现代仪器分析

1、现代仪器分析具有 准确 灵敏 快速 自动化程度高的特点，常用来测定含量很低的微痕量组分，是分析化学的发展方向1 什么事仪器分析和化学分析？他们有什么不同点？化学分析时利用化学反应及其计量关系金星分析的一类分析方法，而现代仪器分析则是以物质的物理性质或物理化学性质及其在分析过程中所产生的分析信号与物质的内在关系为基础，并借助于比较复杂或特殊的现代仪器，对待测物质进行定性定量及结构分析和动态分析的一类分析方法。2 仪器分析方法的主要评价指标：检出限 精密度 准确度 选择性 标准曲线 灵敏度 3 样品的制备：样品的粉碎、混匀、缩分的过程，称为样品的制备。制备的目的是为了保证分析样品的均匀和确保分析结

2、果的正确性。第二章 光分析法导论光的特征：E=h=hc不同波长的光具有不同的能量，波长越长能量越低，反之越低越高透射率T=I/I，吸光度A=lg1/T，朗波比尔定律A=kcL 物质的吸光度与吸收样品的浓度c及厚度L的成绩呈正比，这就是光的吸收定律，也称郎律，k比例系数，与介质的性质 温度 入射光的波长有关，c单位mol/L，L单位cm第三章 原子发射光谱法1原子发射光谱法(AES)是根据待测物质的气态原子或离子受激发后所发射的特征光谱的波长及其强度来测定物质中元素组成和含量的分析方法。 2原子发射光谱分析的特点：(1)可多元素同时检测(2)分析速度快(3)选择性好(4)检出限较低(5)准确度较

3、高(6)ICP性能优越(7)缺点非金属元素不能检测或灵敏度低。3光源的作用：提供能量使样品蒸发, 形成气态原子, 并进一步使气态原子激发而产生光辐射。 4等离子体： 一般是指电离度大于0.1%，阴、阳离子浓度相等，电荷为零的，可以导电的混合气体。 5激发源的作用是为试样蒸发、原子化、和激发提供所需要的能量，从而产生发射光谱，它的性能影响着谱线的数目和强度。6 ICP炬的组成：ICP 高频发生器+ 炬管+ 供气系统+样品引入系统 原理：利用等离子体放电产生高温激发光源7 ICP激发源的分析性能： 1）灵敏度高，稳定性好； 2）适用于液体分析，样品用量少；3）由于不用电极，样品污染小；4）氩气背景

4、干扰少，信噪比高，适合于低含量元素的定量分析；5）缺点：消耗氩气量较大，费用较高 8光谱定性分析：定性依据：元素不同电子结构不同光谱不同特征光谱9什么是元素的分析线、最后线、灵敏线？分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线；最后线：浓度逐渐减小，谱线强度减小，最后消失的谱线；灵敏线：最易激发的能级所产生的谱线，每种元素都有一条或几条谱线最强的线，即灵敏线。最后线也是最灵敏线；共振线：由第一激发态回到基态所产生的谱线；通常也是最灵敏线、最后线；第四章 原子吸收光谱法1 原子吸收光谱法定义：是基于待测元素的基态原子对其特征谱线的吸收程度而建立起来的分析方法。表

5、示原子吸收线轮廓的特征量，是吸收线的特征频率和宽度，特征频率是指极大吸收系数k0所对应的频率 2 影响原子吸收线的宽度的主要因素：（1）自然宽度 （2）多普勒变宽 （3) 压力变宽 3 原子吸收线的特征量是吸收线的特征频率 和宽度； 特征频率是指极大吸收系数 所对应的频率4 锐线光源就是能辐射出谱线宽度很窄的原子线光源，它的作用不仅可以避免采用分辨率极高的单色器，而且使吸收线和发射线变成了同类线，强度相近，吸收前后发射线的强度变化明显，测量能够准确进行。5 原子吸收光源的作用：提供待测元素的特征光谱。获得较高的灵敏度和准确度。6 锐线光源应满足如下要求；（1）辐射的共振线半宽度明显小于吸收线的

6、半宽度-锐线光源（2×10-3nm）；（2）共振辐射强度足够大，以保证有足够的信噪比；（3）稳定性好，背景小 。（4）光谱纯度要高，在光源通带内无其他干扰光谱7空心阴极灯的构造：8 原子化器的作用是将试样中的待测元素转化为基态原子，以便对特征光谱线进行吸收收。它包括：火焰原子化，石墨炉原子化和低温原子化三类。9 同种火焰的三种类型：1富燃焰：燃气量大于化学计量的火焰 2 贫燃焰：助燃气大于化学计量的火焰3化学计量焰是指助燃气与燃气按照它们的化学计量关系提供的，一般温度高，适用于多数元素原子化。10物理干扰及消除方法:(1)物理干扰指试样在转移、蒸发过程中任何物理因素变化而引起的干扰效

