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吸收光譜的分類

化學分析儀器是原子吸收光譜儀。

其中壹種儀器介紹:

珀金·埃爾默公司由珀金·理查德和埃爾默·查爾斯於1937年4月創立,很快成為美國精密光學儀器的主要供應商。1944年成功發射了世界上第壹臺商用紅外光度計——12。這項新技術是現代化學分析基本手段的鼻祖。1955年5月,珀金·埃爾默公司推出了世界上第壹臺商用氣相色譜儀——154。在1957匹茲堡會議上,公司推出了世界上第壹臺型號為137的雙光束紅外光譜儀。同時,珀金埃爾默成為世界上第壹個進入國際市場的科學儀器制造商。20世紀60年代,Perkin Elmer公司憑借其第壹臺原子吸收分析儀AA303占據了世界分析儀器行業的領先地位。1972年,公司進入液相色譜市場,成功推出最早的帶梯度泵的液相色譜光譜儀1220。1975公司首次將微機技術引入460 AAS,使分析更加簡便有效。

幾十年來,珀金埃爾默公司憑借世界最新的科學技術,在原子光譜儀器和分析技術的開發方面壹直處於世界領先地位。從世界上第壹臺雙光束原子吸收光譜儀的出現到第壹臺商用石墨爐的問世,塞曼背景校正從橫向交變磁場到縱向交變磁場;從縱向加熱石墨爐到無溫度梯度的橫向加熱石墨爐;從單通道掃描ICP到全光譜ICP;從ICP到ICP-MS;;從光電倍增管到半導體固態探測器。跨越壹個又壹個裏程碑。這壹豐碩成果被全球數千個實驗室共享,有力地推動了原子光譜分析技術的發展。PerkinElmer將繼續保持這壹技術優勢,用更先進、更精密的儀器為分析師提供更好的服務。

在AAS的發展過程中,珀金埃爾默公司形成了壹系列專利技術,確保了其在AAS領域的領先地位。

完美的STPF石墨爐系統:AAnalyst配備了Massmann石墨爐(HGA)和高強度連續光源校正裝置,經過全球數千個實驗室的測試,具有極高的性價比。

AAnalyst600/800采用橫向加熱技術石墨爐(THGA)並相應采用獨特的縱向塞曼效應背景校正,構成了當今世界上最完善的石墨爐系統。其無與倫比的優異性能,適用於追求極低檢出限、分析基體特別復雜的樣品以及需要結構背景校正的用戶。

HGA和THGA石墨爐系統都使用集成平臺石墨管。這種性能優異的石墨管是由單片高強度石墨經過精密加工制成的。管子和平臺都塗有熱解塗層,所有元素,包括高溫元素,都可以在平臺上霧化(在STPF條件下)。由於平臺為圓形,壹次進樣最大體積可達50微升,可進壹步降低檢測限。石墨爐系統使用珀金埃爾默的TTC專利技術。儀器獨特的反饋控制系統每10毫秒檢測壹次石墨爐的各種重要參數,包括石墨管兩端電壓、石墨管電阻、石墨管發射和冷卻溫度。與參考數據相比,加入石墨管的電源可以自動快速調節,確保無論使用哪種儀器,無論是今天還是明天,都能得到恒定的、可重復的數據。

革命性的實時雙光束光學系統新穎獨特的“實時”雙光束系統只使用了壹個半透半反鏡,不需要機械斬波器,避免了機械噪聲對儀器的不利影響。樣品光束和參考光束同時通過單色儀,在不增加測量時間的情況下,有效增加了積分時間,進壹步提高了讀數的穩定性,大大提高了信噪比。PerkinElmer公司的這個設計,分實時雙光束和交替雙光束的不同時間。

壹種性能優越的新型固態探測器壹種優化的固態探測器,具有低噪聲CMOS電荷放大器,其光敏表面可以在紫外和可見光區域提供最大的量子效率和靈敏度,具有出色的信噪比。即使是像砷和鋇這樣通常難以測定的元素,也能以極高的信噪比輕松自由地進行日常分析。

技術參數

*波長範圍:189-900納米

*完全兼容家用氫化物發生器和家用燈具。Winlab 32軟件可用於計算峰面積或峰高。用國產氫化物發生器和國產砷燈測定砷標準曲線。砷標準溶液濃度分別為2、4和6ppb,線性系數優於0.9999。

* FIFU功能:具有FIAS與石墨爐結合的功能,可進行元素的全自動在線預富集。氫化物發生過程不受還原速率的影響,樣品無需預先還原即可直接分析。As(V)、Sb(V)、Se(IV)、Hg(II)等直接分析的檢出限為ppt。

