《司法化学常用光谱ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《司法化学常用光谱ppt课件（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Part 2 Analytical Technology 第二章 常用分析方法2 常用分析方法方法概述常用分析方法方法概述经过现代仪器对物质的物理性质或化学性质进展检测的分析方法。仪器分析法仪器分析法物理分析法物理分析法检测物质根本物理性质(外表形貌、质量、色泽、比重、气味 )的分析方法。以动物为对象的毒性或毒效实验方法。生物学方法生物学方法以物质的化学反响为根底的分析方法。化学分析法化学分析法2 常用分析方法方法概述常用分析方法方法概述仪器分析仪器分析光光光光谱谱分析法分析法分析法分析法色色色色谱谱分析法分析法分析法分析法电电化学分析法化学分析法化学分析法化学分析法其它其它其它其它仪仪器分析
2、法器分析法器分析法器分析法紫外、紫外、红外、外、荧光、拉曼光、拉曼薄薄层色色谱、气相色、气相色谱、液相色、液相色谱、毛、毛细管管电泳泳库仑分析、分析、电解分析解分析质谱、核磁共振、核磁共振、热分析、分析、扫描描电镜2-1 化学分析法化学分析法 定性分析定性分析焰色反响焰色反响颜颜色反响色反响沉淀反映沉淀反映挥发挥发反响反响金属&无机盐定量分析定量分析分量法分量法容量法滴定法容量法滴定法将被将被测组测组分分转转化化为为一定的称一定的称量方式，然后用称量的方法量方式，然后用称量的方法测测定定其含量。其含量。将一种知将一种知浓浓度的度的规规范溶液范溶液滴加到被滴加到被测测物物质质的溶液中，直到的溶液
3、中，直到滴加的滴加的规规范溶液与被范溶液与被测组测组分按照分按照化学化学计计量定量反响量定量反响为为止，然后根止，然后根据据规规范溶液的范溶液的浓浓度和体度和体积计积计算被算被测测物物质质的含量。的含量。氧化复原滴定氧化复原滴定酸碱滴定酸碱滴定络络合滴定合滴定沉淀滴定沉淀滴定沉淀法沉淀法挥发挥发法法萃取法萃取法层层析法析法电电解法解法2-1 化学分析法化学分析法2-2 层析法层析法层层析法析法/色色谱谱法：一种利用混合物中法：一种利用混合物中各各组组分在两相分在两相间间的分配原理使各的分配原理使各组组分分分分别别的方法。的方法。按流按流动动相：液相色相：液相色谱谱；气相色；气相色谱谱按固定相：
4、按固定相：纸纸色色谱谱；柱色；柱色谱谱；薄；薄层层色色谱谱按分配原理：吸附色按分配原理：吸附色谱谱；分配色；分配色谱谱；离子交离子交换换色色谱谱；空；空间间排阻色排阻色谱谱；电电色色谱谱. 2-2 层析法层析法一、一、纸层析析纸色色谱二、柱二、柱层析柱色析柱色谱三、薄三、薄层层析薄析薄层色色谱担担 体：体： 纸张滤纸固固 定定 相：相： 吸附于吸附于纸张上的水上的水流流 动 相：相： 有机溶有机溶剂定定 性：性： 比移比移值RfRf操作步操作步骤： 点点样展开展开显色色2-2 层析法层析法一、纸层析纸色谱一、纸层析纸色谱二、柱层析柱色谱二、柱层析柱色谱三、薄层层析薄层色谱三、薄层层析薄层色谱担
5、担 体：体： 装有吸附剂的玻璃柱装有吸附剂的玻璃柱固固 定定 相：相： 填充于柱中吸附剂填充于柱中吸附剂流流 动动 相：相： 有机溶剂有机溶剂定定 性：性： 保管时间保管时间/ /保管体积保管体积2-2 层析法层析法一、一、纸层析析纸色色谱二、柱二、柱层析柱色析柱色谱三、薄三、薄层层析薄析薄层色色谱担担 体：体： 附着有吸附附着有吸附剂的薄板的薄板固固 定定 相：相： 固定于薄板上的吸附固定于薄板上的吸附剂流流 动 相：相： 有机溶有机溶剂定定 性：性： 比移比移值RfRf操作步操作步骤： 点点样展开展开显色色2-2 层析法层析法柱柱层层析析 柱色柱色谱谱 气相色气相色谱谱 GC 高效液相色高
6、效液相色谱谱 HPLC Part 3 Instrument Analysis 第三章 现代仪器分析法3 仪器分析法仪器分析法仪器分析器分析 采用比采用比较复复杂或特殊的或特殊的仪器器设备，经过丈量丈量物物质的某些物理或物理化学性的某些物理或物理化学性质的参数及其的参数及其变化化来来获取物取物质的化学的化学组成、成分含量及化学构造等成、成分含量及化学构造等信息的一信息的一类方法。方法。3 仪器分析法仪器分析法分析化学分析化学(Analytical Chemistry)仪器分析仪器分析(Instrument Analysis )化化 学学 (Chemistry)化学分析化学分析(Chemical
