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分析化學手冊
本書共分三篇,有紫外-可見光譜分析法、紅外與拉曼光譜分析法、發(fā)光分析法。分別收錄了各種分析方法的基礎(chǔ)理論、術(shù)語及定義、儀器介紹、方法應(yīng)用、應(yīng)用實例及數(shù)據(jù)資料與分析。
本套書于20世紀80年代面世距今已有30余年的歷史,經(jīng)過了幾代人的努力,內(nèi)容不斷更新與完善,成為分析化學領(lǐng)域內(nèi)公認的代表性工具書。該書曾榮獲多項圖書獎,受到讀者的廣泛認同。內(nèi)容豐富,信息量大,注重技術(shù)與應(yīng)用,兼顧數(shù)據(jù)查閱功能,特別是有很多數(shù)據(jù)是其他書中很難查閱到的。
此次再版根據(jù)原《分析化學手冊》第三分冊《光譜分析》分成了兩冊:3A《原子光譜分析》和3B《分子光譜分析》,本書為《分子光譜分析》分冊。
《光譜分析》自第二版出版至今已近18年,其間分子光譜分析在儀器設(shè)備、測量技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域都有發(fā)展,例如納米材料顯色劑的出現(xiàn)為顯色劑的研究開創(chuàng)了新的途徑;近紅外光譜區(qū)曾被人稱為“被遺忘的譜區(qū)”,相當一段時間少有人研究,在近20年間近紅處反射光譜法得到快速發(fā)展,已成為農(nóng)產(chǎn)品分析的重要工具和國際公認的方法;熒光、磷光和化學發(fā)光分析法在這段時期的發(fā)展更為矚目,新方法和新技術(shù)層出不窮。因此,此次再版遵循兩個原則:一是要全面反映出分子光譜分析在近20年發(fā)展的重點和熱點:二是在保持手冊原有的特色外,加強對基本概念、基本方法和基本技術(shù)的介紹,使讀者通過閱讀此書即可按方法進行試驗并能解決實際問題。
本次修訂在第二版基礎(chǔ)上做了較大幅度的刪減和增補。在篇(紫外-可見光譜分析法)中,新增了第二章(紫外-可見分光光度計)、第四章(有機物的顯色反應(yīng)與生物大分子的光度分析)和第六章(紫外-可見吸收光譜分析測量不確定度評定):將第二版中的有機顯色劑、二元顯色體系及其應(yīng)用和多元絡(luò)合物吸光光度分析法三章合并為第三章(顯色劑及其應(yīng)用),集中反映我國在近20年間顯色劑的研究成果及其在無機物測定中的應(yīng)用;第五章(紫外-可見定量分析方法)和第二版相比雖無新的方法增加,但對每一種方法的原理、測定條件選擇等方面做了較詳細的討論,有助于讀者了解和應(yīng)用。
在第二篇(紅外與拉曼光譜分析法)中,新增了紅外光譜技術(shù)和近紅外光譜分析法兩章,紅外光譜技術(shù)一章對當前重要、常用的光譜技術(shù)作了深入和全面的介紹,匯總了近20年國內(nèi)外的應(yīng)用文獻;近紅外光譜分析法全面介紹了方法原理、定性和定量方法、儀器、光譜數(shù)據(jù)和譜圖及其應(yīng)用;對涉及的相關(guān)譜圖作了全面的修訂,其數(shù)量也做了適當?shù)脑黾印?nbsp;
第三篇(熒光、磷光和化學發(fā)光分析法)是本次修訂變動的,修訂中突出介紹測量技術(shù)的新進展。本次編寫著重查閱了20世紀90年代以后的文獻,收集和匯總了近期分子光譜分析資料 和數(shù)據(jù),特別是對國內(nèi)分子光譜分析應(yīng)用方面的文獻做了較全面的介紹。
原第三分冊《光譜分析》是由北京化工大學應(yīng)用化學系工業(yè)分析教研室教師編寫,本次修訂北京化工大學理學院教師承擔了《分子光譜分析》分冊的主要編寫。參加編寫工作的有:柯以侃(、二、四、五、六章)、周心如(第三章)、董慧茹(第七、九、十、十一、十二章)、張普敦(第八章)、汪樂余(第十三章)、寇瑩瑩(第十四章)、呂(第十五章)。全書由柯以侃、董慧茹主編。
