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文档简介

1、仪器分析考试必考考试来了,同学们抓紧复习吧思考题1分析化学:是研究获取物质的组成、形态、结构等信息及其相关理论的科学。 分析化学分为化学分析和仪器分析化学分析:利用化学反应及其计量关系进行分析的一类分析方法。仪器分析:一般的说,仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备,通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。方法分类主要分析方法被测物理性质光分析发射光谱分析、火焰光度分析分子发光分析法、放射分析法辐射的发射紫外-可见分光光度法原子吸收分光光度法红外光谱法、核磁共振波谱法辐射的吸收比浊法、拉曼光谱法辐射的散射折射法、干涉法辐射的

2、折射X-射线衍射法、电子衍射法辐射的衍射圆二色谱法辐射偏振方向的旋转电化学分析电位法电极电位电导法电导极谱法、溶出伏安法电流-电压色谱分析气相色谱法、液相色谱法薄层色谱法两相间的分配热分析热导法、差热分析法热性质质量分析质谱法质荷比仪器分析的特点:1灵敏度高,检出限低2选择性好3操作简便分析速度快,易于实现自动化4相对误差较大5需要价格比较昂贵的专用仪器6能进行无损分析7 组合能力适应性强,能在线分析仪器分析方法的评价指标:1.精密度2.准确度3.选择性4.灵敏度5.检出限6.标准曲线仪器分析应用领域:1社会:体育(兴奋剂)、生活产品质量(鱼新鲜度、食品添加剂、农药残留量)、环境质量(污染实时

3、检测)、法庭化学(DNA技术,物证)2化学:新化合物的结构表征;分子层次上的分析方法;3生命科学:DNA测序;活体检测;4环境科学:环境监测;污染物分析;5材料科学:新材料,结构与性能;6药物:天然药物的有效成分与结构,构效关系研究;7外层空间探索:微型、高效、自动、智能化仪器研制。仪器分析发展趋势:1 引进当代科学技术的新成就,革新原有仪器分析方法,开发新仪器分析方法2 分析仪器实现小型化、自动化、数学化和计算机化3 发挥各种仪器分析方法的特长,实现不同仪器分析方法的联用。如气-质谱联用4各学科互相渗透,与各学科所提出的新要求、新任务紧密结合,促进仪器分析的发展5仪器分析的发展,可为新理论、

4、新技术的研究提供强有力的研究手段,推动其飞速发展光学分析法:以物质的光学性质为基础建立的分析方法物质对光的吸收:当光与物质接触时,某些频率的光被选择性吸收并使其强度减弱光与物质的相互作用:1.光的吸收、发射2.光的透射、散射和折射3.光的干涉、衍射和偏振分子吸光分析法:基于物质分子对光的选择性吸收而建立的分析方法。它包括比色法和分子吸收分光光度法分子吸光分析法:1.比色法(基于比较待测溶液颜色的分子吸光分析法称为比色法,它分为目视比色和光电比色法)2.分子吸收光谱法(紫外吸收分光光度法、可见吸收分光光度法和红外吸收光谱法)3.分子吸收光谱产生原因紫外可见吸收光谱法的特点:1灵敏度高(适于微量组

5、分的测定,一般可测定10-6g级的物质)2准确度较高(其相对误差一般在15之内)3方法简便(操作容易、仪器设备简单、分析速度)4应用广泛紫外-可见吸收光谱是由分子中价电子能级跃迁而产生的。 有机化合物的分子吸收紫外-可见光能量后,价电子由基态跃迁到激发态。电子跃迁的类型:1跃迁(需能量;吸收峰远紫外区;饱和烃类做紫外可见吸收光谱分析时的溶剂)2 n跃迁(含有n电子的杂原子(O、N、S)的饱和化合物;吸收峰150250nm的紫外区;k102103LmoL-1 cm-1;中等强度吸收)3兀跃迁(含有双键或三键的不饱和有机物发生此种越迁;吸收峰200nm附近;共轭体系吸收峰向长波长方向移动,2007

