第11章-化学计量PPT文件格式下载.ppt

1、分析化学计量：主要研究与物质组成有关的化学成分的计量问题。,6,第一节 化学计量及其任务,3.化学计量标准 化学计量常常是对多个物理量进行综合测量，所以化学计量工作中常会使用许多物理和化学计量标准，如波长标准、透射比标准、分辨力标准、温度标准等，其中化学计量标准就是各种标准物质。,7,第一节 化学计量及其任务,二、化学计量的特点与任务 1.化学计量的特点 难度大 起点低 2.化学计量的基本任务 发展化学测量的理论与技术，实现化学测量结果在国际上的可比性。国家范围内的准确一致；保证法律、法规的正确贯彻；为生产、贸易、人民生活和科学技术的发展提供化学测量的基础。,8,第二节 化学计量的基本原理和方

2、法,一、物理化学计量 物理化学计量研究物化特性量的计量问题，主要包括酸度、电导、粘度、湿度计量等几部分。1.酸度（pH）计量（1）pH的定义 pH是表征溶液中氢离子活度（）大小的量，其定义是氢离子活度的负对数：pH=,9,第二节 化学计量的基本原理和方法,（2）pH基准 pH基准由pH基准装置和pH基准物质组成。pH基准装置是按国际公认的pH标度复现和保存pH单位，由国家批准作为统一全国量值的最高依据。pH基准装置由氢气源、精密恒温槽、pH测量电池和电动势测量装置组成。pH测量电池（见图11-1）是由氢电极和银氯化银电极构成的无液接界电池。,10,第二节 化学计量的基本原理和方法,图11-1

3、pH基准测量电池,11,第二节 化学计量的基本原理和方法,2.粘度计量（1）粘度的定义 粘度又称粘滞系数，是衡量流体粘滞性大小的量，用来表示流体反抗剪切变形的特性。一切流体都具有粘性，但只有在变形时才表现出来。（2）粘度的计量 测量流体粘度的仪器称为粘度计，粘度计有毛细管粘度计、落球粘度计、旋转粘度计和流出杯粘度计等。,12,第二节 化学计量的基本原理和方法,二、分析化学计量 分析化学计量主要研究与物质组成有关的化学成分量的计量问题。化学成分的分析方法可分为化学分析和仪器分析两大类。化学分析是以化学反应为基础的分析方法，主要包括重量分析法和滴定分析法。仪器分析是一类借助光电仪器测量试样溶液的光

4、学性质（如吸光度或谱线强度）、电学性质（如电流、电位、电导）等物理或物理化学性质来求出待测组分含量的方法。,13,第二节 化学计量的基本原理和方法,仪器分析方法可概括地分为电化学法、光谱分析法、色谱分析法、波谱分析法、质谱分析法等。1.光谱计量方法 利用物质的光谱进行定性定量和结构分析的方法称为光谱分析法。种类：吸收光谱法、发射光谱法和散射光谱法是光谱法 常见的吸收光谱法和发射光谱法如表11-1和表11-2所示,14,第二节 化学计量的基本原理和方法,表11-1常见的吸收光谱法,15,第二节 化学计量的基本原理和方法,表11-2常见的发射光谱法,16,第二节 化学计量的基本原理和方法,（1）紫

5、外-可见分光光度法 单色光照射到物质上，光被物质吸收的程度（即吸光度）与在光路中被照射物质的粒子数（分子或离子）成正比，吸光度和物质浓度及光路长度成正比，即符合朗伯-比耳定律：（11-2）式中 A吸光度；T透光度；a吸光系数；b光路长度；c物质的浓度,17,第二节 化学计量的基本原理和方法,紫外-可见分光光度仪：光源、单色器、吸收池和检测器及数据处理系统 光源：在较大范围内提供足够的光强度。单色器：把光源发出的连续光谱按波长顺序色散，并从中分离出一定带宽谱带的设备。吸收池：由透过辐射的材料制成。检测器：光电管和光电倍增管。,18,第二节 化学计量的基本原理和方法,（2）红外光谱分析 物质的分子

6、有选择地吸收某些波长的红外光,引起分子内部振动能级和转动能级的跃迁,记录下能量随波长的变化,便得到了红外吸收光谱.红外图谱上，吸收所处的波长位置、谱带的形状和谱带的相对强度是指示该机团是否存在的有力特征，是红外光谱法进行定性、定量分析的依据。红外光谱仪：光源、单色器、试样池、检测器、数据记录处理系统,19,第二节 化学计量的基本原理和方法,2.色谱计量 色谱分析法上是一种利用物质在固定相和流动相之间的吸附、溶解或分配等物理化学作用的差异而将混合物分离的技术。有气相色谱和液相色谱两种方法。,气相色谱法：气-液色谱法气-固色谱法,液相色谱法：液-液色谱法液-固色谱法,20,第二节 化学计量的基本原

7、理和方法,（1）气相色谱法气相色谱分析是在气相色谱仪上进行的.一般气相色谱仪的主要部件和分析流程如图所示。色谱图是进行定性、定量分析的依据。,21,第二节 化学计量的基本原理和方法,（2）高效液相色谱分析法 高效液相色谱分析法利用物质的吸附、分配系数、离子强度等物理和物理化学性质的差异，将试样中个组分开，再根据各组分的光学、热学和电化学性质进行检测。依据出峰时间和峰面积进行定性、定量的测量。根据分离机理不同，高效液相色谱分析法分为：液-固色谱法 液-液色谱法 离子交换色谱法 空间排阻色谱法,22,第二节 化学计量的基本原理和方法,液-固色谱是以硅胶等吸附剂为柱内固定相，正己烷异丙醇等溶剂或它们