7、应。干扰因素：试液的粘度 表面张力 溶剂的蒸气压 雾化气体的压力。消除的办法是配置与待测溶液组成相似的标准溶液或采用标准加入法，使试液与标准溶液的物理干扰相一致，从而达到抵消误差的作用。（2）化学干扰：指在溶液或原子化过程中待测元素与其他组分发生化学反应而使其原子化效率降低或升高而引起的干扰。化学干扰有：形成化合物和电离干扰。消除的方法：加释放剂，加保护剂第五章 紫外可见吸收光谱法 朗波比尔的物理意义：一束平行单色光通过均匀溶液时溶液的吸光度A与溶液中吸光物质的浓度c及夜层厚度的乘积呈正比，在一定温度下，摩尔吸收系数k越大表示物质对该波长的光吸收能力越强，用于定量分析的灵敏度越高 1 偏离郎伯

8、比尔定律的原因：（1）入射光并非完全意义上的单色光而是复合光。（2）溶液的不均匀性，如部分入射光因散射而损失，（3）溶液中发生了如解离、缔合、配位等化学变化。2 物质不同，其分子结构不同，则吸收光谱曲线不同， 不同，所以可根据吸收光谱曲线对物质进行定型鉴定和结构分析。 3电子跃迁的四个类型及紫外可见光区的范围：4 吸收带：B吸收带 E吸收带 R吸收带 K吸收带5 影响紫外可见吸收光谱的因素：1 共轭效应 2 助色效应 3 超共轭效应 4 溶剂效应6紫外可见分光光度计的基本结构：光源 单色器 吸收池 检测器 显示器 7紫外可见吸收光谱法定性分析的依据：根据吸收光谱的形状，吸收峰的数目以及最大吸收

9、波长的位置和相应的摩尔吸收系数进行定型鉴定电子跃迁的类型有(如下)各种跃迁所需能量大小为*>*>及跃迁都需要不饱和官能团提供轨道，是紫外-可见吸收光谱的主要研究对象，因为跃迁所需的能量使吸收峰进入了便于实验的光谱区域200-1000nm紫外-可见分光光度计的波长范围200-1000nm，主要由光源单色器吸收值 检测器 显示器紫外-可见吸收光谱进行定性分析时，通常是根据吸收光谱的形状，吸收峰的数目，最大吸收波长的位置，相应的摩尔吸收系数进行定性鉴定 浓度计算题第六章 红外吸收光谱法计算题红外光分为远、中、近吸红外吸收光谱，其中中红外区4000-400cm，在红外吸收光谱中，习惯上以微

10、米为波长单位，以波数（cm）来表示频率光谱图纵横坐标的含义，纵A吸光度，横波数1物质吸收红外光应满足的两个条件：1）辐射能应具有能满足物质产生振动跃迁所需的能量；2）辐射与物质间有相互偶合作用，产生偶极炬的变化红外吸收光谱仪的基本结构：光源，单色器，吸收池，检测器和记录系统等组成。中红外光区最常用的红外光源是：硅碳棒和能斯特灯。影响集团频率的因素：内部因素：1）诱导、共轭、氢键效应；外部因素：物态影响、溶剂影响计算不饱和度公式一个双键和一个环、两个环的不饱和度为2，一个苯环的不饱和度为4第七章 分子发光分析法1分子荧光和磷光的产生及其类型：1,分子荧光：处于S1或T1态的分子返回S0态是伴随发

11、光现象的过程称为辐射去激，分子从S1态的最低振动能级跃迁至S0态各个振动能级所产生的辐射光称为荧光。2 分子磷光：当受激分子降至S1的最低振动能级后，经系间串跃至T1态，并经过T1态的最低振动能级回到S0态的各振动能级所辐射的光称为磷光2荧光与磷光的根本区别：荧光是由激发单重态最低振动能层至基态各振动能层间跃迁产生的；而磷光是由激发三重态的最低振动能层至基态各振动能层间跃迁产生的3激发光谱：将荧光（磷光）的发射波长固定在最大发射波长处,改变激发波长并测定相应的荧光（磷光）强度，由此得到的荧光(磷光）强度与激发波长的关系曲线即为激发光谱。 4发射光谱：将激发光波长固定在最大激发波长处,改变发射波

12、长并测定相应的荧光（磷光）强度，由此得到的荧光(磷光）强度与发射波长的关系曲线即为发射光谱，简称荧光光谱 5荧光发射光谱的特点：1) Stokes位移：与激发光谱相比,发射光谱的波长总是出现在更长的波长处。2) 发射光谱的形状与激发波长无关。3) 吸收光谱与发射光谱呈镜像对称关系。 6荧光分析仪器主要组成：激发光源、单色器、样品池、狭缝、光电倍增管（PMT）、读出装置。 分子发光分析法通常包括：光致发光分析 电致发光分析化学发光分析和生物发光分析第十章 质谱分析法1 利用电磁学原理，将化合物电离成具有不同质量的离子，然后按其质荷比的大小依次排列成谱收集和记录下来，称为质谱 特点 （1）是唯一可

