- 公司動(dòng)態(tài)
分析化學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
2017-12-13 08:20:22【導(dǎo)讀】 分析化學(xué)是關(guān)于研究物質(zhì)的組成、含量、結(jié)構(gòu)和形態(tài)等化學(xué)信息的分析方法及理論的一門(mén)科學(xué),是化學(xué)的一個(gè)重要分支。是鑒定物質(zhì)中含有那些組分,及物質(zhì)由什么組分組成,測(cè)定各種組分的相對(duì)含量,研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)或晶體。
今天,祿米實(shí)驗(yàn)室就從分析化學(xué)的發(fā)展歷史、分析方法、幾大分析方法等幾個(gè)角度為各位粉絲介紹分析化學(xué)。。。
發(fā)展歷史
*個(gè)重要階段
20世紀(jì)二三十年代,利用當(dāng)時(shí)物理化學(xué)中的溶液化學(xué)平衡理論,動(dòng)力學(xué)理論,如沉淀的生成和共沉淀現(xiàn)象,指示劑作用原理,滴定曲線和終點(diǎn)誤差,催化反應(yīng)和誘導(dǎo)反應(yīng),緩沖作用原理大大地豐富了分析化學(xué)的內(nèi)容,并使分析化學(xué)向前邁進(jìn)了一步.
第二個(gè)重要階段
20世紀(jì)40 年代以后幾十年,第二次世界大戰(zhàn)前后,物理學(xué)和電子學(xué)的發(fā)展,促進(jìn)了各種儀器分析方法的發(fā)展,改變了經(jīng)典分析化學(xué)以化學(xué)分析為主的局面。
原子能技術(shù)發(fā)展,半導(dǎo)體技術(shù)的興起,要求分析化學(xué)能提供各種靈敏準(zhǔn)確而快速的分析方法,如,半導(dǎo)體材料,有的要求純度達(dá)99.9999999%以上,在新形勢(shì)推動(dòng)下,分析化學(xué)達(dá)到了迅速發(fā)展。*顯著的特點(diǎn)是:各種儀器分析方法和分離技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
第三個(gè)重要階段
自20世紀(jì)70年代以來(lái),以計(jì)算機(jī)應(yīng)用為主要標(biāo)志的信息時(shí)代的到來(lái),促使分析化學(xué)進(jìn)入第三次變革時(shí)期。
由于生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、新材料科學(xué)發(fā)展的需要,基礎(chǔ)理論及測(cè)試手段的完善,現(xiàn)代分析化學(xué)完全可能為各種物質(zhì)提供組成、含量、結(jié)構(gòu)、分布、形態(tài)等等全面的信息,使得微區(qū)分析、薄層分析、無(wú)損分析、瞬時(shí)追蹤、在線監(jiān)測(cè)及過(guò)程控制等過(guò)去的難題都迎刃而解。
分析化學(xué)廣泛吸取了當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的*新成就,成為當(dāng)代*富活力的學(xué)科之一。
分析方法的分類
1.按原理分:
化學(xué)分析:以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法;
儀器分析:以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)的分析方法;
光學(xué)分析方法:光譜法,非光譜法;
電化學(xué)分析法:伏安法,電導(dǎo)分析法等;
色譜法:液相色譜,氣相色譜,毛細(xì)管電泳;
其他儀器方法:熱分析;
2.按分析任務(wù):
定性分析,定量分析,結(jié)構(gòu)分析;
定量分析的操作步驟:
①取樣;
②試樣分解和分析試液的制備;
③分離及測(cè)定;
④分析結(jié)果的計(jì)算和評(píng)價(jià);
3.按分析對(duì)象:
無(wú)機(jī)分析,有機(jī)分析,生物分析,環(huán)境分析等;
按試樣用量及操作規(guī)模分:
常量、半微量、微量和超微量分析;
按待測(cè)成分含量分:
常量分析(>1%), 微量分析(0.01~1%), 痕量分析(104)
c.產(chǎn)物的化學(xué)組成穩(wěn)定
d.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定
e.反應(yīng)和產(chǎn)物有明顯的顏色差別(Dl>60nm)
顯色反應(yīng)類型:
絡(luò)合反應(yīng);
氧化還原反應(yīng);離子締合反應(yīng);成鹽反應(yīng);褪色反應(yīng);吸附顯色反應(yīng);
顯色劑:
無(wú)機(jī)顯色劑:
過(guò)氧化氫,硫氰酸銨,碘化鉀
有機(jī)顯色劑:
偶氮類:
偶氮胂III;
三苯甲烷類:
三苯甲烷酸性染料鉻天菁S,三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫;鄰菲羅啉類;新亞銅靈;
肟類:丁二肟
影響因素:
a.溶液酸度(pH值及緩沖溶液):
影響顯色劑的平衡濃度及顏色,改變:Δl;
影響待測(cè)離子的存在狀態(tài),防止沉淀;
影響絡(luò)合物組成;
b.顯色劑的用量:
稍過(guò)量,處于平臺(tái)區(qū);
c.顯色反應(yīng)時(shí)間:
針對(duì)不同顯色反應(yīng)確定顯示時(shí)間;
顯色反應(yīng)快且穩(wěn)定;
顯色反應(yīng)快但不穩(wěn)定;
顯色反應(yīng)慢,穩(wěn)定需時(shí)間;
顯色反應(yīng)慢但不穩(wěn)定;
d.顯色反應(yīng)溫度:
加熱可加快反應(yīng)速度,導(dǎo)致顯色劑或產(chǎn)物分解;
e.溶劑:
有機(jī)溶劑,提高靈敏度、顯色反應(yīng)速率;