8、的混合物为流动相的色谱。液-液色谱也称液-液分配色谱，固定相是由担体与其表面的一层固体液组成，试样随流动相流动时，在流动相与固体液之间进行分配，从而使分配系数不同的各组分得到分离。离子交换色谱的固定相为离子交换树脂，其上可离解的离子与流动相中具有相同电荷的离子可以进行交换空间排阻色谱法以凝胶为固定相，凝胶是一种经过交联而有立体网结构的多聚体。,23,第二节 化学计量的基本原理和方法,（3）薄层色谱法 将吸附剂涂到光洁表面的载体形成薄膜,分离样品溶液在密闭的容器中以适当的展开剂展开，吸附剂对各组分有不同的吸附能力，展开剂对各组分的溶解、解吸能力也不相同，从而是各组分得到分离。（4）纸色谱法 纸色

9、谱法是以纸为载体的色谱法，固定相为纸纤维上吸附的水分，流动相为不与水相混溶的有机溶剂。,24,第三节 化学计量的传递与溯源,一、化学测量仪器的检定与校准方法 1.化学测量仪器的特点 与一般的物理量测量仪器不同，化学测量仪器尤其是大型分析测试仪器是比较测量装置，其示值仅仅是一个信号，并不是被测量的量值。,25,第三节 化学计量的传递与溯源,2.化学测量仪器的检定方法 化学测量仪器的检定分为两步：即分项检定和整机检定 化学测量仪器检定用的计量标准装置一般是由独立保存不同量值的一系列标准器和标准物质组成。分项检定仪器部件性能所用的计量标准多为物理量计量标准；整机检定时使用的计量标准一般是标准物质。,

10、26,第三节 化学计量的传递与溯源,二、物理化学计量仪器的检定与校准 1、酸度计的检定 pH计（酸度计）是日常测量pH值的仪器，它是根据pH的实用定义设计的以玻璃电极作为指示电极的一种测量水溶液酸度的专用仪器。,27,第三节 化学计量的传递与溯源,为了保证pH测量结果准确一致，国家质检总制定了pH计量器具检定系统。,28,第三节 化学计量的传递与溯源,2.粘度计的检定绝大多数的粘度测量都是采用相对测量法，是与纯水的粘度值相比较而实现的，以纯水的粘度作为起始标准来传递粘度的量值。粘度计的检定是按JJG154-2005标准毛细管粘度计检定规程、JJG 155-2005工作毛细管粘度计检定规程、JJ

11、G 1002-2005旋转粘度计检定规程、JJG 214-2005滚动落球粘度计试行检定规程、JJG 742-2005恩氏粘度计检定规程和JJG743-2005流出杯式粘度计检定规程进行的。,29,第三节 化学计量的传递与溯源,三、分析化学计量仪器的检定与校准1、紫外-可见分光光度计的检定检定依据为JJG 022-1996紫外和可见吸收光谱仪检定规程,30,第三节 化学计量的传递与溯源,2、红外光谱仪的检定 我国于l990年颁布了JJG 681-1990色散型红外分光光度计检定规程（现编号确认为JJG 681-2005），并规定使用聚苯乙烯标准片检定仪器。根据其规定，色散型红外分光计的检定参数

12、有：仪器外观 波数正确度与波数重复性 透射比正确度与透射比重复性 杂散辐射 分辨力 100线平直度 噪声,31,第三节 化学计量的传递与溯源,3.气相色谱仪的检定 根据JJG 700-1999气相色谱仪检定规程定期对其性能进行检定，主要检定项目如下：一般性检查 载气气流速的稳定性 温度检定采用铂电阻和多位数字表来进行 检测器性能检定 定性定量重复性是考查仪器综合性能的唯一指标,32,第三节 化学计量的传递与溯源,4、液相色谱仪的检定 液相色谱仪应依据JJG 705-2002实验室液相色谱仪检定规程进行检定，检定项目有：泵的耐压泵流量设定偏差及稳定性偏差梯度淋洗的准确度柱箱温度设定偏差及控温稳定

13、性偏差液相色谱仪检测器的性能,33,第四节 化学计量的发展,一、新测量方法与技术 1、质谱法 质谱法是分离和记录离子化的原子或分子的方法，以某种方式使有机分子电离、碎裂，然后按质荷比大小把各种离子分离，检测它们的强度，并排列成谱。用于检测有机化合物质谱的仪器称为质谱仪。质谱仪由离子源、质量分析器、离子检测器、进样系统和真空系统5个部分组成，另外还配有控制系统和数据处理系统。,34,第四节 化学计量的发展,2、扫描探针显微技术STM有以下特点:在原子分辨率方面，横向分辨率可达（0.10.2）nm，深度分辨率高达0.01nm；能够实时获得表面三维图像；能够观测最表面层的局部结构信息，而不是体相的平

14、均信息；可在大气、真空、常温、低温甚至液体中工作；对样品无损伤；配合扫描隧道谱可获得有关表面电子结构信息。,35,第四节 化学计量的发展,3.采用各种联用技术 近年来发展起来的联用技术是将两台或两台以上的相同或不同原理的仪器组合起来，充分发挥各自的特点和长处，以提高和改善分辨率和选择性。气相色谱-质谱联用、高效液相色谱-质谱联用、气相色谱-红外联用、气相色谱-红外-质谱联用,36,第四节 化学计量的发展,二、化学计量面临的挑战和任务1.化学计量面临的挑战科技发展带来的挑战全球化经济对化学计量的挑战可持续发展战略的挑战国际化学计量发展形成的挑战,37,第四节 化学计量的发展,2.近期化学计量的主要任务建立和完善化学量、物理化学量、化学工程的国家计量基、标准开展化学计量的基础研究开展化学计量的理论研究建立化学计量信息体系拓宽化学计量研究领域,38,中国计量学院计量测试工程学院,38,Thank you!,