7、Analysis)3 仪器分析法仪器分析法3-1 光光谱谱分析法分析法3-1 光谱分析法光谱分析法光 一种能引起视觉的电磁辐射，同时也是一种粒子/光子。3-1 光谱分析法光谱分析法一种以宏大速度经过空间传播的光量子流一种以宏大速度经过空间传播的光量子流 电电磁波磁波磁波磁波谱谱electro-magnetic spectrumelectro-magnetic spectrumelectro-magnetic spectrumelectro-magnetic spectrum 在整个在整个在整个在整个电电磁磁磁磁辐辐射范射范射范射范围围内，将内，将内，将内，将电电磁磁磁磁辐辐射按照波射按照波射按
8、照波射按照波长长或或或或频频率的大小率的大小率的大小率的大小顺顺序序序序陈陈列，便得到列，便得到列，便得到列，便得到电电磁波磁波磁波磁波谱谱。电电磁波磁波磁波磁波谱谱没有确定的上限或下限，波没有确定的上限或下限，波没有确定的上限或下限，波没有确定的上限或下限，波长长范范范范围围从万从万从万从万米以上到米以上到米以上到米以上到10-12m10-12m10-12m10-12m以下，以下，以下，以下，频频率范率范率范率范围围从每秒几百次到从每秒几百次到从每秒几百次到从每秒几百次到每秒每秒每秒每秒1020102010201020次以上。次以上。次以上。次以上。各种各种各种各种电电磁磁磁磁辐辐射的差射的
9、差射的差射的差别仅仅别仅仅在于光子能量或在于光子能量或在于光子能量或在于光子能量或频频率的率的率的率的不同，不同，不同，不同，3-1 光光谱谱分析法分析法核跃迁磁场中自旋取向分子转动分子振动共价电子跃迁内层电子跃迁 - -射线射线射频波段微波波段红外波段核磁核磁共振共振顺磁共振顺磁共振远红外远红外中红中红外外XX射射线线可可见见光光近近红红外外紫外紫外10-310-210-111011021031041051061071081011 10-110-210-310-410-510-610-710-810-910-10波数波数cm-1波长波长(m)200 nm 800 nm电电磁波磁波磁波磁波谱谱
10、区域区域区域区域近近紫紫外外3-1 光谱分析法光谱分析法动摇性性麦克斯麦克斯韦“时域参数域参数周期周期 P 频率率 s-1“空域参数空域参数波波长 cm 波数波数“时域参数与域参数与“空域参数的空域参数的联络：V= 传播速度播速度 V cm/s 真空中真空中传播播 速度速度c= (2.9979250.000001)1010cm/s 应该留意：留意：频率更能表征率更能表征辐射的特征射的特征 频率率 只决只决议于于辐射源，而与介射源，而与介质无关无关 波波长 与与传播速度播速度V、介、介质有关有关3-1 光光谱谱分析法分析法微粒性微粒性普朗克、普朗克、爱因斯坦因斯坦 不延不延续的能量微粒的能量微粒
11、光子光量子光子光量子 能量能量 1 eV=1.602189210-19 J电子伏特：一个子伏特：一个电子子经过一伏特的一伏特的电位所位所获得的能量。得的能量。 动摇性性粒子性之粒子性之间的的“桥3-1 光光谱谱分析法分析法光谱分析法：光谱分析法： 利用物质对电磁辐射的吸收和发射景象利用物质对电磁辐射的吸收和发射景象 基于丈量辐射的波长和强度基于丈量辐射的波长和强度辐辐辐辐射的波射的波射的波射的波长长长长定性分析定性分析定性分析定性分析辐辐辐辐射的射的射的射的强强强强度度度度定量分析定量分析定量分析定量分析3-1 光光谱谱分析法分析法紫外光紫外光谱属于分子光属于分子光谱范畴范畴 分子中价分子中价
12、电子子经紫外或可紫外或可见光照射光照射时，电子从低能子从低能级跃迁到高能迁到高能级，此，此时电子就吸收了子就吸收了相相应波波长的光能量，的光能量，这样产生的吸收光生的吸收光谱叫作紫外光叫作紫外光谱。3-1-A 紫外光紫外光谱谱分析法分析法定定义义紫外吸收光紫外吸收光紫外吸收光紫外吸收光谱谱的波的波的波的波长长范范范范围围是是是是100-400nm 100-400nm 100-200nm 100-200nm 远远紫外区紫外区紫外区紫外区200-400nm 200-400nm 近紫外区近紫外区近紫外区近紫外区普通的紫外光普通的紫外光普通的紫外光普通的紫外光谱谱是指近紫外区是指近紫外区是指近紫外区是
