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文档简介
1、名词解释1固定相:由层析基质组成,包括固体物质(如吸附剂、离子交换剂)和液体物质(如固定在纤维素或硅胶上的液体),这些物质能与相关的化合物进行可逆性的吸附、溶解和交换作用。2流动相:在层析过程中推动固定相上的物质向一定方向移动的液体或气体。3保留时间:指被测组分从进样开始到柱后出现浓度最大值所需的时间。4迁移时间:粒子在外加电场作用下在缓冲液中定向移动所消耗的时间。5灵敏度:一定浓度或者一定质量的试样进入检测器后,产生一定的响应信号。响应信号对进样量的变化率即为灵敏度。6校准曲线:表示被测“量”的实际值与计量器具的示值之间的关系(或特性)曲线。7分离选择性:用某种分析方法分离测定某组分时,能够
2、避免样品中其他共存组分干扰的能力。8紫外截止波长:小于该波长辐射通过溶剂时,溶剂对此波长产生严重吸收。9调整保留时间:指扣除死时间后的保留时间。10保留因子:指一定温度、压力下,在两相间达分配平衡时,组分在固定、流动相两相间的分子数或物质的量之比。11选择性因子:指组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比。12检出限:也称敏感度,是指检测器恰能产生和噪声相鉴别的信号时,在单位体积或时间需向检测器进入的物质质量。13定量校正因子:为了使检测器产生的响应信号能真实地反映物质的含量而对响应值进行校正的量。14正相-液液色谱法:即流动相的极性小于固定液极性的液-液法。15电渗流:是一种电动现象。
3、当一个电场加在一个带电荷的表面(例如pH3的玻璃毛细管的内壁)或者多孔的固体介质(例如土壤)的两端,同时该表面或介质处在电解质溶液中的时候,溶液会以某一固定的速度流动。16电泳:在外加电场的影响下,带电的胶体粒子或离子在介质中作定向移动的现象。17淌度:离子在给定介质中单位时间和单位场强下移动的距离。与粒子的净电荷、半径及介质粘度等有关。18焦耳热:由两端高电压引起的电解质离子流的自热。载流导体中产生的热量Q。19临界胶束浓度:表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度。20法拉第电流:在电极反应中,电荷通过电极溶液界面形成的电流,称为法拉第电流法拉第电流引起的化学反应的量与
4、通过的电量成正比,即遵循法拉第定律,所以称为法拉第电流。21充电电流:当溶液中没有可在电极上起反应的杂质时,残余电流全部是电容电流。22残留电流:外加电压在未达到被测物质的分解电压之前,溶液中只有微小的电流通过,称为残余电流。23极限电流:电解时电极发生浓差极化,在微电极表面的金属离子浓度随着外加电压的增加而迅速降低,直至实际上变为零,此时电流不再随外加电压的增加而增加,而受金属离子从溶液本体扩散到达电极表面的速率所控制,并达到一个极限值,称为极限电流。24指示电极:用来指示溶液中离子活度变化的电极,其电极电位值随溶液中离子活度的变化而变化,在一定的测量条件下,当溶液中离子活度一定时,指示电极
5、的电极电位为常数.参比电极:在进行电位测定时,是通过测定原电池电动势来进行的,电动势的变化要体现指示电极电位的变化,因此需要采用一个电极电位恒定,不随溶液中待测离子活度或浓度变化而变化的电极作为基准,这样的电极就称为参比电极.25对电极:也就是反电极,阴极材料。比如铂对电极、碳对电极等。用的最多的就是Pt对电极!26离子选择性电极:是一种以电位法测量溶液中某种特定离子活度的指示电极。电极极化(浓差极化):电极电位将偏离其原来的平衡电位而发生所谓极化现象,由于电解时在电极表面浓度的差异而引起的极化现象。27线性电位扫描:电压随时间的变化是一条直线。28三角波扫描:电压随时间的变化呈三角形。29电
