仪器分析复习

1、选择题20分，填空题20分，判断题10分，简答题30分，计算题 20分1、仪器分析的分类、特点、主要评价指标分类：光学分析法、电化学分析法、色谱法、其他仪器法特点：1）灵敏度高 2）取样量少 3）检出度高 4）操作简便。缺点是相对误差大主要评价指标：精密度、准确度、选择性、灵敏度、检出限、标准曲线的线性及线性范围2、各个仪器分析方法的英文缩写及分析对象紫外-可见吸收光谱法UV-vis-物质组成和结构红外吸收光谱法IR鉴定化合物类别，鉴定官能团原子吸收光谱法AAS主要测定金属元素、非金属元素气相色谱法GC分离化合物高效液相色谱法HPLC分离化合物磁核共振波谱法NMC有机分子结构3、分子光谱的产生

2、（红外、紫外）紫外：用紫外-可见光照射分子时，会发生电子能级的跃迁，对应产生的跃迁，对应产生的光谱，称为电子光谱，长称紫外-可见吸收光谱红外:利用物质对红外辐射的吸收所产生的红外吸收光谱，对物质的组成、结构及含量进行分析测定的方法叫红外吸收光谱分析法。4、朗伯比尔定律（紫外、原子吸收的计算，摩尔吸光系数）A = lgI0 / Iv= kCLIo=入射光强，Iv=透射光强A=bc =摩尔吸光系数 摩尔吸收系数k：吸光物质在特定波长和溶剂中的一个特征常数 ； k值愈大，方法的灵敏度愈高；k的单位：L.cm -1 . mol-1；5、 电子跃迁（类型、具体的光谱区域、具体的吸收带）1 *跃迁 <

3、;200nm远紫外区 饱和烃只能发生*跃迁； 2  n* 跃迁 200nm左右(150250nm)含有未共用电子对的杂原子（N、O、S、X）的饱和基团发生n* 跃迁3 *跃迁(K、B、E带)若有共轭体系，波长向长波方向移动， C=C, CC 4 n*跃迁(R带)吸收峰在200400 nm左右；5 含杂原子的双键不饱和有机化合物 C=S， O=N-， -N=N-6、 生色团和助色团生色团：含有非键轨道和分子轨道能引起n*，*跃迁的电子体系称为生色团。-C=O -, -C=C-,-C=C-O-，O=N-助色团是一种能使生色团的吸收峰向长波方向移动并增强其吸收强度的官能团，一般是含有未共享

4、电子的杂原子基团，如NH2，OH,NR2,SH,Cl，Br，OR，SR等。7、 影响紫外可见吸收光谱的因素1 共轭效应：共轭2 助色效应：n共轭 3 超共轭效应：共轭 4 空间位阻5 溶剂效应8、 紫外可见分光光度计基本部件和作用1 光源：提供连续光谱可见光区：钨灯作为光源，波长范围在3202500nm。紫外区：氢灯、氘灯。2 单色器：是从连续光谱中获得所需单色光的装置。常用的有棱镜和光栅两种单色器3 吸收池：盛放溶液的器皿，在紫外区须采用石英池，可见区一般用玻璃池。4 检测器5 信号显示器9、 红外吸收的条件1. 分子的振动必须能与红外辐射产生耦合作用。2. 只有当照射分子的红外辐射光子的能

5、量与分子振动能级跃迁所需的能量相等。10、双原子分子的振动（振动频率、基频峰和泛频峰）化学键的振动类似于连接两个小球的弹簧简谐振动k为化学键的力常数，其定义为将两原子由平衡位置伸长单位长度时的恢复力（单位为N·cm-1），m为折合质量。基频峰：v=0 v=1， 基本振动频率；注： 最强，红外主要吸收峰，一般特征峰都是基频吸收； 倍频峰 ：u=0 u=2，3等 合频峰： n1+n2， 2n1+n2等 差频峰： n2 -n1等泛频峰注：泛频峰强度弱，难辨认，却增加了光谱的特征性。伸缩振动 变形振动 (弯曲振动)11、 多原子分子的振动（基本振动类型，振动自由度的计算，影响吸收峰数目的因素

6、）振动形式数目：3n-6 非线性分子 3n-5 线性分子（所有分子在一条直线上）1 没有偶极矩变化的振动，不产生红外吸收；2 相同频率的振动吸收重叠，即简并；3 仪器不能区别频率十分接近的振动，或吸收带很弱，仪器无法检测；4 有些吸收带落在仪器检测范围之外；5 产生各种泛频峰。12、特征区和指纹区特征区(40001300cm-1)：是由伸缩振动产生的吸收带，为化学键和基团的特征吸收峰。吸收峰较稀疏，容易辨认，是鉴定基团存在的主要区域；指纹区(1800600cm-1)：是由单键的伸缩振动和变形振动产生的吸收带，相关峰常出现在指纹区。吸收峰密集、难辨认，能反映分子结构的细微变化。13、影响基团频率