13、以确定分子式的方法 （2）灵敏度高 （3）根据各类有机化合物分子的断裂规律，质谱中的分子碎片离子峰提供了有关有机化合物结构的丰富信息2质谱仪组成：有进样系统、离子源、质量分析器、离子检测和记录系统分子离子峰的定义：样品分子受到高速电子撞击后失去一个电子生成正离子称为分子离子同位素离子峰：质谱图中可能出现有一个或多个重同位素组成的分子所形成的离子峰3分子离子峰和同位素离子峰的区别P171 4苯的裂解特征p173N律：由C，H，（O），N组成的离子，其N为偶数个时如果离子的质量数为偶数时，必含有奇数个离子，如果离子的质量为奇数必含有偶数个电子，反之当N为奇数个时，若离子的质量数为偶数，则必含有偶数

14、个电子，若离子的质量数为奇数，则必含有奇数个电子一般芳烃产生的m/z=91离子峰为基峰 O-CH CH CH第十五章 分离分析法导论1 色谱法的分离原理：当混合物随流动相流经色谱柱时，就会与柱中固定相发生相互作用（溶解、吸附等），由于混合物中各组分物理化学性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱不同，因此，随着流动相的移动（在同一推动力作用下），混合物在两相间经过反复多次的分配平衡，使得各组分在固定相中的滞留时间不同，从而使混合物中各组分按一定顺序从柱中流出。这种利用各组分在两相中性能上的差异，使混合物中各组分分离的技术，称为色谱法。固定相：管内填充物是固定不动的，成为固定相2气相色谱

15、 流动相是气体的色谱法称为气相色谱（GC）,其固定相是固体吸附剂的，称为气-固色谱（GSC）；若固定相是涂在惰性载体（担体）上的液体，则称为气-液色谱（GLC）。常用的气相色谱流动相有N2、H2、He等气体。3液相色谱：流动相是液体的色谱法称为液相色谱(LC)。其固定相是固体吸附剂的，称为液-固色谱（LSC）、若固定相是液体，则称为液-液色谱（LLC）。常用的液相色谱流动相有H2O、CH3OH、CH3CH2OH、CH3CH2CN等4色谱图就是组分在检测器上产生的信号强度对时间t所作的图，由于它记录了各组分流出色谱柱的情况所以又叫色谱流出曲线，5色谱流出曲线的意义：色谱峰数样品中单组份的最少个数

16、；色谱保留值定性依据；色谱峰高或面积定量依据；色谱保留值或区域宽度色谱柱分离效能评价指标；色谱峰间距固定相或流动相选择是否合适的依据6分配系数 描述组分在固定相和流动相间的分配过程或吸附-脱附过程的参数，称为分配系数，K 只与固定相和温度有关，与两相体积、柱管特性和所用仪器无关。K值表明了组分与固定相间作用力的大小。K值大，说明组分与固定相的亲和力大，即组分在柱中滞留的时间长，移动速度慢。 7 两式知道，理论塔板数n越多、理论塔板高度H越小、色谱峰越窄，则柱效越高。8定性分析：确定试样中的各组分，即每个色谱峰各代表的何种化合物。保留值定性的依据。9用已知物对照定性 在一定操作条件下，各组分保留

17、时间是一定值。2. 根据经验式定性（碳数规律，沸点规律）3. 根据相对保留值 ri,s 定性4. 保留指数（Kovats指数）定性色谱定性分析法 1）利用保留时间定性 分别以试样和标准物进样，分析各自的色谱图，对照。 2）利用峰高增量定性 通过在样品中加入标准物，看试样中哪个峰增加来确定。第十六章 气相色谱法气象色谱仪主要有气路系统，进样系统，分离系统，检测系统，记录系统，温控系统组成分离系统和检测系统是仪器的核心固定液的要求：1）在使用温度下士液体，应具有较低的挥发性；2）良好的热稳定性3）对要分离的各组分应具有合适的分配系数4）化学稳定性好，不与样品发生反应氢火焰离子化检测器（FID）的原

18、理：FID主要部件离子室，氢气与载气在进入喷嘴前混合，在火焰上方筒状收集电极和下方的圆环状极化电极间施加恒定电压，当待测有机物有载气携带从色谱柱流出，进入火焰后，在高温火焰2000度左右发生离子化反应，生成许多正离子和电子，在外加电场作用下，向两极定向移动形成微电流，微电流放大后由记录仪纪录下来影响检测灵敏度的因素：H/N比，空气流量与极化电压，使用范围是含碳有机化合物第十七章 高效液相色谱法1 高效液相色谱仪的构成：（1）高压输液系统：储液罐，高压输液泵，梯度洗脱装置。（2）进样系统。（3）色谱分离系统（4）检测系统梯度洗脱：有 等梯度洗脱 和 梯度洗脱 两种2 梯度洗脱的特点：改善分离, 加快分析速度； 改善峰形，减