6、喷雾离子化:用属于一种软电离源的喷雾离子源,使大质量的有机分子生成带多电荷的离子。这是大气压离子化技术。离子受力进入溶液(微滴),之后微滴在强静电场中,被干燥的气体气化,这将使分子分裂,增加电荷浓度,增大带同性电荷离子之间的推斥力,使之超过凝聚力,离子变为气态。30化学发光:简称为 CL分析法是分子发光光谱分析法中的一类,它主要是依据化学检测体系中待测物浓度与体系的化学发光强度在一定条件下呈线性定量关系的原理,利用仪器对体系化学发光强度的检测,而确定待测物含量的一种痕量分析方法。31浓差极化:电极上有电流通过时,电极表面附近的反应物或产物浓度变化引起的极化。32离子对试剂:是由强亲水离子形成,
7、反作用于样品分子的中性离子对。因此,可用于同时分离带电分子和非带电分子。33色谱分辨率:是定量描述混合物中相邻两组分在色谱柱中分离情况的主要指标。色谱分辨等于相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰基线宽度总和之半的比值。34zeta电位:Zeta电位又叫电动电位或电动电势,剪切面(紧密层与扩散层的交界面)对远离界面的流体中某点的电位即为zeta电位,是表征胶体分散系稳定性的重要指标。35(表面活性剂)胶束:指当表面活性剂的正吸附到达饱和后继续加入表面活性剂,其分子则转入溶液中,因其亲油基团的存在,水分子与表面活性剂分子相互间的排斥力远大于吸引力,导致表面活性剂分子自身依赖范德华力相互聚集,
8、形成亲油基向内,亲水基向外,在水中稳定分散,大小在胶体级别的粒子。36(毛细管电泳)电动进样:将毛细管的进样端插入装有试样溶液的试管中,试样管中插入电极与检测端的缓冲液间施加进样电压,并维持一定时间,试样溶液在电泳和电渗流作用下进入毛细管,然后再将试样溶液换成载体缓冲液,电泳即将进行。37双电层:电极与电解质溶液界面上存在的大小相等符号相反的电荷层。38金属电极电位: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此溶液中的电位或电极电位。39电极电位:两种导体接触时,其界面的两种物质,可以是固固,固液,液液,因两相中的化学组成不同,故将在界面处发生物
9、质迁移,若进行迁移的物质带有电荷,则将在两相之间产生一个电位差。40膜电位:当玻璃电极浸入被测溶液时,玻璃膜出于内部溶液和待测溶液之间,跨越玻璃膜产生的电位差叫做膜电位。膜内部溶液和外部溶液有不同的PH时,内表面和外表面与溶液接触而电荷分布不同,跨越膜两侧有一定的电位差,称为膜电位。41扩散电位:电解质的盐溶液中当从浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散时,在组成盐的阴、阳两种离子的淌度存在差别的情况下,浓度高的离子就领先,浓度低的离子就迟后,因为这种关系溶液中就产生了电位差,这就是扩散电位。42液接电位:在两种组成不同或浓度不同的溶液接触界面上,由于溶液中正负离子扩散通过界面的迁移率不相等,破坏界面
10、上的电荷平衡,形成双电层,产生一个电位差。PH电极:是PH计上与被测物质接触的部分,用来测电极电位的装置,通常为玻璃电极,即指示电极。43芯片液相:一种芯片技术与流式细胞术相结合的新技术。即将DNA、抗体等附着于微球表面作为探针,在液相中与待测物结合,再加入荧光标记的报道分子,借助流式细胞仪检测微球表面荧光标记物。44微柱液相:各种原理1简述液相色谱的检测器的工作原理:紫外可见检测器原理是基于被测试样组分对特定波长紫外线的选择性吸收,组分浓度与吸光度的关系遵守比尔定律。Lambert-Beer定律的具体内容,即当一束单色光透过流动池时,若流动相不吸收光,则吸收度A与吸光组分的浓度C和流动池的光