在修訂過程中本書責任編輯給予了大力協(xié)助,審稿者提出了十分寶貴的修改意見,在此表示衷心感謝。
因編者自身知識面及水平有限,本書的不足之處實所難免,尚祈分析化學界專家及廣大讀者批評指正,是所企盼。
編 者
2016年5月于北京
柯以侃,北京化工大學,教授,從事分析化學教學工作40余年,承擔本科和研究生課程10門,曾任北京化工大學教學指導委員會委員。主要獲獎成果:1. 異相(負-正型)重氮感光撕膜片及正-正型多色重氮拷貝片的研制,1990年10月獲國家測繪局(部級)科技成果二等獎;2.陰圖型快速打樣技術(shù)的研究,1995年2月獲國家測繪局(部級)科技成果二等獎;3.艦用涂料基料的檢測方法研究,2002年9月獲中國人民解放軍總裝備部軍隊科技進步壹等獎。
第一篇 紫外-可見光譜分析法
第一章 紫外-可見光譜分析 原理及光譜數(shù)據(jù) 2
第一節(jié) 紫外-可見吸收光譜的基本原理 2
一、概述 2
二、紫外-可見吸收光譜常用術(shù)語及有關(guān)定義、定律 3
第二節(jié) 紫外-可見吸收光譜數(shù)據(jù) 11
一、紫外-可見吸收光譜圖譜集 12
二、部分有機化合物的紫外-可見吸收光譜數(shù)據(jù) 13
三、部分天然有機化合物的紫外-可見吸收光譜數(shù)據(jù) 26
參考文獻 55
第二章 紫外-可見分光光度計 56
第一節(jié) 紫外-可見分光光度計分類與結(jié)構(gòu)概述 56
一、紫外-可見分光光度計分類 56
二、紫外-可見分光光度計結(jié)構(gòu)概述 57
第二節(jié) 紫外-可見分光光度計的
主要部件 59
一、光源 59
二、單色器 62
三、樣品室 66
四、檢測器 68
五、放大器系統(tǒng) 71
六、數(shù)據(jù)處理和打印輸出系統(tǒng) 71
第三節(jié) 紫外-可見分光光度計的安裝與調(diào)試 71
一、安裝紫外-可見分光光度計實驗室環(huán)境和電源的要求 71
二、紫外-可見分光光度計性能測試 72
第四節(jié) 紫外-可見分光光度計的技術(shù)性能指標評述 88
第五節(jié) 儀器的日常保養(yǎng)和維護及常見故障排除方法 90
一、儀器的日常保養(yǎng)和維護 90
二、儀器常見故障排除 90
參考文獻 92
第三章 顯色劑及其應(yīng)用 93
第一節(jié) 概述 93
一、光度分析對顯色劑的要求 93
二、顯色劑的發(fā)展概況 94
第二節(jié) 常用有機顯色劑及其應(yīng)用 95
一、變色酸偶氮類顯色劑 95
二、吡啶偶氮類顯色劑 106
三、噻唑偶氮類顯色劑 115
四、熒光酮類顯色劑 123
五、三氮烯類顯色劑 138
六、卟啉類顯色劑 152
七、安替比林甲烷類顯色劑 155
參考文獻 162
第四章 有機物的顯色反應(yīng)與生物大分子的光度分析 163
第一節(jié) 有機物的顯色反應(yīng) 163
一、生成偶氮化合物的反應(yīng) 163
二、縮合反應(yīng) 167
三、荷移反應(yīng) 173
四、離子締合顯色反應(yīng) 186
五、與金屬離子的配位顯色反應(yīng) 194
六、氧化還原顯色反應(yīng) 199
七、納米材料顯色劑 201
第二節(jié) 生物大分子的光度分析 203
一、蛋白質(zhì)的光度分析 204
二、核酸的光度分析 212
三、多糖的光度分析 218
參考文獻 225
第五章 紫外-可見定量分析方法 229
第一節(jié) 常規(guī)法 229
一、單組分測定的常規(guī)法 229
二、多組分同時測定的常規(guī)法 231
第二節(jié) 差示分光光度法 232
一、差示分光光度法操作方法 232
二、差示分光光度法的應(yīng)用 237