7、的因素6 共轭效应：电子云密度均化，移向低波数；7 氢键的影响：降低双键特性，向低波数移动；8 诱导效应：吸电子基团使吸收峰向高波数方向移动；9 空间位阻：破坏共轭体系的共平面性，向高波数移动；10 振动偶合相邻的两个基团（其振动频率相近)，发生相互振动偶合，使吸收峰分裂；11 费米共振当泛频峰与某基频峰位相近时，由于相互作用产生强吸收带或发生峰的分裂；12 测量物态（气液固）13 溶剂效应14、红外吸收光谱仪的基本部件和作用14 光源：能够发射高强度连续红外辐射的物质 ，通常采用惰性固体作光源。常用的光源有能斯特灯和硅碳棒；15 吸收池：可测定固、液、气态样品；注意：用于测定红外光谱的样品有

8、较高的纯度(>98%)，且不 应含有水分。16 单色器： 把复合光色散成单色光，常用的有光栅、棱镜；17 检测器：真空热电偶、热（释）电检测器、碲镉汞检测器。15、谱图解析（重要的吸收峰的位置、特点）1） OH 36503200cm-1 确定 醇、酚、酸 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐的强吸收(s)；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽的强吸收(s)NH伸缩振动：35003100cm-1 （2）饱和碳原子上的CHCH3 2960 cm-1 反对称伸缩振动 2870 cm-1 对称伸缩振动CH2 2930 cm-1 反对称伸缩振动 2850 cm-1 对称伸缩振动CH 28

9、90 cm-1 弱吸收（3）不饱和碳原子上的=CH（º CH ） 苯环上的CH 3030 cm-1 =CH 30903010 cm-1 CH 3300 cm-1 叁键伸缩振动区（25001900cm-1 ）在该区域出现的峰较少；（1）RC CH 21402100 cm-1 RC CR 22602190 cm-1 R=R 时，无红外活性（2）RCN 非共轭 22602240 cm-1 共轭 22302220 cm-1 仅含C、H、N时：峰较强、尖锐；有O原子存在时；O越靠近C N，峰越弱；双键伸缩振动区(19001300 cm-1)1） RC=CR 1700 1600 cm-1 强度弱

10、， R=R（对称）时，无红外活性。（2）单核芳烃的C=C键伸缩振动(1650 1450 cm-1)（3）C=O （1850 1650 cm-1 ） 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。无取代苯，6个C-H，670680单吸收带单取代苯，690700,740750，两个吸收带邻位双取代苯，740750，单吸收带间位双取代苯，690700,780800，两个，还有一个在860弱带对位双取代苯。800850单吸收带化合物C8H10O的红外光谱如下图所示，试推测其结构。335010052935,285516151500750,700T%s/cm-114603000解：（1）计算不饱和度 W =1+8+1

11、/2（0-10）=4，可能含苯环；（2）3350cm-1强而宽的吸收带，缔合-OH形成的 nOH，1005 cm-1吸收峰 nC-O，醇类化合物；（3）3000 cm-1多重弱峰nf CH，1615，1500 cm-1吸收峰nC=C；750，700 d f CH 单取代；（4）2935，2855 cm-1有吸收峰，饱和烷基nCH吸收峰，1380 cm-1无吸收峰，说明不含-CH3，1460 cm-1是-CH2-的 dCH2。 3079cm-1=C-H伸缩振动 1642cm-1 C=C 伸缩振动990, 910cm-1 CH=CH2 弯曲振动16、色谱图中的基本术语1、 基线在实验操作条件下，色

12、谱柱后没有样品组分流出的曲线称为基线。稳定的基线应该是一条水平直线。2、 峰高色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（h）表示。峰高低与组分浓度有关，峰越高越窄越好。3、色谱峰面积A色谱峰与峰底所围的面积。4、色谱峰的宽度标准偏差峰高0.607倍处的色谱峰宽的一半。半峰宽Y1/2峰高一半处对应的峰宽。 Y1/2 =2.354基线宽度Y色谱峰两侧拐点所作切线在基线上的距离。 Y =45、色谱保留值定性的依据1）死时间t0不被固定相吸附或溶解的组分流经色谱柱所需的时间。（2）保留时间tR组分流经色谱柱时所需时间。（3）调整保留时间t¢R扣除了死时间的保留时间。t¢R =tR-t0*

13、t¢R体现的是组分在柱中被吸附或溶解的时间，更合理的反映了被测组分的保留特性。17、分配系数和分配比分配系数：组分在两相之间达到平衡分配时，该组分在两相中的浓度之比为一常数。分配比：溶质在两相中物质的量之比k=组分在固定相中物质的量/在组分在流动相中物质的量=K·（Vs/Vm）18、塔板理论（塔板数的计算公式，理论的创新点）在每一个平衡过程间隔内，平衡可以迅速达到；将载气看作成脉动（间歇）过程；试样沿色谱柱方向的扩散可忽略；每次分配的分配系数相同。色谱柱的总长度为L，每块塔板高度为H，则塔板数为n=L/Hn理论=（tR/Y1/2）²×5.54=16（tR