13、指近紫外区3-1-A 紫外光紫外光谱谱分析法分析法原理原理紫外紫外- -可可见吸收光吸收光谱图记录的是：的是：光光强度度AA波波长入的关系曲入的关系曲线图3-1-A 紫外光紫外光谱谱分析法分析法原理原理普通的紫外光谱仪的波长范围是普通的紫外光谱仪的波长范围是200-800 nm200-800 nm，那么，那么就只能察看就只能察看 * *和和 n n * *跃迁。跃迁。也就是说，通常的紫外光谱法只适用于分析分子中也就是说，通常的紫外光谱法只适用于分析分子中具有不饱和构造的化合物。具有不饱和构造的化合物。3-1-A 紫外光紫外光谱谱分析法分析法原理原理单光束双光束钨灯：可见光氘灯：紫外光UV-VI
14、S分光光度分光光度计计 光光谱仪谱仪 光源光源单色器色器 吸收池吸收池 吸收池吸收池 检测器器处置器置器3-1-A 紫外光紫外光谱谱分析法分析法仪仪器器定性分析定性分析(波波长)：n UV-Vis通常用于研讨不饱和有机化合物通常用于研讨不饱和有机化合物n 多数有机毒物都具有紫外吸收性质多数有机毒物都具有紫外吸收性质n UV-Vis信息量少，容易产生干扰信息量少，容易产生干扰3-1-A 紫外光紫外光谱谱分析法分析法运用运用定量分析吸光度朗伯-比尔定律A=bc吸光度吸光度吸光系数吸光系数被测物厚度被测物厚度被测物浓度被测物浓度3-1-A 紫外光紫外光谱谱分析法分析法运用运用UV-Vis分析的根本步
15、骤：分析的根本步骤：一、定性分析一、定性分析1、制备供试品溶液、制备供试品溶液2、绘制吸收光谱图、绘制吸收光谱图3、构造信息分析、构造信息分析4、其它方法确认、其它方法确认3-1-A 紫外光紫外光谱谱分析法分析法运用运用二、定量分析二、定量分析1、制备供试品溶液、制备供试品溶液2、制备规范曲线、制备规范曲线3、调查分析方法、调查分析方法4、测定检材、测定检材UV-Vis在常见毒物分析中的运用：在常见毒物分析中的运用： 附：参考文献附：参考文献紫外分光光度法测定中毒样品中敌鼠含量紫外分光光度法测定中毒样品中敌鼠含量, , 2021, 17(4): 338.紫外光谱法在毒物分析中的运用紫外光谱法在
16、毒物分析中的运用, , 1999(2): 26-29.3-1-A 紫外光紫外光谱谱分析法分析法例如例如红外分光光度法红外分光光度法(Infrared Spectrometry, IR)(Infrared Spectrometry, IR)分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁分子的振动能量比转动能量大，当发生振动能级跃迁时，不可防止地伴随有转动能级的跃迁，所以无法丈时，不可防止地伴随有转动能级的跃迁，所以无法丈量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动量纯粹的振动光谱，而只能得到分子的振动- -转动光谱，转动光谱，这种光谱称为红外吸收光谱。这种光谱称为红外吸收光谱。3-2-B 红外光谱分析
17、法红外光谱分析法IR分子的振动分子的振动-转动吸转动吸收光谱收光谱3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法原理原理纵坐坐标为吸收吸收强度，横坐度，横坐标为波波长(m)(m)或波数或波数1/(cm-1 )1/(cm-1 )可以用峰数，峰位，峰形，峰可以用峰数，峰位，峰形，峰强来描画。来描画。3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法原理原理红外光外光谱产生的条件：生的条件： 入射光的入射光的频率与分子中某一基率与分子中某一基团的振的振动频率一率一样时，分子吸收，分子吸收这一一频率的率的红外光从低能外光从低能级跃迁到迁到较高的能高的能级，产生生红外吸收光外吸收光谱。Ex=EnEx=En 只需当分子的
18、振只需当分子的振动能引起分子的偶极矩能引起分子的偶极矩变化化时，才干引起才干引起红外吸收。外吸收。3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法原理原理红外活性物外活性物质能吸收能吸收红外光的物外光的物质红外非活性物外非活性物质不能吸收不能吸收红外光的物外光的物质l 对称分子：没有偶极矩，称分子：没有偶极矩，辐射不能引起共振，无射不能引起共振，无红外活性。外活性。如：如：N2、O2、Cl2 等。等。l 非非对称分子：有偶极矩，称分子：有偶极矩，红外活性。外活性。l 3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法原理原理按波按波长范范围红外光可分外光可分为三个区域：三个区域：近近红外光外光 =0.733m