第三節(jié) 雙波長分光光度法和三波長分光光度法 240
一、雙波長分光光度法 240
二、三波長分光光度法 253
第四節(jié) 導數(shù)分光光度法 258
一、導數(shù)分光光度法的原理和特點 258
二、導數(shù)分光光度法測量參數(shù)的選擇 259
三、導數(shù)光譜的幾何測量法 262
四、導數(shù)光譜的應(yīng)用 263
第五節(jié) 正交函數(shù)分光光度法 272
一、正交函數(shù)分光光度法原理概述 272
二、正交函數(shù)分光光度法實驗參數(shù)的選擇 273
三、正交函數(shù)法的幾種常用方法 274
四、正交函數(shù)分光光度法的應(yīng)用 275
第六節(jié) 褶合光譜分析法 276
一、褶合光譜分析法原理概述 276
二、褶合光譜儀的主要功能 277
三、褶合光譜分析法的應(yīng)用 279
第七節(jié) 動力學光度法 281
一、催化動力學光度法 281
二、酶催化動力學光度法 305
三、速差動力學光度法 312
第八節(jié) 固相分光光度法 313
一、固相分光光度法測量原理 314
二、固相顯色的方法 314
三、固相分光光度法測量方式和方法 315
四、固相分光光度法的應(yīng)用 316
第九節(jié) 浮選光度法 319
一、沉淀浮選法 319
二、離子浮選法 320
三、溶劑浮選法 320
四、影響浮選分離的主要因素 320
五、浮選分光光度法的應(yīng)用 321
第十節(jié) 熱透鏡光譜分析法 325
一、熱透鏡光譜分析法原理 325
二、熱透鏡光譜分析測量裝置概述 326
三、熱透鏡光譜分析法的應(yīng)用 328
第十一節(jié) 計量學分光光度法 329
一、多組分光度分析模型 329
二、直接校正方法 329
三、間接校正法 331
四、非線性體系校正方法 335
五、有偏估計方法 336
六、計量學分光光度法的應(yīng)用 337
第十二節(jié) 流動注射分光光度法 342
一、流動注射分光光度法概述 342
二、流動注射分析儀簡介 344
三、流動注射分光光度法的應(yīng)用 345
參考文獻 349
第六章 紫外-可見吸收光譜分析測量不確定度評定 350
第一節(jié) 不確定度評定基礎(chǔ) 350
一、不確定度的基本術(shù)語及定義 351
二、測量不確定度的評定步驟 354
第二節(jié) 紫外-可見吸收光譜分析法中不確定度的評定步驟與實例 356
一、紫外-可見吸收光譜分析法中不確定度的評定步驟 356
二、紫外-可見吸收光譜分析法中不確定度的評定實例 360
第三節(jié) 紫外-可見吸收光譜分析法中不確定度的評定應(yīng)用 364
參考文獻 366
第二篇 紅外與拉曼光譜分析法
第七章 紅外吸收光譜基礎(chǔ)知識 368
第一節(jié) 紅外吸收光譜的基本原理 368
一、紅外吸收光譜的產(chǎn)生 368
二、簡正振動和振動類型 369
三、振動頻率理論和振動譜帶強度理論簡介 371
第二節(jié) 紅外光譜分析常用數(shù)據(jù) 372
一、波長與波數(shù)的互換 372
二、紅外光譜區(qū)的透光材料 374
三、紅外光譜分析常用溶劑 380
第三節(jié) 紅外光譜儀 387
一、紅外光譜儀結(jié)構(gòu)概述 387
二、紅外光譜儀的基本部件 389
三、FTIR光譜儀檢定規(guī)程 392
四、FTIR光譜儀分類和主要功能 396
五、FTIR光譜儀的最新進展 399
第四節(jié) 紅外光譜的樣品制備技術(shù) 400
一、氣體樣品的制樣方法 400
二、固體樣品的制樣方法 401
三、液體樣品的制樣方法 403
四、微量樣品的制樣方法 405
參考文獻 408
第八章 紅外光譜新技術(shù) 409