14、/Y）²n有效=（tR/Y1/2）²×5.54=16（tR/Y）²H有效=L/n有效N越大，H越小，柱效能越高，分离的越好19、速率理论（影响板高的因素）吸收了塔板理论中板高的概念，并充分考虑了组分在两相间的扩散和传质过程，从而在动力学基础上较好地解释了影响板高的各种因素。H = A + B/u + Cu A：涡流扩散项，B/u分子扩散项，Cu：传质阻力都小的时候塔板高度H才会小20、分离度相邻两组分色谱峰保留值之差与两组分色谱峰底宽总和之半的比值，即21、色谱的定性和定量方法一、定性分析确定每个色谱峰所代表的化合物 不同物质在同一色谱条件下，可能具有相

15、似或相同的保留值，即保留值并非专属的1.利用保留时间定性：此方法要求操作条件稳定、一致，必须严格控制操作条件，尤其是流速。不适用于不同仪器上获得的数据之间的对比。2.相对保留值法：相对保留值r21仅与柱温和固定液性质有关。在色谱手册中都列有各种物质在不同固定液上的保留数据，可以用来进行定性鉴定。3.保留指数定性法：保留指数又称为柯瓦（Kováts）指数，它表示物质在固定液上的保留行为，是目前使用最广泛并被国际上公认的定性指标。它具有重现性好、标准统一及温度系数小等优点。4.与其它分析仪器联用的定性方法（如：GC-MS目前解决复杂混合物中未知物定性的最有效工具等)2、 定量方法归一化法

16、：所有出峰组分的含量之和按100%计。" 内标法准称样品m（含被测组分mi ）+准称纯物质作内标物msAiAs色谱分离Ai=组分i峰面积，As为标准物峰面积，m为样品质量，f为质量校正因子内标物应是样品中不存在的纯物质；内标物的峰位置应尽量靠近被测组分的峰，或位于几个被测物色谱峰的中间并与这些色谱峰完全分离；内标物的质量应与被测物质的质量接近，能保持色谱峰大小差不多。22、气相色谱仪（基本部件和作用、程序升温、常用检测器）1-载气钢瓶；2-减压阀；3-净化器；4-针形阀； 5-转子流量计；6-压力表；7-进样器；8-色谱柱；9-热导检测器；10-放大器；11-温度控制器；12-记录仪

17、；程序升温指在一个分析周期内柱温随时间由低温向高温作线性或非线性变化，以达到用最短时间获得最佳分离目的。热导检测器(TCD)（氢）火焰离子化检测器(FID)电子捕获检测器(ECD)火焰光度检测器(FPD)氮磷检测器（NPD）也称热离子检测器(TID)原子发射检测器(AED) 硫荧光检测器（SCD）23、 毛细管气相色谱仪器的两个部件（分流和尾吹）24、 高效液相色谱仪（基本部件和作用、梯度洗脱、常用检测器）高效液相色谱仪的结构示意图流程 梯度洗脱：在一个色谱分析周期内，不断改变流动相配比、极性、pH、离子强度（使用两种或两种以上溶剂），以达到用最短的时间获得最佳的分离效果。常用检测器：紫外可见

18、吸收检测器（UV-Vis）荧光检测器(FLD)示差折光率检测器(RID)25、高校液相色谱法的主要类型（）1 .液 液分配色谱法（Liquid-liquid Partition Chromatography）2.液 固色谱法3 .离子交换色谱法（Ion-exchange Chromatography）4. 离子对色谱法（Ion Pair Chromatography）5. 离子色谱法（Ion Chromatography）6. 空间排阻色谱法（Steric Exclusion Chromatography）26、原子吸收光谱的产生原子吸收法就是利用原子蒸气对其共振线的吸收而进行定量的分析方法。各种元素的原子结构不同，由基态跃迁到第一激发态所需的能量不同，因此各元素的共振线有其特征性，又称做元素的特征谱线。K0/2DnK0n 0nKn n（谱线轮廓）"Kn27. 原子吸收谱线的轮廓的表示方法吸收线最高点对应的吸收系数叫峰值吸收系数或极大吸收系数Ko，最大吸收对应的频率叫中心频率或特征频率Vo，极大吸收系数一半Ko/2 处的宽度叫半宽度用v表示。28. 影响谱线宽度的因素自然宽度 热宽度（多普勒变宽）：压力变宽（劳伦兹变宽nL ，赫尔兹马克变宽）吸收线的轮廓主要受多普勒和劳伦兹变宽影