《分析化学》课程教学资源（PPT课件）第十章 光谱分析法概论（optical analysis）

1.分析化学是做什么的？（任务）分析化学是研究物质的化学组成和结构的1）、What？定性分析（qualitativeanalysis）：目标物质的原子、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） 分析化学是研究物质的化学组成和结构的. 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、离子等的特性，如电导、电位、光吸收和发射、质荷比、荧光等：

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、离子等的特性， 如电 导、电位、光吸收和发射、质荷比、荧光等；

三、 仪器分析应用领域及发展方向社会：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：药物的有效成分与结构，构效关系研究外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制

三、仪器分析应用领域及发展方向 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：药物的有效成分与结构，构效关系研究； 外层空间探索：微型、高效、自动、智能化仪器研制

103005152025102025n5t/mirNumber of amino acid in a t/minAmonoacidEsteralaruleAResultvalue34Thr(苏氨酸)32.82828.2Ser（丝氨酸）79Glu（谷氨酸）78.928Pro（肺氨酸）29.81619.1cly（甘氮酸）2025101o1546Ala（丙氨酸）46+min5103025361（颂氨酸）34.6Met（蛋氨酸）44.6141le（异亮氨酸）45.6Leu（亮氨酸）图1田七瘤丝胶套HPLC图潜9.9Ty+（酸氨酸）b，标准品B人1图电苷Rg.标准品20样磊D空白Phe（苯丙氨酸）a人参电#187b人参皂荐R 28.7Lys（赖氨酸）5953.81717.7His（组氨酸）

实例 如何知道某种蛋白质的氨基酸组成及含量? 如何知道中药材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

四、种类电位分析法原于光谱法（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 原于光谱法（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 四、种类

第十章光谱分析法概论贵色绿色青色红色蓝色品红光学分析法（opticalanalysis）：基于物质发射的电磁辐射例如勿质与辐射溶液选择吸收自光中的发生的信号光化免光裤智格而透过漆以KMnO.菜绿鱼光补的紫鱼光1溶液呈现紫色分为：光谱分析法和非光谱分析法

第十章 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、含量和结构的一起分析方法。 分为:光谱分析法和非光谱分析法。 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

电磁辐射及其与物质的相互作用与物质作用ElectromagneticWaveMagnetic field电场向量3Electricfield传播方向磁场向量

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

电磁波谱紫橙红兰市300-400500700-800nm600可见光区红外远紫外微波区无线电波宇宙射线h射线X射线1310510-610-310-111011031091012-E21111mm>124ev102ev-10-3ev<10-3ev能谱分析光谱分析波谱分析紫外、可见X-衍射分析核磁共振穆斯堡尔谱红外、原子吸收顺磁共振

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 穆斯堡尔谱 红外、原子吸收 顺磁共振 电磁波谱

光谱类型波数范围量子跃迁类波长范围型核0.005-1.4AY-射线发射光谱X-吸收、发射、荧0.1-100A内层电子光、衍射光谱真空紫外吸收光谱10-180nm1×10-5×104外层键合电子UV-Vis吸收、发射180-780nm5x10+-1.3x10%外层键合电子及荧光光谱1.3×10433红外吸收0.78-300分子振动-转动拉曼散射光谱um0.75-3.75mm13-27微波吸收分子转动3cm0.33电子自旋共振光谱磁场中电子自旋0.6-10m1.7×10-2-1×10磁场中核自核磁共振旋

相互作用物质内能不变化electrons qainenergyenergyemitted透射、散射、反energyabsorbed物质内能变化对光的吸收、产吸收发射拉曼散射折射和反射someenergylevelsinanatom干涉和衍射

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