深中博士讲堂 | 陶广宇:光谱法在分析化学中的应用

2024-11-18

主讲人:陶广宇

北京大学化学与分子工程学院分析化学专业毕业,博士研究生学历,获理学博士学位,现任深圳中学化学教师。


2024年11月7日下午,新一期的深中博士讲堂在成德楼B203顺利开讲。毕业于北京大学的化学教师陶广宇为同学们带来了主题为“光谱法在分析化学中的应用”的讲座,向同学们介绍了分析化学这门化学的分支学科,以及分析化学中用到的一些检测方法。


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讲座开始,陶老师首先为大家介绍了分析化学研究的内容:测定物质的组成、含量与结构。以食品安全为例,第一,人们希望了解食品中含哪些营养物质,是否含有残留毒素、添加剂?这就需要测定物质的组成。第二,糖类、脂肪、蛋白质等营养物质含量分别是多少,食品添加剂用量是否符合标准?这需要测定物质的含量。第三,食品中可能含有独特的风味物质,这些物质的元素组成、分子结构是怎样的?这需要测定物质的结构。


为了达到上述检测目的,陶老师向同学们介绍了分析化学中的两大类分析方法——化学分析和仪器分析,并介绍了两种方法的优缺点。化学分析利用化学反应对物质进行检测,准确度高,成本低,但需要的样品量大,检测慢;仪器分析则是利用物质的物理性质,通过仪器进行检测,能检测微量物质,简单快速,但仪器成本较高。


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接下来,陶老师为大家介绍了仪器分析中的一些常见的检测方法,包括光谱法、色谱法、质谱法、核磁共振波谱、电化学检测等,并且着重讲述了光谱法的检测原理。光是一种电磁波,不同波长的电磁波具有不同的能量。分子、原子、电子、原子核等微粒都具有能量不同的能级,粒子在能级之间跃迁时可能会吸收或发射不同波长的光,形成吸收光谱或发射光谱,并由此衍生出原子吸收和发射光谱、紫外-可见分光光度法、荧光光谱法、红外光谱法、核磁共振氢谱法等多种检测方法。


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之后,陶老师为大家介绍了光谱法在科研和生活中的一些应用。例如,原子吸收和发射光谱可以用于检测物质中含有的微量元素种类;核酸检测和观测细胞时需要用到荧光标记法;核磁共振氢谱法被用于有机物结构测定、医学中的核磁共振成像等。


讲座内容结束后,同学们上前与老师进行交流并提问。本次的主题讲座在热烈的气氛中结束。


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