波长一定不同
        • 物质定性分析的依据
      • 不同浓度的同种物质，在某一定波长下吸光度有差异，在最大吸收波长处吸光度的差异最大，即在此波长处测定的灵敏度最高，常用作物质定量分析的测量波长
    • 溶剂对吸收光谱的影响
      • • 极性n>π*>π 溶液极性增强，极性越强的轨道降低能量越严重
• 振动光谱
  • 红外光谱
    • 分子振动和转动的跃迁
    • 对应红外区的吸收
• 转动光谱
• 光度计的测量过程
  • 方法过程
    • 配置一系列浓度不相同的待测物的标准溶液
    • 通过绘制吸收曲线找出测量波长
    • 选择测量波长，绘制工作曲线
    • 测量未知样的吸光度，求未知样的浓度
  • 操作步骤
  • 为什么要调零
• 分光光度计
  • 光源
    • 为保持光源发射强度稳定，一般用稳压器严格控制电源电压
    • 提供在整个紫外区或可见区具有足够强度、稳定且波长连续变化的复合光
    • 可见区
      • 钨灯360-2500nm
    • 紫外区
      • 氢灯氘灯185-375nm
    • 红外区
      • 辉光灯或硅碳棒
  • 单色器
    • 从光源的复合光中分出所需的波长的单色光
    • 组成
      • 入射狭缝，准光镜，色散原件，聚焦镜，出射狭缝
        • 色散原件将复合光分解为单色光，有棱镜和光栅
        • 准光镜使得入射光变为平行光束
  • 吸收池，比色皿
    • 在紫外区用石英池
    • 可见区用光学玻璃
      • 玻璃会吸收紫外光
  • 检测器，光电转换器
    • 利用光电效应将光信号变成电信号
  • 类型
    • 可见分光光度计
    • 紫外可见分光光度计
    • 红外分光光度计
      • 光源是能斯特灯
    • 单光束
    • 双光束
    • 双波长
      • 波长的选择
        • 干扰组分在所选的两个波长处有相同的吸光度
        • 被测组分在两波长处具有较大的吸光度差
      • 特点
• 吸光光度法分析条件的选择
  • 显色反应及其条件的选择
    • 显色反应
      • 将本身无色或颜色较浅的被测物质转化成颜色较深的物质的反应
        • 氧化还原显色反应，配位显色反应
    • 显色反应条件
      • 以配位显色反应为例
      • pH
      • 共存离子
        • 消除干扰
      • 显色剂的用量
      • 时间和温度
      • 有机溶剂和表面活性剂
    • 显色剂
      • 使得被测组分转变成有色化合物的试剂
        • 无机显色剂
        • 有机显色剂
          • 增加分子的共轭体系或引入助色集团可以显著提高测定的灵敏度
      • 选择性要好，灵敏度要高，对比度要大，有色化合物要稳定，组成要恒定，显色反应条件要易于控制
• 吸光光度法的测量误差及测量条件的选择
  • 仪器误差
    • 产生因素
    • T或者A值对浓度测量误差的影响
  • 测量条件的选择
    • 测量波长的选择
    • 吸光度范围的选择
      • 控制溶液浓度
      • 控制溶液层厚度
    • 参比溶液的选择
      • 测量液中有何种干扰因素，就将这种干扰因素同等程度地加入到参比溶液中，从而消除这种因素的影响
        • • 什么无吸收什么不加
          • 待机

色谱

• 概述
  • 流动相
    • 在管内自上而下连续流动的液体或者气体为流动相
  • 固定相
    • 填充在玻璃管或金属管中固定不动的物质
  • 色谱柱
    • 装填有固定相的玻璃管或者金属管
  • • 物质在两相之间进行反复多次分配
• 分类
  • • 液体固定相
      • 将液体均匀涂敷在载体表面
      • 与物质作用方式为溶解和挥发
    • 固体固定相
      • 表面有一定活性的固定吸附剂
      • 与物质作用方式为吸附和解吸
• 术语
  • 色谱峰
    • 检测器对组分的响应信号随时间变化所形成的峰形曲线
  • 基线
    • 仅有纯载气通过色谱柱时，检测器的响应信号随时间变化的曲线
  • 峰高
    • 色谱柱顶点与基线之间的垂直距离
  • 色谱峰区域宽度
  • 保留值
    • 反映组分与固定相作用力的大小
    • 峰面积
    • 相对保留值
      • 和柱温，组分，固定相，流动相的热力学性质有关
        • 与柱长、柱子半径，填充情况及流动相的流速等色谱操作条件无关
      • 改变柱子选择性的方法
        • 气相色谱法中流动相时惰性气体，可改变柱温，或者改变固定相
        • 液相色谱法中流动相是混合物，可改变其组成，固定相制备费用高，一般改变流动相
• 分离度
  • 总分离效能的影响因素：保留值之差，峰底宽度
  • 单独用柱效或者柱的选择性来衡量柱的分离能力是不够的，因此用分离度来衡量柱的总分离效能指标
• 速率理论
  • 涡流扩散项
    • 固定相颗粒越小，填充越均匀紧密越好
  • 分子扩散项 纵向扩散项
    • 液相色谱可忽略分子扩散项
    • 颗粒越小，填充越均匀紧密，对分子扩散的阻碍作用越强，分子扩散项越小，越好
    • 载气相对分子质量越大越好
    • 柱温越低，柱压越大越好
    • 载气流速越大，组分滞留时间越小，分子扩散项越小越好
  • 传质阻力项
    • 粒度小的填充物，相对分子质量小的载气可减小阻力项
    • 降低固定液的液膜厚度，增大组分在液相中的扩散系数
  • 最佳流速u
• 塔板理论
  • • 不足：无法解释色谱法扩展的原因及影响塔板高度的各种因素 故不能提出提高柱效能的有效途径
  • 分配平衡
    • 将色谱过程看做时组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附或溶解、挥发的平衡过程（分配平衡过程）
    • 分配行为用分配系数、分配比来描述
  • 分配系数
    • 与组分和固定相的热力学性质有关，并随柱温柱压改变
    • 表明组分和固定相作用力的大小，K越大，作用力越大
  • 分配比 容量因子
    • 除了和K一样的外，还与固定液的体积有关，体积越大，k越大，组分在固定液中的量也就越多，相当于柱容量越大，色谱柱对组分的保留能力越强，故又称容量因子
  • 柱效能的评价
    • 组分在柱子中发生一次溶解-挥发或者吸附-解吸的过程就为一次分配过程
• 气相色谱
  • 理论基础
    • 动力学性质
      • 峰的宽窄由组分在色谱柱中的传质和扩散行为决定
    • 热力学性质
      • 两组分的相对保留值足够大，即为组分在两相中的分配决定
    • 峰间距离要足够大，峰的宽度也要能够很好的分开
  • 定性分析
    • 同一条件下，每种物质具有各自的保留值
    • 2. 利用文献保留值定性
    • 3. 与其他分析仪器联用的定性方法
  • 定量分析
    • 定量校正因子
      • 不能利用峰面积直接获得质量
    • 常用的几种定量方法
• 仪器
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