6、00nm;强吸收;)4跃迁n(含有杂原子的双键不饱和有机物发生此种跃迁;吸收峰200400nm附近;弱吸收.) 生色团: 含有不饱和键,能吸收紫外,可见光产生兀或n跃迁的基团 助色团:含有未成键电子,本身不产生吸收峰,但与生色团相连时,能使生色团吸收峰波长向长波长方向移动,吸收强度增强的杂原子基团吸收带:1R吸收带(由于n跃迁产生的吸收带;强度较弱,k102LmoL-1cm-1;吸收峰200400nm之间)2k吸收带(共轭体系中兀跃迁产生的吸收带;吸收强度大,k104LmoL-1 cm-1;吸收峰217280nm之间)3B吸收带(由于芳香族化合物的兀跃迁与苯环振动重叠而产生的精细结构吸收带;k

7、 102LmoL-1 cm-1;吸收峰230270nm)4E吸收带(由芳香族化合物的兀跃迁产生的,芳香族化合物的特征吸收;E1 强吸收 k104LmoL-1 cm-1 吸收峰185nm;E2 较强吸收k103LmoL-1cm-1 吸收峰204nm)影响紫外一可见吸收光谱的因素:1共扼效应(分子中的共轭体系由于大 键的形成,使各能级间能量差减小,跃迁所需能量降低。因此使吸收峰向长波方向移动,吸收强度随之加强的现象)2助色效应(当助色团与生色团相连时,由于助色团的n电子与生色团的 电子共轭,结果使吸收峰向长波方向移动,吸收强度随之加强的现象)3超共轭效应(由于烷基的 电子与共轭体系中的 电子共扼,

8、使吸收蜂向长波方向移动,吸收强度加强的现象。但其影响远远小于共扼效应)4溶剂效应(溶剂的极性强弱能影响紫外可见吸收光谱的吸收峰波长、吸收强度及形状)各类有机化合物的紫外可见吸收光谱:1饱和有机化合物(饱和碳氢有机物)2不饱和有机化合物【(1)含有孤立双键(或三键)的化合物吸收峰位于远紫外区。兀(2)含有共轭双键(或三键)的化合物;吸收峰向长波长方向移动,吸收强度增强。】3芳香族化合物有机化合物分子结构的推断:1推测有机化合物所含的官能团2同分异构体的判别3配合物的测定4纯度检查5定量分析(多组分物质的定量分析a.吸收光谱不重叠b.吸收光谱单向重叠c.吸收光谱双向重叠d.双波长分光光度法定量分析

9、)原子吸收分光光度法的优点: 1灵敏度高10-1510-13g2选择性好3精密度和准确度高4测定元素多5需样量少、分析速度快共振线:电子从基态跃迁至能量最低的激发态时要吸收一定频率的光,它再跃迁回基态时,则发射出同样频率的光谱线轮廓:原子群从基态跃迁至激发态所吸收的谱线(吸收线)并不是绝对单色的几何线,而是具有一定的宽度半宽度:通常以吸收系数等于极大值的一半(K02)处吸收线轮廓上两点间的距离(即两点间的频率差)来表征吸收线的宽度。其数量级约为10-310-2nm。原子发射线半宽度数量级为(5×10-42 × 10-3nm)自然宽度:在无外界影响时,谱线仍有一定的宽度多普勒

10、效应:从一个运动着的原子发出的光,如果运动方向离开观测者,则在观测者看来,其频率较静止原子所发的光的频率低;反之,如原子向着观测者运动,则其频率较静止原子发出的光的频率为高。原子吸收线的宽度受影响的主要因素:1.自然宽度2.多普勒变宽(这是由于原子在空间作无规则热运动所导致的)又称为热变宽3.压力变宽(这是由于吸光原子与蒸气中原子或分子相互碰撞而引起的能级稍微变化,使发射或吸收光量子频率改变而导致的谱线变宽a劳伦兹变宽:因和其它粒子碰撞而产生的变宽b共振变宽或赫鲁兹马克变宽:因和同种原子碰撞而产原子吸收的测量: 1.积分吸收(常将原子蒸气所吸收的全部能量称为积分吸收) 2.峰值吸收光学系统及检