主要特點

1.狹縫:自動選擇狹縫的寬度,自動選擇狹縫的高度。

2.探測器:全光譜高靈敏度陣列多像素CCD固態探測器,包括內置低噪聲CMOS電荷放大器陣列。樣本光束和參考光束被同時檢測。

3.燈的選擇:內置兩種燈電源,可接空心陰極燈和無極放電燈;通過WinLab32軟件,由計算機控制燈的選擇和自動準直,可自動識別燈名,設定燈電流推薦值。

燃燒系統:可調通用霧化器,高強度惰性材料預混室,全鈦燃燒頭。

排水系統:排水系統前置,方便隨時檢測。

4.火焰采樣系統:火焰系統具有懸浮液直接采樣功能,可以直接分析懸浮奶粉,具有實際應用性。

5.石墨爐:內外氣流分別由電腦控制。管外的保護氣流防止石墨管被外部空氣氧化。從而延長管道的使用壽命,內部氣流將在幹燥和灰化步驟中氣化的基體成分清理出管道。石墨爐的開閉由電腦氣動控制,方便更換石墨管。

6.電源:石墨爐電源內置,整個儀器是壹個整體。

溫控紅外探頭可實時監測石墨管溫度,並具有石墨管電壓補償和電阻變化補償功能。

7.石墨管:標準配置是集成平臺(STPF)熱解塗層石墨管。

8.石墨爐取樣系統:石墨爐取樣系統具有懸浮液直接取樣功能,可直接分析果酒、果汁、食用植物油、懸浮奶粉等。,具有實際應用價值。

9.組合:火焰爐和石墨爐都具有與FIAS、FIMS、氣相色譜(GC)、液相色譜(HPLC)、熱分析(TA)等儀器組合的功能和接口。FIAS與紫外結合,具有分析亞硝酸鹽和氨基酸的功能。具有間接法分析硫酸根、磷酸根和氯離子的能力。壹、分子吸收光譜的產生

(A)分子能級和電磁波譜

分子包含原子和電子。分子、原子、電子都是運動的物質,都有能量,都是量子化的。在壹定條件下,分子處於壹定的運動狀態,物質分子的內部運動有三種形式:

(1)電子運動:電子圍繞原子核相對運動;

(2)原子運動:分子中的原子或原子團在其平衡位置相對振動;

③分子旋轉:整個分子圍繞其重心旋轉。

所以:分子能量的總和是

e分子= Ee +Ev +Ej+?(E0 +E級)(3)

分子中的各種運動狀態都有壹定的能級。三個能級:電子能級E(基態E1和激發態E2)

振動級v = 0,1,2,3?

轉動能級j = 0,1,2,3?

當分子吸收具有壹定能量的光子時,較低的基態能級E1躍遷到較高的能級和激發態能級E2。被吸收的光子的能量必然不同於分子躍遷前後的能量。e正好相等,否則不能吸收。

圖1雙原子分子三能級躍遷示意圖;大多數分子對應的光子波長譜是什麽?e大約是1~20eV 1.25 ~ 0.06?紫外和可見光區(電子)

e大概是0.5~1eV 25 ~ 1.25?(中間)紅外區域(振動)

e約為10-4 ~ 0.05 ev 1.25cm ~ 25?(旋轉)分子在(遠紅外)區的能級躍遷是分子總能量的變化。當電子能級躍遷發生時,伴隨著振動能級和轉動能級的變化,即“電子譜”——兩者都發生變化。

因此,分子的“電子譜”是由許多譜線聚集在壹起組成的壹個帶,稱為“帶譜”。

由於各種物質的分子結構不同,不同能量的光子被選擇性吸收。吸收光子產生的吸收光譜是不同的。利用物質光譜進行物質分析的基礎。

二、紫外-可見吸收光譜與有機分子結構的關系

(壹)電子轉型的類型

許多有機化合物可以吸收紫外-可見輻射。有機化合物的紫外-可見吸收光譜主要是由分子中價電子的躍遷產生的。

分子中的價電子是:

成鍵電子:s電子,p電子(軌道低能)

未結合電子:n電子(軌道中的低能)

這三類電子都可能吸收壹些能量,跳到能級更高的反鍵軌道。分子中價電子的躍遷;

1.s-s*轉換

S-s*的能量差大,需要高能量,其吸收峰在遠紫外(L

飽和烴只有S和s*軌道,只能產生s-s*躍遷,例如:

甲烷的吸收峰為65438±025nm;;乙烷的吸收峰在65438±035納米(

(因為空氣中的O2對人體有害

2.p-p*轉換

p-p*的能量差小,所需能量低,吸收峰在紫外區(l200nm左右)。

不飽和烴既有P電子又有p*軌道,能產生p-p*躍遷:CH2=CH2,吸收峰為165nm。(吸收系數E大,吸收強度大,屬於強吸收)

