《分析化学》课程教学资源（PPT课件）第九章 光谱分析法概论（optical analysis）

1.分析化学是做什么的？（任务）分析化学：研究物质的化学组成和结构What？定性分析（qualitativeanalysis）：目标物质的原10子、分子或功能基团组成信息；2）Howmuch？定量分析（quantitativeanalysis）：目标物质的数量信息

1. 分析化学是做什么的？（任务） 分析化学: 研究物质的化学组成和结构 1） What ? 定性分析(qualitative analysis): 目标物质的原 子、分子或功能基团组成信息； 2） How much ? 定量分析(quantitative analysis): 目标物质 的数量信息

2.分析化学分类化学分析化学分离：沉淀、萃取、蒸馏留等分离方法定性方法：加入各种试剂，测量待测物的颜色、沸熔点、气味、光学性质（拆射、反射、衍射等）以及在不同溶剂中的溶解特性定量方法：重量法、容量法仪器分析化学分离：色谱技术和毛细管电泳技术开始取代沉淀、萃取、蒸馏等分离方法定性定量方法：利用物质原子、分子结构的特性，光谱、波谱、色谱

2. 分析化学分类  化学分析 化学分离：沉淀、萃取、蒸馏等分离方法； 定性方法：加入各种试剂，测量待测物的颜色、沸熔点、气 味、光学性质（拆射、反射、衍射等）以及在不同溶剂中的 溶解特性。 定量方法：重量法、容量法  仪器分析 化学分离：色谱技术和毛细管电泳技术开始取代沉淀、 萃取、 蒸馏等分离方法； 定性定量方法：利用物质原子、分子结构的特性， 光谱、波 谱、色谱

3.仪器分析应用领域社会：体育（兴奋剂）、生活产品质量（鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量）、环境质量（污染实时检测）、法庭化学（DNA技术，物证）化学：新化合物的结构表征；分子层次上的分析方法；生命科学：DNA测序；活体检测；环境科学：环境监测：污染物分析；材料科学：新材料，结构与性能药物：药物的结构鉴定、定性定量分析、建立方法

3. 仪器分析应用领域 社会：体育（兴奋剂）、生活产品质量（鱼新鲜度、食品 添加剂、农药残留量）、环境质量（污染实时检测）、法 庭化学（DNA技术，物证） 化学：新化合物的结构表征；分子层次上的分析方法； 生命科学：DNA测序；活体检测； 环境科学：环境监测；污染物分析； 材料科学：新材料，结构与性能； 药物：药物的结构鉴定、定性定量分析、建立方法

10201425152094Number of aminoacidifaAmonoacidJminEsteralargleResultvalue32.8Thr（苏氨酸）3428Ser（丝氨酸）28.27978.9Glu（谷氨酸）2829.8Pro（脯氨酸）Gly（甘氨酸）1646461a（丙酸）015225minVa1（颂氨酸）253D3634.610Met（蛋氨酸）4.61l1e（异亮氨酸）1445.6Leu（亮氨酸）619图1田七痛经胶囊HPLC图调Tyr（酪氢醇D息#Rb，标准品B人参皂苷Rg：标准品。OC样品D空白Phe（苯丙氨酸28人参电售8b人参电营33.8Lys（蜘氨酸）1717.7His（组氨酸）

实例 如何知道某种蛋白质的氨基酸组成及含量? 如何知道中药制剂中主要有效成分的百分含量？ Amono acid Number of amino acid in a BSA molecule Literature value Result Thr(苏氨酸) 34 32.8 Ser(丝氨酸) 28 28.2 Glu(谷氨酸) 79 78.9 Pro(脯氨酸) 28 29.8 Gly(甘氨酸) 16 19.1 Ala(丙氨酸) 46 46 Val(缬氨酸) 36 34.6 Met(蛋氨酸) 4 4.6 lle(异亮氨酸) 14 45.6 Leu(亮氨酸) 61 59.9 Tyr(酪氨酸) 19 20.7 Phe(苯丙氨酸) 27 28.7 Lys(赖氨酸) 59 53.8 His(组氨酸) 17 17.7