11、径长度L成正比.。特点:具有很高的灵敏度,对温度和流速不敏感,可用于梯度洗脱,结构简单;缺点是不适用于对紫外光完全不吸收的试样,溶剂的选用受限制。(B)荧光检测器工作原理:荧光强度F与吸收光强度成正比.。对于稀溶液,荧光强度与荧光物质溶液浓度、摩尔吸光系数、吸收池厚度、入射光强度、荧光的量子效率及荧光的收集效率等成正相关。在其他因素保持不变的条件下,物质的荧光强度与该物质溶液浓度成正比,这是荧光检测器的定量基础。荧光检测器属于溶质型检测器,可直接用于定量分析。(C)电导检测器:电导检测器的作用原理是根据物质在某些介质中解离后所产生的电导变化来测定解离物质的含量。电导检测器的响应受温度影响较大,
12、因此要求严格控制温度。它的特点是稳定性较好,价格低,应用范围广。(D)安培检测器:安培检测器的工作原理是HPLC中被分离的电活性物质流经电极表面时,由于溶液与电极间的电势差,电活性物质会得到或失去电子,因此,溶液和电极间会发生电荷转移,形成电流,该电流的强度复合法拉第定律。通过记录电流随时间的变化即可得到电流和待测物的关系。它的特点是恒电位检测、高灵敏度、高分辨率、操作比较简便。(E)光电二极管阵列检测器:紫外可见光度检测器的一个重要进展,先使光源发出的紫外或可见光通过液相色谱流通池,在此被流动相中的组分进行特征吸收,然后通过入射狭缝进行分光,使所得含有吸收信息的全部波长,聚焦在阵列上同时被检
13、测,并用电子学方法及计算机技术对二级管阵列快速扫描采集数据。(F)示差折光检测器:借连续测定流通池中溶液折射率的方法来测定试样浓度的捡测器,溶液的折射率是纯溶剂和纯溶质的折射率乘以各物质的浓度之和,因此溶有试样的流动相和纯流动相之间折射率之差,表示试样在流动相中的浓度。(G)蒸发光散射检测器:色谱柱1后的流出物在通向散射室7的途中与高流速N2混合形成微小均匀的雾状液滴。流动相不断蒸发,溶质分子形成悬浮在溶剂蒸汽中的小颗粒,被氮气载带进入散射室,在此,溶脂颗粒受到激光束的照射。其散射光由光电二极管检测产生电信号,电信号的强弱取决于散射室中溶质颗粒的大小与数量。2HPLC进样装置:1注射器进样装置
14、,试样用微量注射器刺过装有弹性隔膜的进样器,针尖直达上端固定相或多孔不锈钢滤片,然后迅速按下注射芯,试样以小滴的形式到达固定相床层的顶端,缺点是不能承受高压,可采用停流进样的方法。2高压定量进样阀。通过进样阀直接向压力系统内进样而不必停止流动相流动的一种进样装置。简述反相液相色谱分离的原理:在高效液相色谱中认为溶质在固定相上的保留主要是疏溶剂作用,当溶质分子进入极性流动相后,即占据流动相中相应的空间,而排挤一部分溶剂分子。当溶质分子被流动相推动与固定相接触时,溶质分子的非极性部分或非极性因子会将非极性固定相上附着的溶剂膜排挤开,而直接与非极性固定相上的烷基官能团相结合吸附形成缔合络合物,构成单
15、分子吸附层。这种疏溶剂的吸附作用是可逆的,当流动相极性减少时,这种疏溶剂斥力下降,会发生解缔,并将溶质分子解放而被洗脱下来。反相色谱中疏水性越强的化合物越容易从流动相中挤出去,在色谱柱中滞留时间也长,所以反相色谱法中不同的化合物根据它们的疏水特性得到分离。3.毛细管电泳法的仪器装置:主要包括高压电源,毛细管,检测器和两个贮液槽。毛细管的两端分别浸在含有同样电解质溶液的电极槽中,毛细管内也充满次缓冲液,一端为进样端,另一端连接在线检测器。4.毛细管电泳原理:电泳迁移:在高压电场下,带电离子向相反的方向移动。电渗迁移:当毛细管内充满缓冲溶液时,毛细管壁上的硅羟基发生解离,生成氢离子溶解在溶液中,这
16、样就使毛细管壁带上负电荷与溶液形成双电层,在毛细管的两端加上直流电场后,带正电的溶液就会整体的向负极端移动,这就形成了电渗流。CE在操作缓冲溶液中,带电粒子的运动速度等于电泳速度和电渗速度的矢量和,电渗速度一般大于电泳速度,因此即使是阴离子也会从阳极端流向阴极端。加大缓冲溶液的酸度、在缓冲溶液中加入有机试剂都会减少硅羟基的解离,减小电渗流分离模式。5.毛细区带电泳(CZE)的原理和特点:分离原理:在整个分离区中充满组成恒定的缓冲溶液,溶质基于各自迁移速率的不同而分离。CZE是CE中最基本、应用最广泛的分离模式,其条件选择和控制也是其他分离模式的基础,在条件的选择上需要考虑的因素有缓冲溶液组成与