f.干擾離子:
消除辦法:
提高酸度,加入隱蔽劑;
改變價(jià)態(tài);
選擇合適參比;
褪色空白(鉻天菁S測(cè)Al,氟化銨褪色,消除鋯、鎳、鈷干擾);
選擇適當(dāng)波長(zhǎng)。
B.痕量組分的富集和共沉淀分離
a.無(wú)機(jī)共沉淀劑進(jìn)行共沉淀
利用表面吸附進(jìn)行痕量組分的共沉淀富集, 選擇性不高。共沉淀劑為Fe(OH)3, Al(OH)3等膠狀沉淀, 微溶性的硫化物,如,Al(OH)3作載體共沉淀Fe3 +,TiO2+;HgS共沉淀Pb2+。
利用生成混晶進(jìn)行共沉淀,選擇性較好,如,硫酸鉛-硫酸鋇,磷酸銨鎂-砷酸銨鎂等。。。
b.有機(jī)共沉淀劑進(jìn)行共沉淀
利用膠體的凝聚作用進(jìn)行共沉淀,如,動(dòng)物膠、丹寧;
離子締合共沉淀,如,甲基紫與InI4-;
利用“固體萃取劑”進(jìn)行共沉淀,例,1-萘酚的乙醇溶液中,1-萘酚沉淀并將U(VI)與1-亞硝基-2-萘酚的螯合物共沉淀下來(lái);
色譜分析法
色譜是一種多級(jí)分離技術(shù)基于被分離物質(zhì)分子在兩相(一為固定相,一為流動(dòng)相)中分配系數(shù)的微小差別進(jìn)行分離。
a.萃取色譜:
溶劑萃取原理與色譜分離技術(shù)相結(jié)合的液相分配色譜,又稱反相分配色譜。多用于無(wú)機(jī)離子的分離。以涂漬或吸留于多孔、疏水的惰性支持體的有機(jī)萃取劑為固定相,以無(wú)機(jī)化合物水溶液為流動(dòng)相支持體材料有:
硅藻土、硅膠、聚四氟乙烯及聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,活性碳纖維;
惰性多孔且孔徑分布均勻,比表面大,在流動(dòng)相中不膨脹,不吸附水溶液中的離子;
如,正辛胺-纖維素分離Th,Zr,U(10MHCl,6MHCl,0.05MHCl)洗脫。
b.薄層色譜和紙色譜:
平面色譜:
薄層色譜固定相有硅膠,活性氧化鋁及纖維素并鋪在玻璃板上,紙色譜固定相多為濾紙。
*流動(dòng)相或展開(kāi)劑:
正相薄層色譜中為含有少許酸或堿的有機(jī)溶劑;反相色譜多采用無(wú)機(jī)酸水溶液;
正丁醇-乙醇-氨水(9:1:0.5)分離顯色劑AClP-PF;
紙色譜用無(wú)機(jī)酸水溶液或其與有機(jī)溶劑的混合物為流動(dòng)相;
乙醇-2MHCl(9:1)分離La,Ce,Pm,Eu,Dy等;
丁酮-HF(6:1)單寧顯色分離Nb和Ta。
原子光譜
(一)原子吸收光譜
1.原子吸收光譜法(AAS):
是基于氣態(tài)的基態(tài)原子外層電子對(duì)紫外光和可見(jiàn)光范圍的相對(duì)應(yīng)原子共振輻射線的吸收強(qiáng)度來(lái)定量被測(cè)元素含量為基礎(chǔ)的分析方法。
2.原子吸收光譜的產(chǎn)生:
處于基態(tài)原子核外層電子,如果,外界所提供特定能量(E)的光輻射恰好等于核外層電子基態(tài)與某一激發(fā)態(tài)(i)之間的能量差(ΔEi)時(shí),核外層電子將吸收特征能量的光輻射由基態(tài)躍遷到相應(yīng)激發(fā)態(tài),從而,產(chǎn)生原子吸收光譜。
3.原子吸收譜線的輪廓:
①自然寬度ΔυN:
它與原子發(fā)生能級(jí)間路迂時(shí)激發(fā)態(tài)原子的有限壽命有關(guān),一般情況下:約相當(dāng)于10-4。
②多普勤(Doppler)寬度ΔυD:
這是由原子在空間作無(wú)規(guī)熱運(yùn)動(dòng)所引致的,故,又稱熱變寬。
碰撞變寬:
原子核蒸氣壓力愈大,譜線愈寬。同種粒子碰撞——赫爾茲馬克(Holtzmank)變寬, 異種粒子碰撞——稱羅論茲(Lorentz)變寬,10-2 。
場(chǎng)致變寬:
在外界電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下,引起原子核外層電子能級(jí)分裂而使譜線變寬現(xiàn)象稱為場(chǎng)致變寬。由于磁場(chǎng)作用引起譜線變寬,稱為:Zeeman(塞曼)變寬。
自吸變寬:
光源空心陰極燈發(fā)射的共振線被燈內(nèi)同種基態(tài)原子所吸收產(chǎn)生自吸現(xiàn)象。
(二)原子發(fā)射光譜
原子發(fā)射光譜法的分類:
目視火焰光分析法;火焰光度法;攝譜法;光電直讀法
原子發(fā)射光譜法的特點(diǎn):
靈敏度和準(zhǔn)確度較高;選擇性好,分析速度快;試樣用量少,測(cè)定元素范圍廣。
局限性:
(1)樣品的組成對(duì)分析結(jié)果的影響比較顯著,因此,進(jìn)行定量分析時(shí),常常需要配制一套與試樣組成相仿的標(biāo)準(zhǔn)樣品,這就限制了該分析方法的靈敏度、準(zhǔn)確度和分析速度等的提高。
(2)發(fā)射光譜法,一般只用于元素分析,而不能用來(lái)確定元素在樣品中存在的化合物狀態(tài),更不能用來(lái)測(cè)定有機(jī)化合物的基團(tuán);對(duì)一些非金屬,如惰性氣體、鹵素等元素幾乎無(wú)法分析。
(3)儀器設(shè)備比較復(fù)雜、昂貴。
原子發(fā)射光譜的產(chǎn)生:
原子的核外電子一般處在基態(tài)運(yùn)動(dòng),當(dāng)獲取足夠的能量后,就會(huì)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),處于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定(壽命小于10-8s),迅速回到基態(tài)時(shí),就要釋放出多余的能量,若此能量以光的形式出顯,既得到發(fā)射光譜。
ΔE=E2-E1 λ=h c/E2-E1
=hc/λ υ=c/λ
=hυ σ=1/λ
=hσc
h:為普朗克常數(shù)(6.626×10-34 J·s);
c:為光速(2.997925×1010cm/s);