3.n- s*躍遷

n- s*的能量較低,峰值在紫外區(約l 200nm)(接近p-p*)。

含有-OH、-NH2、-X、-S等雜原子的有機分子可以產生能量。

除了s-s*躍遷,還可以同時產生n- s *躍遷。如三甲胺(CH3)3N-的n- s*吸收峰在227 nm,E約為900 L/mol·cm,屬於中強吸收。

4.n- p*躍遷

N- p*能量較低,其吸收峰在近紫外和可見光區(l 200 ~ 700nm)含有含雜原子的不飽和基團,如-C=O,例如丙酮:n- p*躍遷,LMAX在280 nm左右(同時也可發生p-p*躍遷),屬於弱吸收,e

各種躍遷所需能量的順序是:s-s * > n-s * & amp;sup3p-p * & gt;n- p*

紫外-可見吸收光譜法在有機化合物中的應用主要基於:p-p*,n- p*。

(2)吸收峰的長移和短移

長移:吸收峰向長λ移動的現象,也稱紅移;

短移:吸收峰向短λ移動的現象,也稱紫移;

增強效應:吸收強度增強的現象;

衰減效應:吸收強度減弱的現象。

(3)發色團和輔助發色團

p-p*和n- p*躍遷都需要不飽和官能團來提供P軌道。因此,軌道的存在是有機化合物在紫外-可見區吸收的先決條件。

1.發色團:帶有p軌道的不飽和官能團稱為發色團。

主要是:-C=O,-N=N-,-N=O等。

而只有簡單雙鍵的化合物的顯色效果非常有限,有時可能還在遠紫外區。如果分子中存在單鍵和雙鍵交替的“* * *軛大P鍵”(離域鍵),

如:丁基稀釋CH2 = CH-CH = CH2。

由於大P鍵中的電子在整個分子平面上移動,活性增加,降低了P和p*的能量差,使p- p*的吸收峰移動,大大增強了顯色效果。

2.輔助色組

不“生色”但能增強發色團生色效果的官能團稱為發色團。

主要是:–oh、–-NH2、–sh、–cl、–br等。

(具有未束縛電子軌道n的飽和官能團)

當這些基團單獨存在時,它們通常不吸收紫外-可見區的光輻射。但當它們與帶軌道的發色團結合時,發色團的吸收波長會發生位移(紅移),吸收強度會增強。

(發色團必須至少有壹對孤對電子與發色團P電子相互作用)1。紫外吸收光譜的產生。

吸光物質分子吸收特定能量(波長)的電磁波(紫外光)產生分子的電子能級躍遷。

第二,電子躍遷的類型

1.分子軌道

有機分子中常見的分子軌道;

σ軌道、π軌道和非鍵軌道(不使用電子對n)。

分子軌道圖:

2.電子躍遷的類型

(1)σ~σ*躍遷:

由飽和鍵產生,能級差大,吸收波長短,吸收峰多在真空紫外區。

(2)n~ σ*躍遷:

在含氮、氧、硫和X的化合物中,吸收帶較弱。

CH3OH CH3Cl CH3Br CH3I

λmax 177 173 202 257

ε最大200 264 378 900

(3) π~π*躍遷:

不飽和化合物,尤其是帶有* * *軛體系的化合物。

εmax較大,λmax較大。

(4) n~ π*躍遷:

含π鍵和n個電子的系統。

λmax較大,εmax較小。

能級躍遷圖:

第三,吸收帶(bands)

1.r吸收帶(Radikalartin):由n向π *躍遷產生,強度較弱,log為1。

2.k吸收帶(Konjugierte):由π→π *躍遷產生,強度很強,log?& gt四

3.b吸收帶(Benzenoid):苯環π→π *躍遷,230-270nm,中心在254nm,寬而弱,結構精細,是苯環的特征吸收。

4.e吸收帶:芳環中碳碳雙鍵的π→π *躍遷發生在184(E1)和203(E2)nm。

四。相關術語

1.發色團

C=C,C=O,COOH,COOR,NO2,N=N,芳基等含p電子的基團。

2.auxochrome) OH、OR、X、NH2、NO2、SH等含N個電子的基團與發色團連接時,可使最大吸收波長紅移。

3.紅移或紅移

最大吸收波長向長波長移動。

4.藍移或變色移

最大吸收波長向短波移動。

5.著色效應:增加吸收帶吸收強度的效應。

6.減色效應:降低吸收帶吸收強度的效應。

普通發色團和發色團

影響紫外吸收光譜的因素

過渡類型

發色團和輔助發色團的影響

樣品溶液濃度的影響

軛體系的形成使得吸收紅移。

空間效應:空間位阻,

外部因素:溶劑效應、PH值效應。

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