19、=0.733m 中中红外光外光 =3.030m =3.030m 远红外光外光 =30300m =30300m 通常所通常所说的的红外光外光谱主要在中主要在中红外区外区 =2.525m =4000400cm-13-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法原理原理红红外光外光外光外光谱谱与分子构造：与分子构造：与分子构造：与分子构造： 特征特征特征特征谱带谱带区官能区官能区官能区官能团团区区区区 40001300cm-1 40001300cm-1 1 1、40002500cm-140002500cm-1，为为含含含含氢氢基基基基团团的伸的伸的伸的伸缩缩振振振振动动区，通常区，通常区，通常区，通常称称称
20、称为为“ “氢键氢键区。区。区。区。OHOH、NHNH、CHCH、SHSH等基等基等基等基团团的伸的伸的伸的伸缩缩振振振振动动都出如今都出如今都出如今都出如今这这一区域中。一区域中。一区域中。一区域中。2 2、25002000cm-125002000cm-1，叁键叁键和累和累和累和累积积双双双双键键区。各种区。各种区。各种区。各种叁键叁键基基基基团团如如如如CCCC、CNCN以及累以及累以及累以及累积积双双双双键键如如如如C=C=CC=C=C、N=C=O(N=C=O(异异异异腈腈酸酸酸酸酯酯) )的伸的伸的伸的伸缩缩振振振振动动都落在此区域中。都落在此区域中。都落在此区域中。都落在此区域中。3
21、 3、20001300cm-120001300cm-1，双，双，双，双键键区。各种双区。各种双区。各种双区。各种双键键基基基基团团，如，如，如，如C=CC=C、C=OC=O、C=NC=N、C=SC=S、N=ON=O以及苯基的伸以及苯基的伸以及苯基的伸以及苯基的伸缩缩振振振振动动都在都在都在都在这这一一一一频频率范率范率范率范围围。3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法原理原理红红外光外光外光外光谱谱与分子构造：与分子构造：与分子构造：与分子构造： 指指指指纹纹区区区区 1300600cm-1 1300600cm-1 包括包括包括包括C CC C、C COO、C CN N等等等等单键单键的伸的
22、伸的伸的伸缩缩振振振振动动和含和含和含和含氢氢基基基基团团OHOH、NHNH、CHCH等的弯曲振等的弯曲振等的弯曲振等的弯曲振动动都出如今都出如今都出如今都出如今这这一区域内。一区域内。一区域内。一区域内。这这一区域一区域一区域一区域谱带较谱带较密集，非常复密集，非常复密集，非常复密集，非常复杂杂，像人的指，像人的指，像人的指，像人的指纹纹。每个。每个。每个。每个化合物在化合物在化合物在化合物在这这一区域都有不同于其他分子的特征一区域都有不同于其他分子的特征一区域都有不同于其他分子的特征一区域都有不同于其他分子的特征谱带谱带，对鉴对鉴定化合物非常有用。定化合物非常有用。定化合物非常有用。定化合
23、物非常有用。3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法原理原理红外分光光度外分光光度计光光谱仪1 . 1 . 1 . 1 . 光源光源光源光源 通常是一种惰性固体，通常是一种惰性固体，通常是一种惰性固体，通常是一种惰性固体，电电加加加加热热使之使之使之使之发发射高射高射高射高强强度的度的度的度的延延延延续续的的的的红红外外外外辐辐射。常用的是射。常用的是射。常用的是射。常用的是NernstNernstNernstNernst灯或硅碳棒。灯或硅碳棒。灯或硅碳棒。灯或硅碳棒。硅碳棒是由碳化硅硅碳棒是由碳化硅硅碳棒是由碳化硅硅碳棒是由碳化硅烧结烧结而成，任而成，任而成，任而成，任务务温度在温度在温度在