11、测系统组成:1光源【1.作用:辐射待测元素的特征光谱。2.光源需要满足要求(1)能辐射锐线,发射的共振辐射的半宽度要明显小于吸收线的半宽度;(2)能辐射待测元素的共振线,并且具有足够的强度,以保证有足够的信噪比。(3)辐射的光强度必须稳定且背景小,30分钟之内漂移不超过1%;噪声小于0.1%;】2原子化系统【1.作用:将试样中的待测元素转变成原子蒸气。2.试样原子化方法:火焰原子化法和无火焰原子化法(1)火焰原子化装置a.雾化器作用:将试液雾化要求:喷雾稳定、雾滴微小而均匀、雾化效率高b燃烧器c.火焰(2)无火焰原子化装置(优点:提高原子化效率)】3光学系统(外光束系统和分光系)4统检测系统(

12、检测系统主要由检测器、放大器、对数变换器、显示装置所组成)空心阴极灯具有下列优点:只有一个操作参数(即电流),发射的谱线稳定性好,强度高而宽度窄,并且容易更换。干扰及消除:1物理干扰【试样在转移、蒸发和原子化过程中,由于试样任何物理特性(如粘度、表面张力、密度等)的变化而引起的原子吸收强度下降的效应。物理干扰是非选择性干扰,对试样各元素的影响基本是相似的。】2化学干扰(被测元素原子与共存组分发生化学反应生成稳定的化合物,影响被测元素原子化。消除化学干扰的方法有:化学分离;使用高温火焰;加入释放剂和保护剂)3电离干扰(在高温下原子电离,使基态原子的浓度减少,引起原子吸收信号降低,此种干扰称为电离

13、干扰。电离效应随温度升高、电离平衡常数增大而增大,随被测元素浓度增高而减小。加入更易电离的碱金属元素,可以有效地消除电离干扰)4光谱干扰(光谱干扰包括光谱通带内存在非吸收线、谱线重叠)5背景干扰(背景干扰也是光谱干扰,主要指分子吸收与光散射造成光谱背景)校正背景吸收方法:1.用邻近非共振线校正背景2.连续光源校正背景 3.赛曼效应校正背景分析方法:1定量分析方法a.标准曲线法b标准加入法2灵敏度和检出限a灵敏度及特征浓度b检出限(产生一个能够确证在试样中存在某元素的分析信号所需要的该元素的最小含量,绝对检出限则用m表示)电化学分析: 应用电化学的基本原理和实验技术,依据物质电学及电化学性质来测

14、定物质组成及含量的分析方法称为电化学分析或电分析化学按测量方式不同电化学分析法:1浓度与电参数关系2电参数突变3电极反应化学电池:1电极(将金属放入对应的溶液后所组成的系统)2化学电池(简单的化学电池是由两组金属-溶液体系组成的。化学能与电能的转换装置;电化学分析法中涉及到两类化学电池)3原电池(自发地将化学能转变成电能)4电解电池(外电源提供电能,使电流通过电极,在电极上发生电极反应的装置)5电导池(只研究化学电池中电解质溶液导电特性,不考虑发生的电化学反应)6溶液中的电流(正、负离子的移动)电极电位:金属浸于电解质溶液中,显示出电的效应,即金属的表面与溶液间产生电位差,这种电位差称为金属在

15、此溶液中的电位或电极电位。可以将金属看成离子和自由电子构成。以锌-硫酸锌为例(当锌片与硫酸锌溶液接触时,金属锌中Zn2+的化学势大于溶液中Zn2+的化学势,则锌不断溶解到溶液中,而电子留在锌片上。结果:金属带负电,溶液带正电;形成双电层)双电层的形成建立了相间的电位差;电位差排斥Zn2+继续进入溶液;金属表面的负电荷又吸引Zn2+ ;达到动态平衡,相间平衡电位平衡电极电位。电极电位的测量规定:将标准氢电极作为负极与待测电极组成原电池,电位差即该电极的相对电极电位,比标准氢电极的电极电位高的为正,反之为负液体接界电位:在两种不同离子的溶液或两种不同浓度的溶液接触界面上,存在着微小的电位差液体接界