1.發(fā)射:
當(dāng)原子、分子和離子等處于較高能態(tài)時(shí),可以以光子形式釋放多余的能量而回到較低能態(tài),產(chǎn)生電磁輻射,這一過(guò)程叫做發(fā)射躍遷。
2.原子發(fā)射:
當(dāng)氣態(tài)自由原子處于激發(fā)態(tài)時(shí),將發(fā)射電磁波而回到基態(tài),所發(fā)射的電磁波處于紫外或可見(jiàn)光區(qū)。通常采用的電、熱或激光的形式使樣品原子化并激發(fā)原子,一般將原子激發(fā)到以*激發(fā)態(tài)為主的有限的幾個(gè)激發(fā)態(tài),致使原子發(fā)射具有限的特征頻率輻射,即特定原子只發(fā)射少數(shù)幾個(gè)具有特征頻率的電磁波。
3.分子發(fā)射:
通過(guò)光激發(fā)而處于高能態(tài)的原子和分子的壽命很短,它們一般通過(guò)不同的弛豫過(guò)程返回到基態(tài),這些弛豫過(guò)程分為輻射弛豫和非輻射弛豫。輻射弛豫通過(guò)分子發(fā)射電磁波的形式釋放能量,而非輻射弛豫通過(guò)其他形式釋放能量。
(三)基于原子、分子外層電子能級(jí)躍遷的光譜法
包括:原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法、紫外-可見(jiàn)吸收光譜法、分子熒光光譜法、分子磷光光譜法、化學(xué)發(fā)光分析法,吸收或發(fā)射光譜的波段范圍在紫外-可見(jiàn)光區(qū),即,200nm~800nm之間。
對(duì)于原子來(lái)講,其外層電子能級(jí)和電子躍遷相對(duì)簡(jiǎn)單,只存在不同的電子能級(jí),因此其外層電子的躍遷僅僅在不同電子能級(jí)之間進(jìn)行,光譜為線光譜。
對(duì)于分子來(lái)講,其外層電子能級(jí)和電子躍遷相對(duì)復(fù)雜,不僅存在不同的電子能級(jí),而且存在不同的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí),宏觀上光譜為連續(xù)光譜,即帶光譜。
(四)原子熒光光譜法
氣態(tài)自由原子吸收特征波長(zhǎng)的輻射后,原子外層電子從基態(tài)或低能態(tài)躍遷到高能態(tài),約經(jīng)10-8s,又躍遷至基態(tài)或低能態(tài),同時(shí),發(fā)射出與原激發(fā)波長(zhǎng)相同或不同的輻射,稱為原子熒光。
(五)紫外-可見(jiàn)吸收光譜法
紫外-可見(jiàn)吸收光譜是一種分子吸收光譜法,該方法利用分子吸收紫外-可見(jiàn)光,產(chǎn)生分子外層電子能級(jí)躍遷所形成的吸收光譜,可進(jìn)行分子物質(zhì)的定量測(cè)定,其定量測(cè)定基礎(chǔ)是Lambert-Beer定律。
(六)分子熒光光譜法和分子磷光光譜法
分子吸收電磁輻射后激發(fā)至激發(fā)單重態(tài)并通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)移和振動(dòng)馳豫等非輻射馳豫釋放部分能量而到達(dá)*激發(fā)單重態(tài)的*低振動(dòng)能層,然后通過(guò)發(fā)光的形式躍遷返回到基態(tài),所發(fā)射的光即為熒光。
當(dāng)分子吸收電磁輻射后激發(fā)至激發(fā)單重態(tài),并通過(guò)內(nèi)轉(zhuǎn)移、振動(dòng)馳豫和系間竄躍等非輻射馳豫釋放部分能量而到達(dá)*激發(fā)三重態(tài)的*低振動(dòng)能層,然后通過(guò)發(fā)光的形式躍遷返回到基態(tài),所發(fā)射的光即為磷光。
(七)基于分子轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜法
基于分子轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜法即紅外吸收光譜法,紅外吸收光譜的波段范圍在近紅外光區(qū)和微波光區(qū)之間,即,750nm~1000μm之間,是復(fù)雜的帶狀光譜。
不存在電子能級(jí)之間的躍遷,只存在振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)之間的躍遷,而分子中官能團(tuán)的各種形式的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)直接反映在分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)上,分子精細(xì)而復(fù)雜的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí),蘊(yùn)涵了大量的分子中各種官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)信息,因此,只要能精細(xì)地檢測(cè)不同頻率的紅外吸收,就能獲得分子官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的有效信息。通常情況下,紅外吸收光譜是一種有效的結(jié)構(gòu)分析手段。
總結(jié):光譜法的分類
石墨爐原子化法(GFAAS)
特點(diǎn):
采用直接進(jìn)樣和程序升溫方式,原子化溫度曲線是一條具有峰值的曲線。
可達(dá)3500℃高溫,且升溫速度快。
絕對(duì)靈敏度高,一般元素的可達(dá)10-9~10-12 g。
可分析70多種金屬和類金屬元素。
所用樣品量少(1~100 mL)。
但是,石墨爐原子化法的分析速度較慢,分析成本高,背景吸收、光輻射和基體干擾比較大。
物理干擾:
指樣品溶液物理性質(zhì)變化而引起吸收信號(hào)強(qiáng)度變化,物理干擾屬非選擇性干擾。
物理干擾一般都是負(fù)干擾。
消除方法:
配制與待測(cè)樣品溶液基體相一致的標(biāo)準(zhǔn)溶液;
