导图社区 荧光分析法
仪器分析单元,整理了荧光分析法的原理、荧光与分子结构关系、定性与定量分析、荧光分光光度计、优点的知识一起来学习吧。
紫外分光光度计的思维导图,内容分享了基本原理、光度法误差、显色反应、紫外可见分光光度计、定性定量分析方法,一起来学习吧。
电位法是利用测量原电池电动势以确定待测物含量的分析方法。它分为直接电位法和电位滴定法。其电极有参比电极和指示电极插入试液中组成。参比电极常用饱和甘汞电极(SCE)或银-氯化银电极。指示电极有金属-金属离子电极 (第一类电极)、金属-金属难溶物电(第二类电)、性金属电 (零类电) 和离子选择性电(膜电)四类。
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荧光分析法
原理
分子激发过程
基态时,根据Pauli不相容定理,在给定轨道中的两个电子必有相反的自旋方向
基态时电子无净自旋
单线态(S):对于分子轨道中的两个电子自旋方向相反的状态而言,s=0,多重性M=1
三线态(T):两个电子自旋方向相同多重性M=3,受某些因素影响,电子跃迁过程中还会发现自旋方向的改变
由于电子自旋方向的改变使能级稍低
几率很小
荧光的产生
激发态分子经振动弛豫到达第一电子激发单线态的最低振动能级(V0),以辐射的形式发射光量子回到基态,光量子 即为荧光。电子跃回到基态时可停在任一振动能级上,通过进一步的振动弛豫回到最低振动能级
处于激发态的电子常以无辐射跃迁方式或辐射跃迁方式回到基态。无辐射跃迁是指以热能形式释放多余能量,可为荧光或磷光创造条件。无辐射跃迁方式包括:振动弛豫、内部能量转换、体系间跨越、外部能量转换
光谱
激发光谱
表示不同激发波长的辐射引起物质发射某一波长的荧光相对效率
荧光光谱/发射光谱
固定激发光的波长和强度不变,改变荧光的测定波长,所得的荧光强度对发射波长的谱图
反映了某波长下荧光强度与激发波长之间的关系(测定物质吸收紫外光后所发射的荧光强度)
特征
斯托克斯位移
荧光发射波长总是大于激发波长——物质在激发与发射之间存在一定的能量损失
荧光光谱形状与激发波长无关
荧光光谱与激发光谱呈镜像关系
荧光与分子结构关系
荧光效率和荧光寿命
发射荧光条件
物质分子必须有强的紫外-可见吸收
有较高的荧光效率
荧光量子产率=发射荧光的光子数/吸收激发光的光子数
荧光寿命
激发光出去后,分子的荧光强度降至最大荧光强度的1/e所需的时间
荧光强度与分子结构关系
跃迁类型
n-π跃迁
引起的R带为弱吸收带,几率极小
π-π跃迁
荧光效率高,强度大
共轭效应
共轭体系越长,最大波长将长移,荧光强度增大
例:同一共轭环数的芳族化合物,线性环结构的荧光波长比非线性长
刚性结构和共平面效应
荧光物质的刚性和共平面性增加,荧光效率增大,波长长移
有些有机化合物与金属离子形成配合物,分子刚性和共平面性增加
取代基效应
取代基能增加分子的π电子共轭程度的使荧光增强
给电子基团:-OH、-OCH3、-NH2、-NHR、-NR2、-CN
取代基能减弱分子的π电子共轭程度的使荧光减弱或熄灭
吸电子基团:-COOH、-C=O、-NO2、-SH、-F、-Br、-I
影响不明显的
-R、-S02H、-NH4+
影响荧光强度的外界因素
溶剂、温度、pH、氢键、散射光、荧光熄灭剂、表面活性剂
定性与定量分析
定性
荧光法定性鉴别
定量
灵敏度取决于仪器
提高灵敏度
提高荧光计检测系统灵敏度
增加单色器狭缝宽度
增幅激发光的强度(增大I0)
选择吸收光强、荧光效率高的分子结构和外界环境
荧光强度与浓度关系(F=KC)
溶液的荧光强度与荧光物质的浓度呈线性关系
定量分析方法
标准曲线法
比例法
荧光分光光度计
部件
激发光源
单色器
样品池(90°测量)
检测器
读出装置
校正
波长校正
灵敏度校正
激发光谱和荧光光谱校正
优点
灵敏度高
选择性高
试样用量小,操作简便
工作曲线线性范围宽