16、电位产生的原因:各种离子具有不同的迁移速率而引起盐桥:饱和KCl溶液中加入3%琼脂;K+、Cl-的扩散速度接近,液接电位保持恒定1-2mV电位分析:通过在零电流条件下测定两电极间的电位差(电池电动势),根据电动势与溶液中某种离子的活度(或浓度)之间的定量关系来测定待测物质浓度的一种电化学分析法电位分析的理论基础:能斯特方程(电极电位与溶液中待测离子间的定量关系)对于氧化还原体系Ox + ne- = Red离子选择性电极(特点:仅对溶液中特定离子有选择性响应。膜电极的关键:是一个称为选择膜的敏感元件。敏感元件:单晶、混晶、液膜、功能膜及生物膜等构成。膜电位:横跨敏感膜两侧溶液之间产生的电位差)又

17、称膜电极膜电位产生原因:溶液中的离子与电极敏感膜上的离子发生离子交换作用的结果参比电极的原理:甘汞电极由金属汞和甘汞及氯化钾溶液所组成(AgAgCl电极 电极反应:AgCl +e Ag + Cl-)离子选择性电极分为以下几类:1原电极1)晶体膜电极【敏感膜:(氟化镧单晶片)组成:少量0.1%0.5%EuF2和1%5%CaF2, 晶格点阵中La3+被Eu2+,Ca2+取代,形成晶格空穴内参比电极:Ag-AgCl电极(管内)内参比溶液:0.1mol/LNaCl和NaF混合溶液(F-用来控制膜内表面的电位,Cl-用以固定内参比电极的电位】a均相膜电极b非均相膜电极2)非晶体膜电极(非晶体膜电极,玻璃

18、膜的组成不同可制成对不同阳离子响应的玻璃电极。H+响应的玻璃膜电极:敏感膜厚度约为0.05mm。SiO2基质中加入Na2O、Li2O和CaO烧结而成的特殊玻璃膜)a刚性基质电极b流动载体电极2敏化电极(敏化电极是指气敏电极、酶电极、细菌电极及生物电极等)1)气敏电极2)酶电极(基于界面酶催化化学反应的敏化电极)组织电极:特性:以动植物组织为敏感膜优点:a. 来源丰富,许多组织中含有大量的酶b. 性质稳定,组织细胞中的酶处于天然状态,可发挥较 佳功效c. 专属性强d. 寿命较长e. 制作简便、经济,生物组织具有一定的机械性能影响电位测定准确性的因素:1测量温度2电动势测量3干扰离子4溶液特性5响

19、应时间6迟滞效应固定相:在色谱分离中固定不动、对样品产生保留的一相流动相:与固定相处于平衡状态、带动样品向前移动的另一相色谱法:又称色层法或层析法,是一种物理化学分析方法,它利用不同溶质(样品)与固定相和流动相之间的作用力(分配、吸附、离子交换等)的差别,当两相做相对移动时,各溶质在两相间进行多次平衡,使各溶质达到相互分离色谱法分类:1按两相状态分类1)气相色谱(GC)a气固色谱(GS C)b气液色谱(GS C)2) 液相色谱(LC)a液固色谱(LSC)b液液色谱(LLC)3) 超临界流体色谱(SFC)2.按分离机理分类吸附色谱法1)分配色谱法2)离子交换色谱法3)凝胶色谱法或尺寸排阻色谱法3

20、 .按固定相的外形分类1)柱色谱a填充柱色谱b毛细管柱色谱2)纸色谱3)薄层色谱色谱法的优点:1分离效率高2分析速度快3检测灵敏度高4选择性好5多组分同时分析色谱法的缺点:定性能力较差。为克服这一缺点,已经发展起来了色谱法与其他多种具有定性能力的分析技术的联用基线:色谱柱中仅有流动相通过时,检测器响应讯号的记录值。稳定的基线应该是一条水平直线峰高:色谱峰顶点与基线之间的垂直距离,以h表示保留值:1死时间tM (不被固定相滞留的组分(溶剂等)通过色谱柱所需时间。是从进样开始到非滞留组分的峰顶对应的时间)2保留时间tR(试样从进样开始到柱后出现峰极大值时所经历的时间,称为保留时间)3调整保留时间t