采用標(biāo)準(zhǔn)加入法;
被測(cè)樣品溶液中元素的濃度較高時(shí),采用稀釋方法來(lái)減少或消除物理干擾。
化學(xué)干擾:
待測(cè)元素在原子化過(guò)程中,與基體組分原子或分子之間產(chǎn)生化學(xué)作用而引起的干擾。
消除方法:
改變火焰類型、改變火焰特性、加入釋放劑、加入保護(hù)劑、加入緩沖劑、采用標(biāo)準(zhǔn)加入法。
背景干擾也是光譜干擾,主要指:分子吸與光散射造成光譜背景。分子吸收是指在原子化過(guò)程中生成的分子對(duì)輻射吸收,分子吸收是帶光譜。光散射是指原子化過(guò)程中產(chǎn)生的微小的固體顆粒使光產(chǎn)生散射,造成透過(guò)光減小,吸收值增加,背景干擾,一般使吸收值增加,產(chǎn)生正誤差;
質(zhì)譜分析法
質(zhì)譜法(Mass Spectrometry):
是通過(guò)對(duì)被測(cè)樣品離子的質(zhì)荷比進(jìn)行測(cè)定的一種分析方法。被分析的樣品首先要離子化,然后利用不同離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)行為的不同,把離子按質(zhì)荷比(m/z)分離而得到質(zhì)譜,通過(guò)樣品的質(zhì)譜和相關(guān)信息,可以得到樣品的定性定量結(jié)果。
離子源:
1.高頻火花離子源;
2.電感耦合等離子體離子源;
3.輝光放電離子源;
4.其他離子源:
(1)激光離子源;
(2)離子轟擊離子源;
質(zhì)量分析器:
磁質(zhì)量分析器;四極濾質(zhì)器;離子回旋共振分析器(Ion Cyclotron Resonance,ICR)
電感耦合等離子體質(zhì)譜法
優(yōu)點(diǎn):
試樣在常溫下引入;
氣體的溫度很高使試樣完全蒸發(fā)和解離;
試樣原子離子化的百分比很高;
產(chǎn)生的主要是一價(jià)離子;
離子能量分散;
外部離子源,即離子并不處在真空中;
離子源處于低電位,可配用簡(jiǎn)單的質(zhì)量分析器。
干擾及消除方法:
1.同質(zhì)量類型離子:同質(zhì)量類型離子干擾是指兩種不同元素有幾乎相同質(zhì)量的同位素;
2.多原子離子干擾:一般認(rèn)為,多原子離子并不存在于等離子體本身中,而是在離子的引出過(guò)程中,由等離子體中的組分與基體或大氣中的組分相互作用而形成;
3.氧化物和氫氧化物干擾4.儀器和試樣制備所引起的干擾。
紫外-可見(jiàn)吸收光譜法
基于物質(zhì)對(duì)200~800nm光譜區(qū)輻射的吸收特性建立起來(lái)的分析測(cè)定方法稱為紫外-可見(jiàn)吸收光譜法或紫外-可見(jiàn)分光光度法。它具有如下特點(diǎn):
1.靈敏度高,可以測(cè)定10-7~10-4g·mL-1的微量組分。
2.準(zhǔn)確度較高,其相對(duì)誤差一般在1%~5%之內(nèi)。
3.儀器價(jià)格較低,操作簡(jiǎn)便、快速。
4.應(yīng)用范圍廣。
紫外吸收光譜:200~400nm
可見(jiàn)吸收光譜:400~800nm
兩者都屬電子光譜。
紫外-可見(jiàn)吸收光譜的定量依據(jù)仍然是Lamber-Beer(朗伯-比耳)定律。
影響紫外-可見(jiàn)吸收光譜的因素:
共軛效應(yīng):
共軛效應(yīng)使共軛體系形成大p鍵,結(jié)果使各能級(jí)間的能量差減小,從而躍遷所需能量也就相應(yīng)減小,因此共軛效應(yīng)使吸收波長(zhǎng)產(chǎn)生紅移。共軛不飽和鍵越多,紅移越明顯,同時(shí)吸收強(qiáng)度也隨之加強(qiáng)。
溶劑效應(yīng):
溶劑極性對(duì)光譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的影響;
溶劑化限制了溶質(zhì)分子的自由轉(zhuǎn)動(dòng),使轉(zhuǎn)動(dòng)光譜表現(xiàn)不出來(lái),如果,溶劑的極性越大,溶劑與溶質(zhì)分子間產(chǎn)生的相互作用就越強(qiáng),溶質(zhì)分子的振動(dòng)也越受到限制,因而由振動(dòng)而引起的精細(xì)結(jié)構(gòu)也損失越多;
溶劑極性對(duì)pp*和np*躍遷譜帶的影響
當(dāng)溶劑極性增大時(shí),由pp*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生紅移, np*躍遷產(chǎn)生的吸收帶發(fā)生藍(lán)移
溶劑的選擇:
盡量選用非極性溶劑或低極性溶劑;
溶劑能很好地溶解被測(cè)物,且形成的溶液具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性;
溶劑在樣品的吸收光譜區(qū)無(wú)明顯吸收。
pH值的影響:
如果化合物在不同的pH值下存在的型體不同,則其吸收峰的位置會(huì)隨pH值的改變而改變。
紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì):
儀器的基本構(gòu)造:
紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)都是由光源、單色器、吸收池、檢測(cè)器和信號(hào)指示系統(tǒng)五個(gè)部分構(gòu)成。
儀器類型:
紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)主要有以下幾種類型:
單光束分光光度計(jì)、雙光束分光光度計(jì)、雙波長(zhǎng)分光光度計(jì)和多通道分光光度計(jì)。
紅外吸收光譜法
紅外吸收光譜法是利用物質(zhì)分子對(duì)紅外輻射的特征吸收,來(lái)鑒別分子結(jié)構(gòu)或定量的方法。