17、PH、电渗控制、电场强度、温度等。CZE除了分离生物大分子(蛋白,肽,DNA,糖)外,还可以用于小分子(氨基酸,药物)及离子(有机,无机)的分离,甚至还可以分离各种颗粒(硅胶颗粒)。6.毛细管凝胶电泳(CGE)的原理和特点:分离原理:以起”分子筛”作用的凝胶做支持物在毛细管内进行的区带电泳,按分子大小分离组分。毛细管内填充凝胶或其他筛分介质,如交联或非交联的聚丙烯酰胺。荷质比相等,但分子的大小不同的分子,在电场力的推动下在凝胶聚合物构成的网状介质中电泳,其运动受到网状结构的阻碍。大小不同的分子经过网状结构时受到的阻力不同,大分子受到的阻力大,在毛细管中迁移的速度慢;小分子受到的阻力小,在毛细管
18、中迁移的速度快,从而使它们得以分离。缺点:柱制备较困难,寿命偏短。常用于蛋白质,寡聚核苷酸,RNA,DNA片段分离和测序。7.简述胶束电动力学毛细管色谱(MEKC,MECC)的分离原理及特点:分离原理:涉及物质在两相间的分配。两项之一是电泳移动的相,即带电荷的分子或分子聚集体,称为MECC的载体。一般以阴离子表面活性剂为载体,浓度大于其临界胶束浓度,SDS在水中聚成球形胶束,电荷朝外,烷基藏于内部,胶束表面具有较大的净负荷,表现有较大的朝向阳极的电泳迁移率,但是多数缓冲液有较强的电渗流,方向朝阳极。电渗流略大于胶束移动,形成一个快速流动水相(缓冲液相)和慢速移动的胶束相(其作用类似于色谱固定相
19、,称为准固定相),溶质则在此两相间分配。在MECC中,分离是借助疏水性和亲水性的差异来实现的,疏水性强的溶质保留大。除CZE的实验条件外,还受胶束浓度,种类及性质的影响。在小分子,中性化合物,手性对映体,各种药物分析中受重视。特点:柱效高、分析速度快、分析时间短、样品用量少、低耗、费用低、简便,是唯一既能分离中性溶质又同时能分离带点组分的CE模式。8.简述毛细管等电聚焦(CIEF)原理及特点:当向毛细管内充有的两性电解质载体两端施加直流电压时,管内将建立一个由阳极到阴极逐步升高的PH梯度。而蛋白质分子是典型的两性电解质,所带电荷与溶液PH有关,在酸性溶液中带正电荷,在碱性溶液中则带负电荷,当其
20、表现电荷数为零时溶液的PH称为蛋白质的等电点。不同蛋白质具有不同的等电点。因此,不同等电点的蛋白质在电场作用下,将迁移至管内适当的PH梯度某些适当位置,形成一窄聚焦区带而得到分离。9.简述毛细管等速电泳(CITP)原理及特点:采用两种不同的缓冲液系统,一种是前导电介质,充满整个毛细管柱,另一种称尾随电解质,置于一端的贮液槽中,前者的淌度高于任何试样组分,被分离的组分按其不同的淌度夹在中间以同一速率移动,实现分离。CITP是一种较老的方式,目前较多被用于其他CE分离模式中作为柱前浓缩手段用于富集试样。简述毛细管电渗色谱(CEC)的分离原理及特点:分离原理:在毛细管壁上结合涂渍或填充HPLC固定相
21、微粒,以试样与固定相之间的相互作用为分离机制,以电渗流为驱动力推动流动相,使样品分子根据它们在色谱固定相和流动相间吸附、分配平衡常数的不同和电泳速率不同而达到分离分析。特点:高效、高选择性、高分辨率、快速和富集、预浓缩样品,将HPLC发展的固定相引入到CE中,增加了选择性,选择性比毛细管电泳高,但又保持了CE的固有优点, CEC的理论塔板数远远高于HPLC,分离柱效高,分离效率比HPLC高,是一种有发展前景的分离模式。10非水毛细管电泳:简述毛细管电泳进样技术中电动进样与压力进样的方法与特点。电动进样:用电渗作为推动流体前进的驱动力,整个流型呈扁平形的塞式流,使溶质区带在毛细管内原则上不会扩散
