分析测试百科网

搜索

喜欢作者

微信支付微信支付
×

分析化学知识点总结贴(九)

2020.2.25
头像

王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

  (4)裂分峰之间的峰面积或峰强度之比符合二项展开式各项系数比的规律。(a+b)n,n为相邻氢核数

  n=1 (a+b)1 1︰1

  n=2 (a+b)2 1︰2 ︰1

  n=3 (a+b)3 1︰3︰3 ︰1

  (5)氢核邻近有两组偶合程度不等的H 核时,其中一组有n个,另一组有n′+1个,则这组H 核受两组H 核自旋偶合作用,谱线裂分成(n+1)(n′+1)重峰。

  谱仪的基本组件

  磁体:产生强的静磁场。

  射频源:用来激发核磁能级之间的跃迁。

  探头:位于磁体中心的圆柱形探头作为NMR信号检测器,是NMR谱仪的核心部件。样品管放置于探头内的检测线圈中。

  接收机:用于接收微弱的NMR信号,并放大变成直流的电信号。

  匀场线圈:用来调整所加静磁场的均匀性,提高谱仪的分辨率。

  计算机系统:用来控制谱仪,并进行数据显示和处理。

  连续波NMR谱仪

  NMR信号观测系统:包括射频激发单元、探头、接收系统等。

  稳定磁场系统:包括电源、稳场系统等,用来提高磁场强度的稳定性,从而提高谱线的重复性。

  磁场均匀化系统:包括匀场系统、样品旋转系统等,主要用来提高仪器的分辨率。

  此外,NMR谱仪还常常配备有双共振系统和变温系统等。

  脉冲傅里叶变换NMR谱仪

  包含以下三大部分:

  1.NMR信号观测系统:

  包括脉冲发生器、射频系统、探头、接收系统、计算机控制和数据处理系统。

  2.稳定磁场系统:

  与连续波NMR谱仪基本一样。

  3.磁场均匀化系统:

  与连续波NMR谱仪基本一样。

  波谱仪的三大技术指标

  1.辨率:

  有相对和绝对分辨率,表征波谱仪辨别两个相邻共振信号的能力,即能够观察到两个相邻信号u1和u2各自独立谱峰的能力,以最小频率间隔|u1-u2|表示。

  2.稳定性:

  包括频率稳定性和分辨率稳定性。衡量办法是连续记录相隔一定时间的两次扫描,测量其偏差。

  3.灵敏度:

  分为相对灵敏度和绝对灵敏度。在外磁场相同、核数目相同及其他条件一样时,以某核灵敏度为参比,其他核的灵敏度与之相比称为相对灵敏度。

  氢谱中影响化学位移的主要因素

  化合物中,质子不是孤立存在,其周围还连接着其他的原子或基团,它们彼此之间的相互作用影响质子周围的电子云密度,从而使吸收峰向低场或高场移动。

  影响质子化学位移的因素主要有:

  诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应、范德华效应、溶剂效应和氢键效应等。

  其中诱导效应、共轭效应、磁各向异性效应和范德华效应为分子内作用。

  溶剂效应为分子间作用,氢键效应则在分子内和分子间都会产生。

  诱导效应

  1H核受一个或几个电负性较强原子或基团的拉电子作用,则周围的电子云密度降低,屏蔽效应降低,化学位移值增大,吸收峰左移。

  若1H核与一个或几个给电子基团连接,则其周围的电子云密度增加,屏蔽效应增加,化学位移值减小,吸收峰右移。

  诱导效应还与取代基的数目以及取代基与观测核的距离大小有关。

  共轭效应

  电负性较强的原子存在并以单键形式连接到双键上,由于发生p-p共轭,电子云自电负性原子向p键方向移动,使p键上相连的1H电子云密度增加,因此δ降低,共振吸收移向高场。

  电负性较强的原子以不饱和键的形式连接,且产生p-p共轭,则电子云将移向电负性原子,使p键上连接的1H电子云密度降低,因此δ变大,共振吸收移向高场。

  磁各向异性效应:

  如果分子具有多重键或共轭多重键,在外磁场作用下,p电子会沿着分子的某一方向流动,它对邻近的质子附加一个各向异性的磁场,使某些位置的质子处于该基团的屏蔽区,δ值移向高场,而另一些位置的质子处于该基团的去屏蔽区,δ值移向低场。

  诱导效应通过化学键传递,而磁各向异性效应则通过空间相互作用。

  范德华效应:

  当两个原子相互靠近时,由于受到范德华力作用,电子云相互排斥,导致原子核周围电子云密度降低,屏蔽减小,谱线向低场移动,这种效应称为范德华效应。

  氢键:

  氢的化学位移对氢键很敏感。当分子形成氢键后,由于静电场的作用,使氢外围电子云密度降低而去屏蔽,δ值增加,也就是说,无论是分子内还是分子间氢键的形成都使氢受到去屏蔽作用。

  溶剂效应:

  同一化合物在不同溶剂中的化学位移会有所差别,这种由于溶质分子受到不同溶剂影响而引起的化学位移变化。

  碳谱中影响化学位移的主要因素

  1. 碳的轨道杂化

  δc值受碳原子杂化的影响,其次序与δH平行,一般情况下,屏蔽常数。

  2.诱导效应

  3.空间效应

  13C化学位移对分子的几何形状非常敏感,分子的空间构型对其影响很大。相隔几个键的碳,如果它们的空间距离非常近,将互相发生强烈的影响。

  4.共轭效应

  5.电场效应:

  带电基团引起的屏蔽作用,如解离后的羧基、质子化的氨基等。基团质子化后,其α和β碳向高场位移约d0.15~4,而g和d碳的位移小于d1。

  6.重原子效应:

  电负性取代基对被取代的脂肪碳的屏蔽影响主要为诱导效应。

  7.同位素效应:

  分子中的质子被其重同位素氘(2H)取代后,由于平均电子激发能的增加,导致相连碳的化学位移值减小,称为同位素效应。

  8.分子内氢键

  9.介质效应

  电位分析法

  定义:

  利用电极电位与浓度的关系测定物质含量的电化学分析法称为电位分析法。

  a. 参比电极:

  对参比电极的要求要有“三性”

  (1)可逆性有电流流过(μA)时,反转变号时,电位基本上保持不变。

  (2)重现性溶液的浓度和温度改变时,按Nernst 响应,无滞后现象。

  (3)稳定性测量中电位保持恒定、并具有长的使用寿命。例: 甘汞电极(SCE),银-氯化银电极等。

  b.盐桥是“联接”和“隔离”不同电解质的重要装置

  (1)作用

  接通电路,消除或减小液接电位。

  (2)使用条件

  a.盐桥中电解质不含有被测离子。

  b.电解质的正负离子的迁移率应该基本相等。

  c.要保持盐桥内离子浓度的离子强度5~10倍于被测溶液。常用作盐桥的电解质有:KCl,NH4Cl,KNO3等。

  电解与库仑分析

  电解分析(electrolytic analysis)包括两种方法:

  一是利用外电源将被测溶液进行电解,使欲测物质能在电极上析出,然后称析出物的重量,算出该物质在样品中的含量,这种方法称为电重量分析法(electrolytic gavimetry);

  二是使电解的物质由此得以分离,而称为电分离分析法(electrolytic separation)。

  库仑分析法(coulometry)是在电解分析法的基础上发展起来的一种分析方法。它不是通过称量电解析出物的重量,而是通过测量被测物质在100%电流效率下电解所消耗的电量来进行定量分析的方法,定量依据是法拉第定律。


互联网
仪器推荐
文章推荐