紅外光譜屬于分子振動(dòng)光譜,由于分子振動(dòng)能級(jí)躍遷伴隨著轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)躍遷,為帶狀光譜。
紅外光譜*重要的應(yīng)用是中紅外區(qū)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)鑒定。也可用于定量分析。
(一)基本原理
樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí),樣品分子選擇性地吸收某些波數(shù)范圍的輻射,引起偶極矩的變化,產(chǎn)生分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)從基態(tài)到激發(fā)態(tài)的躍遷并使相應(yīng)的透射光強(qiáng)度減弱。
紅外光譜中,吸收峰出現(xiàn)的頻率位置由振動(dòng)能級(jí)差決定,吸收峰的個(gè)數(shù)與分子振動(dòng)自由度的數(shù)目有關(guān),而吸收峰的強(qiáng)度則主要取決于振動(dòng)過(guò)程中偶極矩的變化以及能級(jí)的躍遷概率。
(二)產(chǎn)生紅外吸收的條件
分子吸收輻射產(chǎn)生振轉(zhuǎn)躍遷必須滿足兩個(gè)條件:
條件一:輻射光子的能量應(yīng)與振動(dòng)躍遷所需能量相等。
根據(jù)量子力學(xué)原理,分子振動(dòng)能量E振是量子化的,即E振=(V+1/2)hn
n為分子振動(dòng)頻率,V為振動(dòng)量子數(shù),其值取 0,1,2,…
分子中不同振動(dòng)能級(jí)差為
DE振= DVhn
也就是說(shuō),吸收光子的能量(hna)要與該能量差相等,即,na= DVn時(shí),才可能發(fā)生振轉(zhuǎn)躍遷。例如當(dāng)分子從基態(tài)(V=0)躍遷到*激發(fā)態(tài)(V=1),此時(shí)DV=1,即,na= n
(三)簡(jiǎn)正振動(dòng)基本形式
伸縮振動(dòng)n:
原子沿鍵軸方向伸縮,鍵長(zhǎng)變化但鍵角不變的振動(dòng)。
變形振動(dòng)d:
基團(tuán)鍵角發(fā)生周期性變化,但鍵長(zhǎng)不變的振動(dòng)。又稱彎曲振動(dòng)或變角振動(dòng)。
理論上,多原子分子的振動(dòng)數(shù)應(yīng)與譜峰數(shù)相同,但實(shí)際上,譜峰數(shù)常常少于理論計(jì)算出的振動(dòng)數(shù),這是因?yàn)椋?br>a)偶極矩的變化Dm=0的振動(dòng),不產(chǎn)生紅外吸收;
b)譜線簡(jiǎn)并(振動(dòng)形式不同,但其頻率相同);
c)儀器分辨率或靈敏度不夠,有些譜峰觀察不到。
以上介紹了基本振動(dòng)所產(chǎn)生的譜峰,即,基頻峰(DV=±1允許躍遷)。
在紅外光譜中還可觀察到其它躍遷譜峰:
倍頻峰:由基態(tài)向第二、三….振動(dòng)激發(fā)態(tài)的躍遷(DV=±2、± 3.);
合頻峰:分子吸收光子后,同時(shí)發(fā)生頻率為n1,n2的躍遷,此時(shí)
產(chǎn)生的躍遷為n1+n2的譜峰。
差頻峰:當(dāng)吸收峰與發(fā)射峰相重疊時(shí)產(chǎn)生的峰n1-n2。
泛頻峰可以觀察到,但很弱,可提供分子的“指紋”。
(四)影響基團(tuán)頻率的因素
分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)因素:
電子效應(yīng)
包括:誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)和中介效應(yīng)。
(1)誘導(dǎo)效應(yīng)(Induction effect):
取代基電負(fù)性—靜電誘導(dǎo)—電子分布改變—k增加—特征頻率增加(移向高波數(shù))。
(2)共軛效應(yīng)(Conjugated effect):
電子云密度均化—鍵長(zhǎng)變長(zhǎng)—k降低—特征頻率減。ㄒ葡虻筒〝(shù))。
(3)中介效應(yīng)(Mesomeric effect):
孤對(duì)電子與多重鍵相連產(chǎn)生的p-p共軛,結(jié)果類似于共軛效應(yīng)。當(dāng)誘導(dǎo)與共軛兩種效應(yīng)同時(shí)存在時(shí),振動(dòng)頻率的位移和程度取決于它們的凈效應(yīng)。
空間效應(yīng):
包括:空間位阻效應(yīng)、環(huán)狀化合物的環(huán)張力效應(yīng)等。
取代基的空間位阻效應(yīng)使分子平面與雙鍵不在同一平面,此時(shí)共軛效應(yīng)下降,紅外峰移向高波數(shù)。如下面兩個(gè)結(jié)構(gòu)的分子,其波數(shù)就反映了空間位阻效應(yīng)的影響。
氫鍵:
氫鍵的形成使電子云密度平均化(締合態(tài)),使體系能量下降,X-H伸縮振動(dòng)頻率降低,吸收譜帶強(qiáng)度增大、變寬;變形振動(dòng)頻率移向較高波數(shù)處,但,其變化沒(méi)有伸縮振動(dòng)顯著。
形成分子內(nèi)氫鍵時(shí),X-H伸縮振動(dòng)譜帶的位置、強(qiáng)度和形狀的改變均較分子間氫鍵小。
同時(shí),分子內(nèi)氫鍵的影響不隨濃度變化而改變,分子間氫鍵的影響則隨濃度變化而變化。
互變異構(gòu)
分子有互變異構(gòu)現(xiàn)象存在時(shí),各異構(gòu)體的吸收均能從其紅外吸收光譜中反映出來(lái)。
振動(dòng)耦合
當(dāng)兩個(gè)振動(dòng)頻率相同或相近的基團(tuán)相鄰并具有一公共原子時(shí),兩個(gè)鍵的振動(dòng)將通過(guò)公共原子發(fā)生相互作用,產(chǎn)生“微擾”。其結(jié)果是使振動(dòng)頻率發(fā)生變化,一個(gè)向高頻移動(dòng),另一個(gè)向低頻移動(dòng)。振動(dòng)耦合常出現(xiàn)在一些二羰基化合物中,如,羧酸酐分裂為as1820、s1760cm-1