第一節(jié) 紅外反射光譜技術(shù) 409
一、鏡面反射 409
二、掠角反射 413
三、漫反射 416
四、衰減全內(nèi)反射 423
第二節(jié) 表面增強紅外吸收光譜 430
一、表面增強紅外吸收光譜簡介 430
二、表面增強紅外吸收光譜的產(chǎn)生原理 431
三、表面增強紅外吸收光譜的實現(xiàn) 432
四、表面增強紅外吸收光譜的應(yīng)用 433
第三節(jié) 偏振紅外光譜法 435
一、偏振紅外光譜法的基本原理 435
二、偏振紅外光譜的測定 438
三、振動圓二色譜 439
四、偏振紅外光譜法的應(yīng)用 441
第四節(jié) 紅外光聲光譜 444
一、光聲效應(yīng)的發(fā)現(xiàn) 444
二、光聲光譜的基本原理 445
三、紅外光聲光譜的采集模式 447
四、影響紅外光聲信號的因素 448
五、紅外光聲光譜的實驗技術(shù) 449
六、紅外光聲光譜的應(yīng)用實例 450
第五節(jié) 傅里葉變換紅外顯微成像 454
一、紅外顯微成像技術(shù)的基本原理 454
二、紅外顯微成像裝置的結(jié)構(gòu) 454
三、紅外顯微成像的采集模式 457
四、紅外顯微成像的數(shù)據(jù)處理方法 460
五、紅外顯微成像技術(shù)的應(yīng)用 466
第六節(jié) 二維相關(guān)紅外光譜技術(shù) 470
一、二維相關(guān)光譜的基本概念 470
二、二維相關(guān)光譜學的數(shù)學處理 472
三、二維相關(guān)光譜學的實驗方法 473
四、二維紅外相關(guān)譜的性質(zhì)及讀譜規(guī)則 473
五、二維紅外相關(guān)光譜的應(yīng)用 475
第七節(jié) 時間分辨紅外光譜 479
一、時間分辨紅外光譜的基本原理 479
二、時間分辨紅外光譜的采集方式 480
三、時間分辨紅外光譜的實驗裝置 483
四、時間分辨紅外光譜的應(yīng)用實例 485
第八節(jié) 紅外光譜聯(lián)用技術(shù) 490
一、氣相色譜-傅里葉變換紅外光譜聯(lián)用技術(shù)(GC-FTIR) 490
二、高效液相色譜-傅里葉變換紅外光譜聯(lián)用技術(shù)(HPLC-FTIR) 492
三、超臨界流體色譜-傅里葉變換紅外光譜聯(lián)用技術(shù)(SFC-FTIR) 495
四、流動注射分析-傅里葉變換紅外光譜聯(lián)用技術(shù)(FIA-FTIR) 496
五、熱分析-傅里葉變換紅外光譜聯(lián)用技術(shù)(TA-FTIR) 497
六、紅外光譜聯(lián)用技術(shù)的應(yīng)用 499
參考文獻 506
第九章 化合物的特征紅外頻率和紅外光譜圖 512
第一節(jié) 化合物的特征紅外頻率 512
一、一些小分子的基頻振動頻率 512
二、部分雙原子分子和構(gòu)成多原子分子及離子的雙原子
單元的伸縮振動頻率 514
三、無機化合物的特征紅外頻率 523
四、有機化合物官能團的特征紅外吸收頻率 529
五、有機化合物的遠紅外吸收頻率 575
第二節(jié) 紅外光譜圖 578
一、典型無機化合物及礦物的紅外光譜圖 578
二、典型有機化合物的紅外光譜圖 585
三、天然產(chǎn)物有效成分的紅外光譜圖 644
四、典型聚合物的紅外光譜圖 663
參考文獻 703
第十章 紅外光譜分析方法與應(yīng)用 704
第一節(jié) 紅外光譜定性分析 704
一、紅外光譜的初步解析方法 704
二、標準紅外光譜譜圖集和紅外光譜索引書 710
三、薩特勒圖譜集的索引及其使用 712
四、紅外光譜數(shù)據(jù)庫、紅外檢索系統(tǒng)及專家系統(tǒng) 715
五、聚合物、表面活性劑和增塑劑的紅外光譜系統(tǒng)鑒定 718