22、。压力驱动:使柱中流型呈现抛物线形,导致溶质区带本身扩散,引起柱效下降。离子选择性电极的原理:是一类利用膜电势测定溶液中离子的活度或浓度的电化学传感器,当它和含待测离子的溶液接触时,在它的敏感膜和溶液的相界面上产生与该离子活度直接有关的膜电势。电极膜对特定的离子具有选择性响应,并且电极膜的点位与待测离子含量之间的关系符合能斯特公式。11简述离子选择性电极的类型及原理:离子选择性电极主要有以下几类:晶体(膜)电极,均相膜电极,非均相膜电极,非晶体(膜)电极,刚性基质电极,活动载体电极,敏化电极等。晶体(膜)电极,原理:由于晶格缺陷(空穴)引起离子的传导作用。接近空穴的可移动离子移动至空穴中,一定
23、的莫电机,按其空穴大小、形状、电荷分布,只能容纳一定的可移动离子,而其他离子则不能进入,由此显示选择性。如硫化银膜电极,氟离子选择性电极,卤化银-硫化银膜电极。刚性基质电极,原理:选择性主要取决于玻璃组成,改变组分的相对含量会使选择性表现大的差异。如钠玻璃电极,PH玻璃电极。活动载体电极(液膜电极),原理:由浸有某种液体离子交换剂的惰性多孔膜作电极膜制成。通过液膜中敏感离子与溶液中的敏感离子交换而被识别和检测。敏化电极是指气敏电极、酶电极、细菌电极及生物电极等。这类电极的结构特点是在原电极上覆盖一层膜或物质,使得电极的选择性提高。典型电极为氨电极。以氨电极为例,气敏电极是基于界面化学反应的敏化
24、电极,事实上是一种化学电池,由一对离子选择性电极和参比电极组成。试液中欲测组分的气体扩散进透气膜,进入电池内部,从而引起电池内部某种离子活度的变化。而电池电动势的变化可以反映试液中欲测离子浓度的变化。12简述PH计测定PH的电化学原理:pH计以玻璃电极为指示电极,饱和甘汞电极为参比电极。当玻璃电极浸入被测溶液时玻璃膜处于内部溶液和待测溶液之间,这时跨越玻璃膜产生电位差。它与氢离子活度之间关系符合能斯特方程。13简述液相色谱进样器工作原理,使用中应注意哪些事项?与GC相比,HPLC柱要短得多,因此由于柱本身所产生的峰形展宽相对要小些。即,HPLC的展宽多因一些柱外因素引起。这些因素包括:进样系统
25、、连接管道及检测器的死体积。液相色谱进样器是将样品溶液准确送入色谱柱的装置,进样装置包括两种。1.隔膜注射进样:使用微量注射器进样。装置简单、死体积小。但进样量小且重现性差。2.高压进样阀:目前最常用的为六通阀。由于进样量可由样品管控制,因此进样准确,重复性好使用注意事项:1.过滤样品,确保样品中不含固体颗2.用流动相或比流动相弱的溶剂溶解样品3.合适的进样体积,比如定量环为20ul,进样体积应为010ul,或者20ul,进样20ul时注射样品量应至少60ul以上。4.定期清洗进样阀,14简述离子对色谱的分离原理与应用特点:离子对色谱法是将一种(或多种)与溶质分子电荷相反的离子(称为对离子或反
26、离子)加到流动相或固定相中,使其与溶质离子结合形成疏水型离子对化合物,从而控制溶质离子的保留行为。特点:离子对色谱法,特别是反相离子对色谱法解决了以往难分离混合物的分离问题,诸如酸、碱和离子、非离子的混合物,特别是一些生化试样如核酸、核苷、儿茶酚胺、生物碱以及药物等的分离。另外,还可以借助离子对的生成给试样引入紫外吸收或发荧光的基团,以提高检测的灵敏度。15简述毛细管开管柱与填充柱的特点:开管柱:用内壁上涂附有固定相的空心的毛细管柱进行组分分离的色谱法。与填充柱色谱法相比,其分离效率高、分析速度快、样品用量少。填充柱的填料可以是多孔性粒状系缚剂或在惰性载体颗粒表面均匀的涂敷一层很薄的固定液膜。
27、填充柱常用内径2-5mm,长0.5-10m的金属管或玻璃管。填充柱制备简单,可供选用的载体、固定液、吸附集种类很多,因而具有广泛的选择性,有利于解决各种各样组分的分离分析问题,应用比较普遍。此外,填充柱的样品负荷量大,可用于制备色谱其缺点是柱渗透性较小,传质阻力较大,柱子不能过长,因而分离效率较低16电位滴定法的原理:利用指示电极电位的突跃来指示滴定终点。进行电位滴定时,在待测溶液中插入一个指示电极,并与一参比电极组成一个工作电池。随着滴定剂的加入,由于发生化学反应,待测离子或与之有关的粒子的浓度不断变化,指示电极电位也发生相应的变化,而在化学计量点附近发生电位的突跃,因此,测量电池电动势的变