Fermi共振
當(dāng)弱的泛頻峰與強(qiáng)的基頻峰位置接近時(shí),其吸收峰強(qiáng)度增加或發(fā)生譜峰分裂,這種泛頻與基頻之間的振動(dòng)耦合現(xiàn)象稱為Fermi共振。
外界環(huán)境因素:
1)試樣狀態(tài)
通常,物質(zhì)由固態(tài)向氣態(tài)變化,其波數(shù)將增加。如丙酮在液態(tài)時(shí),nC=O=1718cm-1; 氣態(tài)時(shí)nC=O=1742cm-1,因此在查閱標(biāo)準(zhǔn)紅外圖譜時(shí),應(yīng)注意試樣狀態(tài)和制樣方法。
2)溶劑效應(yīng)
極性基團(tuán)的伸縮振動(dòng)頻率通常隨溶劑極性增加而降低,如,羧酸中的羰基C=O:
氣態(tài)時(shí):nC=O=1780cm-1
非極性溶劑:nC=O=1760cm-1
乙醚溶劑:nC=O=1735cm-1
乙醇溶劑:nC=O=1720cm-1
因此紅外光譜通常需在非極性溶劑中測(cè)量。
(五)紅外光譜儀
目前,有兩類紅外光譜儀:
見(jiàn)下圖:色散型和干涉型(傅立葉變換紅外光譜儀)(Fourier Transfer,F(xiàn)T)
3.單色器
由色散元件、準(zhǔn)直鏡和狹縫構(gòu)成。其中可用幾個(gè)光柵來(lái)增加波數(shù)范圍,狹縫寬度應(yīng)可調(diào)。
狹縫越窄,分辨率越高,但光源到達(dá)檢測(cè)器的能量輸出減少,這在紅外光譜分析中尤為突出。為減少長(zhǎng)波部分能量損失,改善檢測(cè)器響應(yīng),通常采取程序增減狹縫寬度的辦法,即隨輻射能量降低,狹縫寬度自動(dòng)增加,保持到達(dá)檢測(cè)器的輻射能量的恒定。
4.檢測(cè)器及記錄儀
紅外光能量低,因此常用熱電偶、測(cè)熱輻射計(jì)、熱釋電檢測(cè)器和碲鎘汞檢測(cè)器等。
傅里葉變換紅外光譜儀具有以下優(yōu)點(diǎn):靈敏度高。掃描速度快。分辨率高。測(cè)量光譜范圍寬(1 000~10 cm-1),精度高(±0.01 cm-1),重現(xiàn)性好(0.1%)。還有雜散光干擾小。樣品不受因紅外聚焦而產(chǎn)生的熱效應(yīng)的影響。
核磁共振波譜法
將磁性原子核放入強(qiáng)磁場(chǎng)后,用適宜頻率的電磁波照射,它們會(huì)吸收能量,發(fā)生原子核能級(jí)躍遷,同時(shí)產(chǎn)生核磁共振信號(hào),得到核磁共振:
a.屏蔽常數(shù)
任何原子核都被電子云所包圍,當(dāng)1H核自旋時(shí),核周圍的電子云也隨之轉(zhuǎn)動(dòng),在外磁場(chǎng)作用下,會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)與外加磁場(chǎng)方向相反的次級(jí)磁場(chǎng),實(shí)際上會(huì)使外磁場(chǎng)減弱,這種對(duì)抗外磁場(chǎng)的作用稱為屏蔽效應(yīng)。
影響屏蔽常數(shù)的因素:
原子屏蔽原子屏蔽可指孤立原子的屏蔽,也可指分子中原子的電子殼層的局部屏蔽,稱為近程屏蔽效應(yīng)。
分子內(nèi)屏蔽:
指分子中其他原子或原子團(tuán)對(duì)所要研究原子核的磁屏蔽作用。
分子間屏蔽:
指樣品中其他分子對(duì)所要研究的分子中核的屏蔽作用。影響這一部分的主要因素有溶劑效應(yīng)、介質(zhì)磁化率效應(yīng)、氫鍵效應(yīng)等。。。
b.化學(xué)位移有兩種表示方法:
1.用共振頻率差( )表示,單位Hz。
由于s是個(gè)常數(shù),因此共振頻率差與外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0呈正比。這樣同一磁性核,用不同磁場(chǎng)強(qiáng)度的儀器測(cè)得的共振頻率差是不同的。所以用這種方法表示化學(xué)位移時(shí),需注明外磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0。
2.用d值表示
化學(xué)位移定義為:
該表達(dá)式也適用于脈沖NMR法。
對(duì)于掃場(chǎng)法,固定的是發(fā)射機(jī)的射頻頻率,因此,樣品S和參比物R的共振頻率滿足:
此時(shí)定義化學(xué)位移為:
c.自旋-自旋耦合和耦合常數(shù)J
氫核吸收峰的裂分是因?yàn)榉肿又邢噜彋浜酥g發(fā)生了自旋相互作用,自旋核之間的相互作用稱為自旋—自旋偶合。自旋偶合不影響化學(xué)位移,但會(huì)使吸收峰發(fā)生裂分,使譜線增多,簡(jiǎn)稱自旋裂分。
偶合常數(shù)
自旋偶合產(chǎn)生峰裂分后,裂分峰之間的間距稱為偶合常數(shù),用J表示,單位為Hz。
J值大小表示氫核間相互偶合作用的強(qiáng)弱。與化學(xué)位移不同,不因外磁場(chǎng)的變化而變化,受外界條件的影響也很小。偶合常數(shù)有以下規(guī)律:
(1)J值的大小與B0無(wú)關(guān)。影響J值大小的主要因素是原子核的磁性和分子結(jié)構(gòu)及構(gòu)象。因此,偶合常數(shù)是化合物分子結(jié)構(gòu)的屬性。
(2)簡(jiǎn)單自旋偶合體系J值等于多重峰的間距,復(fù)雜自旋偶合體系需要通過(guò)復(fù)雜計(jì)算求得。
超過(guò)三個(gè)化學(xué)鍵的J耦合一般較弱。
自旋-自旋耦合分裂的規(guī)律:
由于鄰近核的耦合作用,NMR譜線發(fā)生分裂。在一級(jí)近似下,譜線分裂的數(shù)目N與鄰近核的自旋量子數(shù)I和核的數(shù)目n有如下關(guān)系:
當(dāng)I = 1/2時(shí),N = n+1,稱為“n+1規(guī)律”。譜線強(qiáng)度之比遵循二項(xiàng)式展開(kāi)式的系數(shù)比,n為引起耦合分裂的核數(shù)。下面以“—CH2CH3”基團(tuán)的H NMR譜線分裂情況為例進(jìn)行說(shuō)明。