六、染料與藥物的紅外光譜特征及鑒定 742
第二節(jié) 紅外光譜的定量分析 748
一、紅外光譜定量分析原理 748
二、定量分析測量和操作條件的選擇 749
三、紅外光譜定量分析方法 750
第三節(jié) 紅外光譜法的應(yīng)用 753
一、紅外光譜法在天然產(chǎn)物、中藥材及提取物分析中的應(yīng)用 753
二、紅外光譜法在藥物及臨床醫(yī)學領(lǐng)域中的應(yīng)用 759
三、紅外光譜法在食品分析中的應(yīng)用 763
四、紅外光譜法在聚合物分析中的應(yīng)用 764
五、紅外光譜法在石油化工及環(huán)境分析中的應(yīng)用 767
六、紅外光譜法在紡織、農(nóng)業(yè)、林牧業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 768
參考文獻 770
第十一章 近紅外光譜分析法 771
第一節(jié) 近紅外光譜的基本原理 771
一、近紅外光譜的產(chǎn)生 771
二、近紅外光譜的測量原理 773
三、近紅外光譜分析基礎(chǔ)及分析流程 774
第二節(jié) 近紅外光譜定量與定性分析 776
一、定量分析 776
二、定性分析 779
三、定量和定性分析舉例 780
第三節(jié) 近紅外光譜儀器 785
一、近紅外光譜儀的基本組成 785
二、近紅外光譜儀主要類型 787
三、色散型近紅外光譜儀與傅里葉變換型近紅外光譜儀的比較 790
四、近紅外光譜儀測樣附件 790
第四節(jié) 近紅外光譜數(shù)據(jù)及近紅外光譜圖 793
一、化合物的近紅外光譜特征頻率 793
二、化合物的近紅外光譜圖 793
第五節(jié) 近紅外光譜法的應(yīng)用 850
一、近紅外光譜法在石油化工、聚合物及環(huán)境分析中的應(yīng)用 850
二、近紅外光譜法在食品分析中的應(yīng)用 852
三、近紅外光譜法在天然產(chǎn)物、中藥材及提取物分析中的應(yīng)用 861
四、近紅外光譜法在藥物分析中的應(yīng)用 864
五、近紅外光譜法在臨床醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用 867
六、近紅外光譜法在纖維、農(nóng)業(yè)及林牧業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 869
參考文獻 874
第十二章 拉曼光譜分析法 875
第一節(jié) 拉曼光譜的基本原理 875
一、拉曼效應(yīng)和拉曼位移 875
二、拉曼散射的經(jīng)典理論處理簡述 876
三、拉曼活性振動 877
四、退偏度 878
第二節(jié) 拉曼光譜儀 880
一、拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)概述 880
二、拉曼光譜儀的基本部件 882
三、激光拉曼光譜儀檢定規(guī)程 885
第三節(jié) 拉曼光譜的取樣技術(shù) 889
一、散射光收集方式 889
二、拉曼光譜的一般取樣技術(shù) 889
三、拉曼光譜的特殊取樣技術(shù) 892
第四節(jié) 拉曼光譜技術(shù) 893
一、共振拉曼光譜法 893
二、表面增強拉曼光譜法 894
三、非線性拉曼光譜 895
第五節(jié) 特征拉曼頻率 898
一、有機化合物的特征拉曼頻率 898
二、無機化合物的特征拉曼頻率 913
第六節(jié) 激光拉曼光譜的定量分析 922
一、激光拉曼光譜定量分析原理 922
二、激光拉曼光譜定量分析一般步驟 923
第七節(jié) 典型有機化合物拉曼光譜圖 924
第八節(jié) 拉曼光譜法的應(yīng)用 961
參考文獻 979