4.种类电位分析法原子光谱法（AAS）电导分析法分子光谱法（UV-Vis、IR）电解分析法X射线光谱法库仑分析法核磁共振波谱法光谱分析法极谱分析法光学分析法电化学分析法非光谱分析法仪器分析方法其他仪器色谱分析法分析法气相色谱法高效液相色谱法质谱分析法薄层色谱分析法热分析法纸色谱法放射化学分析法

电位分析法 电导分析法 电解分析法 库仑分析法 极谱分析法 电化学分析法 仪器分析 方法 原子光谱法（AAS） 分子光谱法（UV-Vis、IR） X射线光谱法 核磁共振波谱法 光学分析法 光谱分析法 非光谱分析法 其他仪器 分析法 质谱分析法 热分析法 放射化学分析法 色谱分析法 气相色谱法 高效液相色谱法 薄层色谱分析法 纸色谱法 4.种类

第九章光谱分析法概论黄色绿色青色红色蓝色品红物质发射的电磁辐射或分板清6溶液逸择吸收疗自光革雨線虐与绿色光巨补的紫色光因未被吸收而透过溶液生所馍施化来溶液呈现费角生质、含量和结构的仪器分析方法

第九章 光谱分析法概论 光学分析法（optical analysis)：基于物质发射的电磁辐射或 物质与辐射相互作用后产生的辐射信号或发生的信号变化来 测定物质的性质、含量和结构的仪器分析方法。 例如：KMnO4溶液选择吸收了白光中的绿色(500~560nm)光， 与绿色光互补的紫色光因未被吸收而透过溶液，所以KMnO4 溶液呈现紫色

s 1中磁辐射及其与物质的相互作用与物质作用ElectromagneticWaveMagnetic field电场向量Electric field2V传播方向磁场向量订E==5.98×10)200×10-7

§1电磁辐射及其与物质的相互作用 光的波动性 λ（波长）-空间参数 （频率）-时间参数 波数 c（光速）; ＝1／λ=  / c（波数）;  ＝c／λ＝c 光的微粒性 E = h = hc/λ= hc h—Planck’s constant(普朗克常数) h= 6.6262×10-34J.sec c =3×1010cm/sec 计算1mol波长为200nm的光子的能量E     E （J) 5 7 3 4 1 0 2 3 5.98 10 200 10 6.6262 10 2.997925 10 6.02217 10 =        = − − 磁场向量 电场向量 传播方向 Y Z X 与物质作用

电磁波谱红橙300400500600700800nm可见光区红外宇宙射线射线Y射线远紫外微波区无线电波10-610310-111011031051091012-1E福1mm>124ev102ev-10-3ev<10-3ev能谱分析光谱分析波谱分析紫外、可见X-衍射分析核磁共振红外、原子吸收

紫 兰 绿 黄 橙 红 300 400 500 600 700 800nm 可见光区 宇宙射线 γ射线 X射线 远紫外 红外 微波区 无线电波 10-6 10-3 10-1 101 103 105 109 1012 E λ 1mm >124ev 102ev－10－3ev <10-3ev 能谱分析 光谱分析 波谱分析 X－衍射分析 紫外、可见 核磁共振 红外、原子吸收 电磁波谱

波长范围波数范围量子跃迁类光谱类型型核0.005-1.4AY-射线发射光谱X-吸收、发射、荧0.1-100A内层电子光、衍射光谱10-180nm1×10-5×104真空紫外吸收光谱外层键合电子UV-Vis吸收、发射180-780nm5×10*-1.3×104外层键合电子及荧光光谱0.78-300红外吸收1.3×104_33分子振动-转动拉曼散射光谱μm0.75-3.75mm微波吸收13-27分子转动电子自旋共振光谱3cm0.33磁场中电子自旋0.6-10 m核磁共振1.7×10--1×10磁场中核自旋

光波的衍射（Diffraction）物质透射、emitted物质对光白吸收发射拉曼双缝衍射平行光束单缝衍射折射衍射：当一束平行光通过窄的开口如狭缝时发生弯曲的现象。干涉和衍射someenergylevelsinanatom

电磁辐射与物质的相互作用 物质内能不变化 透射、散射、反射、折射和衍射等物理现象 物质内能变化 对光的吸收、产生荧光、磷光和拉曼散射 吸收 发射 拉曼散射 折射和反射 干涉和衍射