24、温度在1200-1200-1200-1200-1500150015001500。NernstNernstNernstNernst灯是用氧化灯是用氧化灯是用氧化灯是用氧化锆锆、氧化、氧化、氧化、氧化钇钇和氧化和氧化和氧化和氧化钍烧结钍烧结而成而成而成而成的中空棒和的中空棒和的中空棒和的中空棒和实实心棒。任心棒。任心棒。任心棒。任务务温度温度温度温度约约1700170017001700。NernstNernstNernstNernst灯：灯：灯：灯：优优点点点点 是是是是发发射射射射强强度高，运用寿命度高，运用寿命度高，运用寿命度高，运用寿命长长，稳稳定性好。定性好。定性好。定性好。 缺陷缺陷缺陷
25、缺陷 是价是价是价是价钱钱比硅碳棒比硅碳棒比硅碳棒比硅碳棒贵贵，机械，机械，机械，机械强强度度度度差。差。差。差。3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法仪仪器器2 . 2 . 2 . 2 . 吸收池吸收池吸收池吸收池因玻璃、石英等因玻璃、石英等因玻璃、石英等因玻璃、石英等资资料不能透料不能透料不能透料不能透过红过红外光，外光，外光，外光，红红外吸收外吸收外吸收外吸收池要用可透池要用可透池要用可透池要用可透过红过红外光的外光的外光的外光的NaClNaClNaClNaCl、KBrKBrKBrKBr等等等等资资料制成窗料制成窗料制成窗料制成窗片。片。片。片。红外分光光度外分光光度计光光谱仪3-2-
26、B 红红外光外光谱谱分析法分析法仪仪器器3. 3. 3. 3. 单单单单色器色器色器色器第一代第一代第一代第一代人工晶体棱人工晶体棱人工晶体棱人工晶体棱镜镜镜镜第二代第二代第二代第二代光光光光栅栅栅栅第三代第三代第三代第三代干涉干涉干涉干涉仪仪仪仪 傅里叶傅里叶傅里叶傅里叶变换红变换红变换红变换红外光度外光度外光度外光度计计计计光的相关性原光的相关性原光的相关性原光的相关性原理理理理 第四代第四代第四代第四代可可可可调调调调激光光源激光光源激光光源激光光源红外分光光度外分光光度计光光谱仪3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法仪仪器器傅立叶傅立叶变换红外光外光谱的特点的特点: a. 扫描速度极
27、快描速度极快 (1 S内完成全内完成全谱扫描描)b. 具有很高的分辨率具有很高的分辨率c. 灵敏度高灵敏度高d. 光光谱范范围宽e. 测定精度高定精度高特别适宜于弱红外光谱的测定、红外特别适宜于弱红外光谱的测定、红外光谱的快速测定以及与色谱仪联用光谱的快速测定以及与色谱仪联用3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法仪仪器器 对试样的要求的要求1试样应为“纯物物质98%，分分析析前前样品品需需求求纯化。化。2试样不不含含有有水水水水可可产生生红外外吸吸收收且且可可侵侵蚀盐窗。窗。3试样浓度或厚度度或厚度应适当，以使适当，以使T在适宜范在适宜范围。3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法运用运用l
28、定性分析定性分析l1. 知物的知物的签定定l 将将试样谱图与与规范范谱图对照照或或与与相相关关文文献献上上的的谱图对照。照。l2. 未知物构造分析未知物构造分析l 假假设化化合合物物不不是是新新物物质，可可将将其其红外外谱图与与规范范谱图对照。照。l 3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法运用运用假假设化合物化合物为新物新物质，那么，那么须进展光展光谱解析，其步解析，其步骤为：该化合物的信息搜集：化合物的信息搜集：试样来源、熔点、沸点、折光率、旋来源、熔点、沸点、折光率、旋光率等；光率等；不不饱和度的和度的计算：算：经过元素分析得到元素分析得到该化合物的分子式，并化合物的分子式，并求出其不求出其不饱和度和度过 .查找基找基团频率，推率，推测分子能分子能够的基的基团；查找找红外指外指纹区，区，进一步一步验证基基团的相关峰；的相关峰；能能过其它定性方法其它定性方法进一步确一步确证：UV-Vis、MS、NMR、Raman等。等。 3-2-B 红红外光外光谱谱分析法分析法运用运用比比较较紫外紫外-可可见见光光谱谱法和法和红红外光外光谱谱法的异同？法的异同？ 随堂作业随堂作业紫外光谱紫外光谱红外光谱红外光谱相同点123分子吸收光谱波长定性、强度定量分析对象为有机物不同点1波长范围2跃迁方式3有机物对象种类4光源、吸收池5定性/定量6光谱图