21、R(某组份的保留时间扣除死时间后称为该组份的调整保留时间,即tR= tR-tM )4死体积 VM (不被固定相滞留的组分进入色谱柱至出现色谱峰最高点时所通过的流动相的体积)5保留体积 VR (指从进样开始到被测组份在柱后出现浓度极大点时所通过的流动相体积。保留体积与保留时间tR的关系如下: VR = tR·F0) 6调整保留体积VR(某组份的保留体积扣除死体积后,称该组份的调整保留体积,即VR= VR- VM) 7相对保留值(某组份2的调整保留值与组份1的调整保留值之比,称为相对保留值)度量色谱峰区域宽度:1标准偏差(即0.607倍峰高处色谱峰宽的一半)2半峰宽W1/2 (即峰高一半

22、处对应的峰宽。它与标准偏差的关系是: W1/2 = 2.354)3峰底宽度W(从色谱峰两侧拐点作切线,这两根切线与基线交点之间的距离。W = 4) 从色谱流出曲线上,得到信息是:l根据色谱峰的个数,可以判断样品中所含组份的最少个数2根据色谱峰的保留值(或位置),可以进行定性分析3根据色谱峰下的面积或峰高,可以进行定量分析。4色谱峰的保留值及其区域宽度,是评价色谱柱分离效能的依据5色谱峰两峰间的距离,是评价固定相(和流动相)选择是否合适的依据速率方程的启示:1为柱形的研究和发展提供理论依据2为操作条件的选择提供提供理论指导3为色谱柱的填充提供理论指导对柱形研究和发展的影响:1A=0?2Golay

23、1957年提出毛细管柱的概念3毛细管柱A=0,H=B/u+Cu4分离能力大大提高5B=0?6溶质在液体中的扩散系数DL10-5cm2/s7溶质在气体中的扩散系数Dg10-1cm2/s8DL Dg9当采用液体做流动相时B010液体做流动相时可以选用更细的固定相,A11HPLC柱效比GC要高23个数量级容量因子k的影响:1不同组分的k不同,测出的柱效不同2在气相传质阻力相中,k,Cg 理论上说k越小柱效越高,实际不可取3在液气相传质阻力相中,k,CL 先,后,当k=1时,最大4希望k在一个合适的范围内,通过改变柱温,固定相,柱型参数等可实现柱温的影响:1间接影响、十分复杂2对k影响,对扩散系数影响

24、,从而对柱效产生影响,但产生影响情况难以判断对色谱柱填充理论的影响:柱径:根据速率方程,柱径越小,柱效越高,但柱径越小,固定相越难填充均匀。柱长L:柱长增加,总塔板数增加,但柱长增加,分离时间也增加。固定相粒径Dp:粒径减小,A项减小,C项减小,柱效增加。但粒径太小,不易填充,同时A项增大。液膜厚度:从柱效角度考虑,液膜越薄,柱效越高,但允许的进样量减少。固定液和担体的配比一般在5:10026 :100之间。更重要的是:不同沸点的物质,应采用不同配比的固定相问答题21. 分析方法的选择与评价的基本依据是什么?2. 原子光谱与分子光谱的产生机理及其异同.3.在原子吸收光谱分析中为什么要求使用锐线

25、光源?解:锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源,如空心阴极灯。在使用锐线光源时,光源发射线半宽度很小,并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形,即峰值吸收系数Kv在此轮廓内不随频率而改变,吸收只限于发射线轮廓内。这样,求出一定的峰值吸收系数即可测出一定的原子浓度。4.原子吸收光谱分析仪的基本构造包括哪几部分,各有什么作用?原子吸收光谱仪(AAS)- 基本构造:原子吸收分光光度计由光源、原子化系统、分光/光学系统及检测显示系统四个主要部分组成。FAAS光源:提供待测元素原子吸收的特征谱线。光源应满足的条件a.锐线光源。b.辐射光强度大,稳定性好,背景小。常

26、用的有:空心阴极灯、蒸气放电灯、无极放电灯原子化系统:提供能量使试样干燥、蒸发和原子化。分为:a.火焰原子化:乙炔或笑气等气体燃烧。b.无火焰原子化:电热高温石墨炉、化学原子化、激光。(预混合型)火焰原子化装置分光系统将待测元素的共振线与邻近的干扰谱线分开的装置。组件:色散元件/单色器(滤波片、棱镜、光栅),凹凸镜、狭缝等。检测显示系统:主要由检测器、放大器、对数变换器、显示记录装置组成。a.检测器-将单色器分出的光信号转变成电信号。如:光电池、光电倍增管、光敏晶体管等。b.放大器-将光电倍增管输出的较弱信号,经电子线路进一步放大c.对数变换器-光强度与吸光度之间的转换。d.显示、记录5.原子

