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分析化学

紫外可见、红外(IR)、拉曼光谱

理解紫外可见、红外(IR)、拉曼光谱的原理,并将其用于定量分析。

直觉直觉:测量思路

光谱记录光在各波长的吸收或散射程度。不同光谱区隔离不同分子运动,因此一种物质可有多种互补指纹。

通过交互式分析信号探索紫外可见、红外(IR)、拉曼光谱的测量原理。

中学阶段基础:信号与结果

UV-Vis 通过 Beer–Lambert 定律定量电子吸收;IR 识别键振动;拉曼识别拉曼活性振动,二者在选择定则上互补。

定义:

先定义被测量,选择对其有响应的信号,再将样品与经过校准的标准或经验证的模型比较。

先定义被测量,选择对其有响应的信号,再将样品与经过校准的标准或经验证的模型比较。

A=εbc,E=hν=hcλA=\varepsilon bc,\qquad E=h\nu=\dfrac{hc}{\lambda}

例题: 分析计算例

根据给定测量值和方法关系计算分析物结果。

解答

在 525 nm、1.00 cm 比色皿、浓度 1.0×10⁻⁴ mol/L、ε=1.5×10⁴ L mol⁻¹ cm⁻¹ 时,A=1.50。

方法检查要点
步骤目的
前处理控制基体与污染
测量获取经校准的响应
验证核查回收率与不确定度

大学大学阶段:定量方法

狭缝宽度、杂散光、溶剂截止、光程和基体吸收决定定量准确度。峰位识别发色团或官能团;峰形提供浓度与环境信息。

校准、选择性、样品前处理和不确定度都是方法本身的组成部分,并非事后补充。应报告单位、条件和校准范围。

A=εbc,E=hν=hcλA=\varepsilon bc,\qquad E=h\nu=\dfrac{hc}{\lambda}

参考文献