自旋裂分峰數(shù)目及強(qiáng)度:
(1)化學(xué)環(huán)境完全相同的原子,雖然它們有很強(qiáng)的偶合作用,但無(wú)裂分現(xiàn)象:
例,-CH3不發(fā)生裂分。
(2)分子中化學(xué)位移相同的氫核稱為化學(xué)等價(jià)核;把化學(xué)位移相同,核磁性也相同的稱為磁等價(jià)核。磁等價(jià)核之間雖有偶合作用,但是,無(wú)裂分現(xiàn)象,在NMR譜圖中為單峰:
例如,Cl-CH2-CH2-Cl 分子中,-CH2上的氫核皆是磁等價(jià)核,出現(xiàn)的信號(hào)強(qiáng)度相當(dāng)于4個(gè)H 核的單峰
化學(xué)位移相同,偶合常數(shù)也相同,磁等價(jià)核一定是化學(xué)等價(jià)核。
磁不等價(jià)核之間才能發(fā)生自旋偶合裂分。如下情況是磁不等價(jià)氫核
A.化學(xué)環(huán)境不相同的氫核;
B.與不對(duì)稱碳原子相連的-CH2上的氫核;
C.固定在環(huán)上的-CH2中的氫核;
D.單鍵帶有雙鍵性質(zhì)時(shí),會(huì)產(chǎn)生磁不等價(jià)氫核;
E.單鍵不能自由旋轉(zhuǎn)時(shí),也會(huì)產(chǎn)生磁不等價(jià)氫核。
(3)一組相同氫核自旋裂分峰數(shù)目由相鄰氫核數(shù)目n 決定
裂分峰數(shù)目遵守n+1規(guī)律——相鄰n個(gè)H,裂分成n+1峰
氫核相鄰一個(gè)H原子,H核自旋方向有兩種,兩種自旋取向方式
↑↓(↑順著磁場(chǎng)方向,↓反著磁場(chǎng)方向)
氫核相鄰兩個(gè)H原子,H核自旋方向有四種,四種自旋取向方式
↑ ↑ 1/4
↑ ↓ 1/4
↓ ↑ 1/4
↓ ↓ 1/4
氫核相鄰三個(gè)H原子,H核裂分為四重峰。強(qiáng)度比為1 ︰3 ︰3 ︰1
(4)裂分峰之間的峰面積或峰強(qiáng)度之比符合二項(xiàng)展開(kāi)式各項(xiàng)系數(shù)比的規(guī)律。(a+b)n,n為相鄰氫核數(shù)
n=1 (a+b)1 1︰1
n=2 (a+b)2 1︰2 ︰1
n=3 (a+b)3 1︰3︰3 ︰1
(5)氫核鄰近有兩組偶合程度不等的H核時(shí),其中一組有n個(gè),另一組有n′+1個(gè),則這組H 核受兩組H核自旋偶合作用,譜線裂分成(n+1)(n′+1)重峰。
譜儀的基本組件
磁體:
產(chǎn)生強(qiáng)的靜磁場(chǎng)。
射頻源:
用來(lái)激發(fā)核磁能級(jí)之間的躍遷。
探頭:
位于磁體中心的圓柱形探頭作為NMR信號(hào)檢測(cè)器,是NMR譜儀的核心部件。樣品管放置于探頭內(nèi)的檢測(cè)線圈中。
接收機(jī):
用于接收微弱的NMR信號(hào),并放大變成直流的電信號(hào)。
勻場(chǎng)線圈:
用來(lái)調(diào)整所加靜磁場(chǎng)的均勻性,提高譜儀的分辨率。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng):
用來(lái)控制譜儀,并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和處理。
連續(xù)波NMR譜儀
NMR信號(hào)觀測(cè)系統(tǒng):
包括:射頻激發(fā)單元、探頭、接收系統(tǒng)等。
穩(wěn)定磁場(chǎng)系統(tǒng):
包括:電源、穩(wěn)場(chǎng)系統(tǒng)等,用來(lái)提高磁場(chǎng)強(qiáng)度的穩(wěn)定性,從而提高譜線的重復(fù)性。
磁場(chǎng)均勻化系統(tǒng):
包括:勻場(chǎng)系統(tǒng)、樣品旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)等,主要用來(lái)提高儀器的分辨率。
此外,NMR譜儀還常常配備有雙共振系統(tǒng)和變溫系統(tǒng)等。
脈沖傅里葉變換NMR譜儀
包含以下三大部分:
1.NMR信號(hào)觀測(cè)系統(tǒng):
包括脈沖發(fā)生器、射頻系統(tǒng)、探頭、接收系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
2.穩(wěn)定磁場(chǎng)系統(tǒng):
與連續(xù)波NMR譜儀基本一樣。
3.磁場(chǎng)均勻化系統(tǒng):
與連續(xù)波NMR譜儀基本一樣。
波譜儀的三大技術(shù)指標(biāo)
1.辨率:
有相對(duì)和絕對(duì)分辨率,表征波譜儀辨別兩個(gè)相鄰共振信號(hào)的能力,即能夠觀察到兩個(gè)相鄰信號(hào)u1和u2各自獨(dú)立譜峰的能力,以*小頻率間隔|u1-u2|表示。
2.穩(wěn)定性:
包括頻率穩(wěn)定性和分辨率穩(wěn)定性。衡量辦法是連續(xù)記錄相隔一定時(shí)間的兩次掃描,測(cè)量其偏差。
3.靈敏度:
分為相對(duì)靈敏度和絕對(duì)靈敏度。在外磁場(chǎng)相同、核數(shù)目相同及其他條件一樣時(shí),以某核靈敏度為參比,其他核的靈敏度與之相比稱為相對(duì)靈敏度。
氫譜中影響化學(xué)位移的主要因素
化合物中,質(zhì)子不是孤立存在,其周圍還連接著其他的原子或基團(tuán),它們彼此之間的相互作用影響質(zhì)子周圍的電子云密度,從而使吸收峰向低場(chǎng)或高場(chǎng)移動(dòng)。
影響質(zhì)子化學(xué)位移的因素主要有:
誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、磁各向異性效應(yīng)、范德華效應(yīng)、溶劑效應(yīng)和氫鍵效應(yīng)等。