27、吸收光谱分析的定量依据是什么?有哪些主要的定量方法?解:在一定的浓度范围和一定的火焰宽度条件下,当采用锐线光源时,溶液的吸光度与待测元素浓度成正比关系,这就是原子吸收光谱定量分析的依据。常用两种方法进行定量分析:()标准曲线法:配制一组合适的标准溶液,由低浓度到高浓度,依次喷入火焰,分别测定,其吸光度A。以A为纵坐标,c为横坐标绘制A-c标准曲线。特点:该方法简便、快速,但仅适用于组成简单的试样。()标准加入法:取若干份体积相同的试液(cx),依次按比例加入不同量的待测物的标准溶液(cO),定容后浓度依次为cx,cx+cO,cx+2cO,cx+3cO,cx+4cO 分别测得吸光度为:Ax,A1

28、,A2,A3,A4以A对浓度c 做图得一直线,图中cx点即待测溶液浓度。特点:本方法适用于试样的确切组分未知的情况。不适合于曲线斜率过小的情况。6.原子吸收光谱分析的主要干扰因素及其消除方法.解:()光源强度变化引起基线漂移,消除方法:选择适宜的灯电流,并保持灯电流稳定,使用前应该经过预热()火焰发射的辐射进入检测器(发射背景),消除方法:可以采用仪器调制方式来减免,必要时可适当增加灯电流提高光源发射强度来改善信噪比()待测元素吸收线和试样中共存元素的吸收线重叠消除方法:可以选用其它谱线作为分析线如果没有合适的分析线,则需要分离干扰元素7.原子发射光谱分析的定性定量依据是什么?8.FAAS和I

29、CP-AES中的火焰的作用有何异同?9.为什么有些仪器分析方法要求使用内标法?怎样选择内标物?在光谱定量分析中,元素谱线的强度I与该元素在试样中的浓度C呈下述关系:I= aCb在一定条件下,a,b为常数,因此log I = b logC +loga亦即谱线强度的对数与浓度对数呈线性关系,这就是光谱定量分析的依据。在光谱定量分析时,由于a,b随被测元素的含量及实验条件(如蒸发、激发条件,取样量,感光板特性及显影条件等)的变化而变化,而且这种变化往往很难避免,因此要根据谱线强度的绝对值进行定量常常难以得到准确结果。所以常采用内标法消除工作条件的变化对测定结果的影响。用内标法进行测定时,是在被测元素

30、的谱线中选择一条谱线作为分析线,在基体元素(或定量加入的其它元素)的谱线中选择一条与分析线均称的谱线作为内标线,组成分析线对,利用分析线与内标线绝对强度的比值及相对强度来进行定量分析。这时存在如下的基本关系:logR = log(I1/I2) = b1logC + logA ;其中A=a1/I2内标元素与内标线选择原则:内标元素在原试样中不存在或含量极微,外加含量必须适量和固定。如样品基体元素的含量较稳时,亦可用该基体元素作内标。内标元素与待测元素化合物在光源下应有相近的蒸发特性。分析线与内标线无自吸或自吸很小,且不受其它谱线的干扰。激发能或电离能应尽量相近匀称线对,不能选一离子线和一原子线作

31、为分析线对。分析线对的波长及强度接近。内标法:在样品中加入已知量的标准物质(内标物),然后比较内标物和被测组分的峰面积,从而确定被测组分的浓度以抵消实验条件和进样量变化带来的误差.对内标物的要求:a/样品中不含有内标物质.b/内标物与被测组分的物理化学性质要相似.c/与样品能互溶但无化学反应.d/峰的位置在各待测组分之间或与之相近且能完全分离.e/内标物浓度恰当,使其峰面积与待测组分相差不太大.10.有机化合物的吸收带主要由哪几种跃迁产生? 四种电子跃迁方式及对应的紫外光谱ss*(200nm以下):一般发生在远紫外线区,饱和烃类C-C键;ns*(150nm250nm):发生在远、近紫外线区之间