28、化,就能确定滴定终点。17简述内标法的特点,及内标物的选择原则内标法的特点:当只需要测定试样中某几个组分,而且试样中所有组分不能全部出峰时,可采用此法。内标法是一定量的纯物质作为内标物。内标物的选择是重要的。它是试样中不存在的纯物质;加入的量应接近于被测组分;同时要求内标物的色谱峰位于被测组分色谱峰附近,或几个被测组分色谱峰的中间,并与这些组分完全分离;还应注意内标物与欲测组分的物理及物理化学性质(如挥发度,化学结构,极性以及溶解度等)相近,这样,当操作条件变化时,更有利于内标物及欲测组分做均匀的变化。 18电位分析法基本原理:电位分析法是利用物质的电化学性质进行分析的一大类分析方法。电化学分
29、析法主要包括电位分析法、库仑分析法和伏安分析法与极谱分析法等。包括直接电位法和电位滴定法。直接电位法是利用专用电极将被测离子的活度转化为电极电位后加以测定,如用玻璃电极测定溶液中的氢离子活度,用氟离子选择性电极测定溶液中的氟离子活度1(见离子选择性电极)。电位滴定法是利用指示电极电位的突跃来指示滴定终点。两种方法的区别在于:直接电位法只测定溶液中已经存在的自由离子,不破坏溶液中的平衡关系;电位滴定法测定的是被测离子的总浓度。电位滴定法可直接用于有色和混浊溶液的滴定。在酸碱滴定中,它可以滴定不适于用指示剂的弱酸。能滴定K小于510-9的弱酸。在沉淀和氧化还原滴定中,因缺少指示剂,它应用更为广泛。
30、电位滴定法可以进行连续和自动滴定。循环伏安法基本原理:一种常用的电化学研究方法。该法控制电极电势以不同的速率,随时间以三角波形一次或多次反复扫描,电势范围是使电极上能交替发生不同的还原和氧化反应,并记录电流-电势曲线。根据曲线形状可以判断电极反 应的可逆程度,中间体、相界吸附或新相形成的可能性,以及偶联化学反应的性质等。常用来测量电极反应参数,判断其控制步骤和反应机理,并观察整个电势扫描范围内可发生哪些反应,及其性质如何。对于一个新的电化学体系,首选的研究方法往往就是循环伏安法,可称之为“电化学的谱图”。本法除了使用汞电极外,还可以用铂、金、玻璃碳、碳纤维微电极以及化学修饰电极等。19三电极体
31、系工作原理:三电极即在滴汞电极和参比电极之外还增加了一个辅助电极(也称对电极),以确保滴汞电极的电位完全受外加电压所控制,而参比电极则保持恒定。三电极体系含两个回路,一个回路由工作电极和参比电极组成,用来测试工作电极的电化学反应过程,另一个回路由工作电极和辅助电极组成,起传输电子形成回路的作用。在三电极体系中,当参比电极和工作电极间的电位差产生偏离时,其偏差信号通过参比电极电路反馈回放大器的输出端,调整放大器的输出使工作电极电位恢复到预计值,于是工作电极就能完全受外加电压U的控制,起到消除电位失真的作用。20极谱分析原理:在微电极表面的金属离子( Cd2+ )的浓度随着外加电压的增加而迅速降低
32、,直至实际上变为零,此时电流不再随外加电压的增加而增加,而受Cd2+从溶液本体扩散到电极表面的速度所限制,并达到一个极限值,称为极限电流,其扩散速度与溶液本体Cd2+浓度有关,因此根据极限电流即可测定溶液中金属离子的浓度。21极谱定性定量基础:波的高度(扩散电流id)与溶液中Cd2+的浓度有关,这就是极谱定量分析的依据。电流等于扩散电流一半时的滴汞电极的电位则称为半波电位E1/2,不同物质在相同条件下具有不同的E1/2,这就是极谱定性分析的依据。22溶出伏安法:又称反向溶出极谱法,这种方法是使被测的物质,在待测离子极谱分析产生极限电流的电位下电解一定的时间,然后改变电极的电位,使富集在该电极上