第三篇 熒光、磷光及化學發(fā)光分析法
第十三章 熒光分析法 982
第一節(jié) 光分析法的基本原理 982
一、熒光的產(chǎn)生 982
二、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜 982
三、熒光量子產(chǎn)率 983
四、熒光的猝滅 983
五、熒光強度與熒光物質(zhì)濃度的關(guān)系 984
六、環(huán)境因素對熒光光譜和熒光強度的影響 984
七、熒光與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系 985
第二節(jié) 熒光分析儀 986
一、熒光分析儀的基本結(jié)構(gòu)和組件 986
二、熒光光譜儀的主要技術(shù)指標及檢定規(guī)程 987
三、常見的商品儀器及儀器發(fā)展現(xiàn)狀 988
第三節(jié) 有機熒光試劑 989
第四節(jié) 熒光分析方法 992
一、常規(guī)的熒光分析法 992
二、同步熒光分析法 994
三、三維熒光光譜分析法 995
四、時間分辨和相分辨熒光分析法 1000
五、熒光偏振分析法 1002
六、低溫熒光分析法 1003
七、固體表面熒光分析法 1005
八、動力學熒光分析法 1006
九、空間分辨熒光分析技術(shù) 1008
十、單分子熒光檢測 1010
十一、熒光免疫分析法 1013
十二、導數(shù)熒光分析法 1015
參考文獻 1018
第十四章 磷光分析法 1023
第一節(jié) 磷光分析法的基本原理 1023
一、磷光的產(chǎn)生 1023
二、激發(fā)光譜和發(fā)射光譜 1023
三、磷光量子產(chǎn)率 1024
四、磷光壽命與應(yīng)用 1025
五、環(huán)境因素和分子結(jié)構(gòu)對磷光光譜和磷光強度的影響 1025
六、三重態(tài)的研究方法及相關(guān)過程的應(yīng)用 1026
第二節(jié) 磷光儀器 1027
一、磷光測定的相關(guān)附件和商品儀器 1027
二、磷光測量技術(shù)與除氧技術(shù) 1029
第三節(jié) 磷光分析方法 1032
一、固體基質(zhì)室溫磷光 1032
二、表面活性劑有序介質(zhì)增穩(wěn)室溫磷光 1035
三、環(huán)糊精誘導室溫磷光 1038
四、敏化和猝滅流體室溫磷光 1039
五、流體介質(zhì)中的無保護和膠態(tài)納米/微晶體自保護室溫磷光 1042
六、室溫磷光光化學傳感器 1044
第四節(jié) 磷光分析的應(yīng)用 1050
一、無機化合物的磷光分析 1050
二、有機化合物的磷光分析 1052
三、生物大分子的室溫磷光研究與應(yīng)用 1057
參考文獻 1064
第十五章 化學發(fā)光分析 1066
第一節(jié) 化學發(fā)光分析基礎(chǔ)知識 1066
一、化學發(fā)光基本概念 1066
二、化學發(fā)光機理 1067
三、常見的化學發(fā)光體系 1068
第二節(jié) 化學發(fā)光的應(yīng)用 1074
一、化學發(fā)光在環(huán)境中的應(yīng)用 1074
二、化學發(fā)光在臨床上的應(yīng)用 1081
三、化學發(fā)光在藥物上的應(yīng)用 1090
四、化學發(fā)光在食品方面的應(yīng)用 1097
第三節(jié) 化學發(fā)光分析儀 1108
一、化學發(fā)光分析儀的分類及其組成部件 1108
二、化學發(fā)光分析儀的發(fā)展及展望 1109
參考文獻 1110
主題詞索引 1116
表索引 1127
化合物譜圖索引 1135
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