32、,CX键,XS、N、O、Cl、Br、I 等杂原子;pp* (200nm ):发生在近紫外线区,随着共扼体系的增大或杂原子的取代,max向长波动;max104,是强吸收带;np*(200nm400nm):发生在近紫外线区与可见光区之间,是生色团中的未成键孤对电子向*轨道跃迁。11.紫外吸收光谱与分子结构的关系.12.UV-VIS分光光度计基本构造包括哪几部分,各有什么作用?13.为什么UV-VIS分析仪对分光系统性能的要求较AAS低?14.UV-VIS定性定量分析的依据是什么?有哪些主要的定性定量方法?15.怎样对UV-VIS分光光度计进行波长读数校正?16.朗伯-比耳吸收定律的适用条件及偏离原

33、因? 应用朗伯-比尔定律的条件是入射光必须为单色光;被测样品必须是均匀介质;在吸收过程中,吸收物质之间不能发生相互作用。朗伯-比尔定律适用范围是紫外光、可见光、红外光、均匀非散射的液态样品、微粒分散均匀的固态或气态样品;偏离的原因有朗伯-比尔定律的局限性;非单色入射光引起的偏离;溶液本身化学变化引起的偏离。17.色谱分离的基本原理是什么?17.色谱定性定量分析的依据是什么?有哪些主要的定性定量方法?18.气相色谱的基本设备包括那几部分,各有什么作用? 19.不同GC检测器的响应机理及选择性.20.电化学方法的主要类型及基本原理?(重点:电位法/电导法/极谱法)21.电化学分析法与其它仪器分析方

34、法相比,有哪些优点?22.为什么pH玻璃电极在使用前必须浸水活化?23.电位法测定溶液pH的基本原理是什么?24.电位/电导滴定法与常规滴法相比,有何优点?25如何确保仪器分析测定结果的质量与可靠性?综合考点31.程序升温技术的种类有哪几种,可以获得哪些信息?每一种分析技术的主要参数是什么?答:程序升温技术的种类:程序升温脱附(TPD)、程序升温还原(TPR)、程序升温氧化(TPO)、程序升温硫化(TPS)、程序升温表面反应(TPSR)。每一种分析技术的主要参数:载气流速、升温速率,其中:TPD的 6个参数:1、载气流速(或抽气速率;)2、反应气体/载气的比例(TPR);3、升温速率;4、催化

35、剂颗粒大小;5、吸附(反应)管体积和几何形状; 6、催化剂“体积/质量”比TPR 、TPO:载气流速、升温速率、催化剂重量可以获得以下重要信息:l.表面吸附中心的类型、密度和能量分布;吸附分子和吸附中心的键合能和键合态。2.催化剂活性中心的类型、密度和能量分布;反应分子的动力学行为和反应机理。3.活性组分和载体、活性组分和活性组分、活性组分和助催化剂、助催化剂和载体之间的相互作用。4.各种催化效应协同效应、溢流效应、合金化效应、助催化效应、载体效应等。5.催化剂失活和再生。2.扫描电镜,透射电镜,原子力显微镜的成像特点以及对样品的要求,可以得到那些信息?答:扫描电镜(SEM):可得到二次电子像

36、、背散射电子镜。要求样品:1)尽可能保持活体时的形貌和结构;2)尽可能防止样品的变形;3)具有表面良好的导电性,不导电的样品要求镀一层导电膜。得到信息:可用于观察样品表面形貌的信息,还可利用样品发出的其他信号作出微区成分分析。透射电镜(TEM):得到透过试样的透射电子束或衍射电子束所形成的二维图像。样品要求:1)制备很薄以利于电子穿过;2)样品在适当的溶液中具有良好的分散热,然后滴在支持膜上,再用铜网承载。得到信息:用于观察物质的微观的物相分析、结构分析、成分分析(电子衍射确定晶体位向、晶体缺陷结构及晶体学特征)原子力显微镜(AFM):得到样品表面原子级三维立体形貌图像、软硬空间分布图 样品要