其中誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)、磁各向異性效應(yīng)和范德華效應(yīng)為分子內(nèi)作用。
溶劑效應(yīng)為分子間作用,氫鍵效應(yīng)則在分子內(nèi)和分子間都會(huì)產(chǎn)生。
誘導(dǎo)效應(yīng)
1H核受一個(gè)或幾個(gè)電負(fù)性較強(qiáng)原子或基團(tuán)的拉電子作用,則周圍的電子云密度降低,屏蔽效應(yīng)降低,化學(xué)位移值增大,吸收峰左移。
若1H核與一個(gè)或幾個(gè)給電子基團(tuán)連接,則其周圍的電子云密度增加,屏蔽效應(yīng)增加,化學(xué)位移值減小,吸收峰右移。
誘導(dǎo)效應(yīng)還與取代基的數(shù)目以及取代基與觀測(cè)核的距離大小有關(guān)。
共軛效應(yīng)
電負(fù)性較強(qiáng)的原子存在并以單鍵形式連接到雙鍵上,由于發(fā)生p-p共軛,電子云自電負(fù)性原子向p鍵方向移動(dòng),使p鍵上相連的1H電子云密度增加,因此δ降低,共振吸收移向高場(chǎng)。
電負(fù)性較強(qiáng)的原子以不飽和鍵的形式連接,且產(chǎn)生p-p共軛,則電子云將移向電負(fù)性原子,使p鍵上連接的1H電子云密度降低,因此δ變大,共振吸收移向高場(chǎng)。
磁各向異性效應(yīng):
如果分子具有多重鍵或共軛多重鍵,在外磁場(chǎng)作用下,p電子會(huì)沿著分子的某一方向流動(dòng),它對(duì)鄰近的質(zhì)子附加一個(gè)各向異性的磁場(chǎng),使某些位置的質(zhì)子處于該基團(tuán)的屏蔽區(qū),δ值移向高場(chǎng),而另一些位置的質(zhì)子處于該基團(tuán)的去屏蔽區(qū),δ值移向低場(chǎng)。
誘導(dǎo)效應(yīng)通過(guò)化學(xué)鍵傳遞,而磁各向異性效應(yīng)則通過(guò)空間相互作用。
范德華效應(yīng):
當(dāng)兩個(gè)原子相互靠近時(shí),由于受到范德華力作用,電子云相互排斥,導(dǎo)致原子核周圍電子云密度降低,屏蔽減小,譜線向低場(chǎng)移動(dòng),這種效應(yīng)稱為范德華效應(yīng)。
氫鍵:
氫的化學(xué)位移對(duì)氫鍵很敏感。當(dāng)分子形成氫鍵后,由于靜電場(chǎng)的作用,使氫外圍電子云密度降低而去屏蔽,δ值增加,也就是說(shuō),無(wú)論是分子內(nèi)還是分子間氫鍵的形成都使氫受到去屏蔽作用。
溶劑效應(yīng):
同一化合物在不同溶劑中的化學(xué)位移會(huì)有所差別,這種由于溶質(zhì)分子受到不同溶劑影響而引起的化學(xué)位移變化。
碳譜中影響化學(xué)位移的主要因素
1. 碳的軌道雜化
δc值受碳原子雜化的影響,其次序與δH平行,一般情況下,屏蔽常數(shù)。
2.誘導(dǎo)效應(yīng)
3.空間效應(yīng)
13C化學(xué)位移對(duì)分子的幾何形狀非常敏感,分子的空間構(gòu)型對(duì)其影響很大。相隔幾個(gè)鍵的碳,如果它們的空間距離非常近,將互相發(fā)生強(qiáng)烈的影響。
4.共軛效應(yīng)
5.電場(chǎng)效應(yīng):
帶電基團(tuán)引起的屏蔽作用,如解離后的羧基、質(zhì)子化的氨基等。基團(tuán)質(zhì)子化后,其α和β碳向高場(chǎng)位移約d0.15~4,而g和d碳的位移小于d1。
6.重原子效應(yīng):
電負(fù)性取代基對(duì)被取代的脂肪碳的屏蔽影響主要為誘導(dǎo)效應(yīng)。
7.同位素效應(yīng):
分子中的質(zhì)子被其重同位素氘(2H)取代后,由于平均電子激發(fā)能的增加,導(dǎo)致相連碳的化學(xué)位移值減小,稱為同位素效應(yīng)。
8.分子內(nèi)氫鍵
9.介質(zhì)效應(yīng)
電位分析法
定義:
利用電極電位與濃度的關(guān)系測(cè)定物質(zhì)含量的電化學(xué)分析法稱為電位分析法。
a. 參比電極:
對(duì)參比電極的要求要有“三性”
(1)可逆性有電流流過(guò)(μA)時(shí),反轉(zhuǎn)變號(hào)時(shí),電位基本上保持不變。
(2)重現(xiàn)性溶液的濃度和溫度改變時(shí),按Nernst響應(yīng),無(wú)滯后現(xiàn)象。
(3)穩(wěn)定性測(cè)量中電位保持恒定、并具有長(zhǎng)的使用壽命。例: 甘汞電極(SCE),銀-氯化銀電極等。
b.鹽橋是“聯(lián)接”和“隔離”不同電解質(zhì)的重要裝置:
(1)作用
接通電路,消除或減小液接電位。
(2)使用條件
a.鹽橋中電解質(zhì)不含有被測(cè)離子。
b.電解質(zhì)的正負(fù)離子的遷移率應(yīng)該基本相等。
c.要保持鹽橋內(nèi)離子濃度的離子強(qiáng)度5~10倍于被測(cè)溶液。常用作鹽橋的電解質(zhì)有:KCl,NH4Cl,KNO3等。
電解與庫(kù)侖分析
電解分析(electrolytic analysis)包括兩種方法:
1.利用外電源將被測(cè)溶液進(jìn)行電解,使欲測(cè)物質(zhì)能在電極上析出,然后稱析出物的重量,算出該物質(zhì)在樣品中的含量,這種方法稱為電重量分析法(electrolytic gavimetry);
2.使電解的物質(zhì)由此得以分離,而稱為電分離分析法(electrolyticseparation)。
庫(kù)侖分析法(coulometry)是在電解分析法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種分析方法。它不是通過(guò)稱量電解析出物的重量,而是通過(guò)測(cè)量被測(cè)物質(zhì)在100%電流效率下電解所消耗的電量來(lái)進(jìn)行定量分析的方法,定量依據(jù)是法拉第定律。留言新發(fā)布