37、求:生理状态的各种物质,在大气或溶液中都能进行,只需对很少的样品要求做前期的处理。得到信息:用于研究材料的各种表面结构,测试其硬度、弹性、塑性等力学性能,也可以获得表面委屈摩擦性质,还可以操纵原子、分子进行纳米尺度加工的力行为。3.晶体学理论和结构研究理论是否测量非晶体,应用什么方法可以同时测量晶体和非晶体?X射线测定晶系时分别表示什么状态的分子的分子被激发出来。答:不适合,用扩散X射线吸收精细结构(EXAFS)可用测量晶体和非晶体在入射X射线光子的能量与内层电子激发所需能量相等时,会导致吸收增加,使电子电离为光电子,产生突跃(吸收边),由K层电子(1S电子激发)被激发而形成的吸收边称为K吸收

38、边,由L壳层电子被激发而形成的吸收边为L吸收边,由于L壳层电子又可以分为三种能态,所以L吸收边又分为L1 L2 L3(如2S电子跃迁形成L1 ,2P电子对应2P1/2 2p2/3两组形态分别形成L2 L3 边)4.元素分析已经确定元素的化学式,需要用什么波谱,及分析时的大致步骤答:可以用来分析的波谱有:紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMRS)、电子自旋共振(ESR)、质谱(MS)等大致步骤:1. 利用质谱确定分子离子峰以确定分子量2.利用质谱的分子离子峰(M)和同位素峰(M+1)(M+2)的相对强度获得可能的分子式3.由分子式可计算不饱和度,继而检测化合物的大致类型4.从紫外

39、光谱计算E值,根据E值和最大吸收峰()的位置,可检测化合物是否是共轭体系或芳香族化体系5.红外光谱可提供分子中可能存在的光能团信息6.由质谱的分子离子峰、碎片离子峰分析分子的片段,根据质荷比推测可能失去的分子片段连接方式7.由核磁共振谱可获得分子中含氢的种类型、个数、相邻峰之间的联系来验证推测结构是否合理。5.用固体表面测定酸度的方法可测得那些结果,以确定的常见的测酸位的方法有哪些?答:通常对固体酸酸位的表征包括酸位的类型、酸度、酸总量、酸位的微观结构四个方面。表征方法有:吸附指示剂滴定法、程序升温热脱附法、红外光谱法、吸附微量热法、热分析方法和核磁共振谱等。常见的测酸位的方法有:吸附指示剂滴

40、定法(这个方法从理论依据到试验操作都有不少缺陷,如到达吸附平衡耗时长等),吸附微量热法(能定量的测得表面算的酸量和强度,但不能直接区分B酸和L酸),红外光谱法(用NH3、吡啶、三甲基胺等碱性吸附质吸附后测得的红外光谱来测定B酸和L酸,但对同一固体表面上酸强度的变化的研究还比较缺乏)6.分子结构与荧光的关系:答:(1)跃迁类型: * 的荧光效率高,系间跨越过程的速率常数小,有利于荧光的产生;(2)共轭效应:具有芳香环或杂环的分子有利于提高共轭度,增加荧光强度(3)刚性平面结构:可降低分子振动,减少与溶剂的相互作用,故具有很强的荧光。(4)取代基效应:芳环上有供电子基如-OH-、-NH2,使荧光增

41、强。芳环上有吸电子基如-COOH-、-CO,使荧光减弱。取代基为-SO3H则不影响荧光强度。7.离子峰的类型有哪些,简述分子离子峰的规律?答:离子峰的类型有:分子离子峰,同位素离子峰、碎片离子峰、重排离子峰、两价离子峰、离子分子反应峰、亚稳离子峰离子峰的规律(N规律):由C、 H、 O组成的化合物,M的m/e一定是偶数由C、 H、 O、 N组成的化合物,N的原子个数为奇数时,M的m/e一定是奇数由C、 H、 O、 N组成的化合物,N的原子个数为偶数时,M的m/e一定是偶数8. HPLC选择流动相要求:答:1.动相应不改变填料的任何性质。要求流动相溶剂纯度高,化学稳定性好。必须与检测器匹配。粘度要低(应<2cp)对待测样品的溶解度要适宜,即必须具有合适的极性和良好的选择性。样品易于回收。应选用挥发

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