33、的物质重新溶出,根据溶出过程中所得到的伏安曲线来进行定量分析。原理:溶出安伏法包含电解富集和电解溶出两个过程首先是电解富集过程它是将工作电极固定在产生极限电流电位进行电解,使被测物质富集在电极上为了提高富集效果,可同时使电极旋转或搅拌溶液,以加快被测物质输送到电极表面富集物质的量则与电极电位、电极面积、电解时间和搅拌速度等因素有关。基本过程:预电解目的是富集。在一定底液和搅拌条件下,进行恒电位电解,将被分析物富集于工作电解上。富集物质的量与电解的电极电位、电极面积、电解时间和搅拌速度等因素有关。其预电解电位,在理论上应比该条件下的半波电位负0.2/n伏;在实际上应比该条件下的半波电位负0.2-
34、0.5伏。电解时间,因电极的种类和被分析物的浓度不同而不同。一般说来,对一定的电极而言,被分析物的浓度愈低预电解时间愈长。对悬汞电极,当浓度为10-6mol/L时,需要5分钟;10-9mol/L时,需要60分钟。休止期目的是使电极上的电解沉积物均匀分布。减小电解电流或停止搅拌一定时间。一般为3-4分钟。溶出目的是产生溶出伏安曲线。溶出过程的电位变化方向与预电解过程相反;对于阳极溶出来说,工作电极电位逐渐变正;对于阴极溶出来说,工作电极电位逐渐变负。23安培检测:分光光度计的一起构造及其定量分析原理:光源,单色器,比色皿,检测器和显示器五大部分。光源发出的光经入口狭缝及反射镜反射到光栅,色散后经
35、出口狭缝得到所需波长的单色光束。然后光束分别由反射镜反射到试样池和参比池上,光电倍增管接受其通光量,接微型计算机处理数据。原理:利用可见光及紫外光之灯管作为光源,通过滤光镜调整色调后,经聚焦后通过单色光分光棱镜,在经过狭缝选择波长,使成单一且特定波长的光线,而后射入样品管中的水样中,最后射入光电管中将光能转换为电器讯号,藉由样本及空白水样间所吸收的光能量差,标准溶液的能量吸收值相比较,便可标定样本中的待测物浓度。24液相色谱法有几种类型?他们的保留机理是什么?样品组分的出峰次序如何?在这些类型的应用中,最适宜分离的物质是什么?液相色谱法的类型有:液液分配色谱法、化学键合色谱法、液固色谱法、离子
36、交换色谱法、离子对色谱法、空间排阻色谱法等。其中,(1)液液分配色谱法保留机理是:试样组分在固定相和流动相之间的相对溶解度存在差异,因而溶质在两相间进行分配。分配系数越大,保留值越大;适用于分离相对分子质量为200到2000的试样,不同官能团的化合物及同系物等。(2)化学键合色谱法保留机理和最适宜分离的物质与液液分配色谱法相同。(3)液固色谱法保留机理是:根据物质吸附作用不同来进行分离,作用机制是溶质分子和溶剂分子对吸附剂活性表面的竞争吸附。如果溶剂分子吸附性更强,则被吸附的溶质分子相应的减少;适用于分离相对分子质量中等的油溶性试样,对具有不同官能团的化合物和异构体有较高的选择性。(4)离子交
37、换色谱法保留机理是:基于离子交换树脂上可电离的离子与流动相具有相同电荷的溶质离子进行可逆交换,依据这些离子对交换剂具有不同亲和力而将它们分离;适用于凡是在溶剂中能够电离的物质。(5)离子对色谱法保留机理是:将一种(或多种)与溶质分子电荷相反的离子加到流动相中,使其与溶质离子结合形成疏水型离子化合物,从而控制溶质离子的保留行为;适用于各种强极性的有机酸,有机碱的分离分析。(6)空间排阻色谱法保留机理是:类似于分子筛作用,溶质在两相之间按分子大小进行分离,分子太大的不能今年、进入胶孔受排阻,保留值小;小的分子可以进入所有胶孔并渗透到颗粒中,保留值大;适用于分子量大的化合物(如高分子聚合物)和溶于水
38、或非水溶剂,分子大小有差别的试样。25选择液相色谱流动相需要综合考虑哪些因素?(1)应避免使用会引起柱效损失或保留特性改变的溶剂。(2)溶剂要与检测器匹配。对于紫外吸收检测器,应注意选用检测器波长比溶剂的紫外截止波长要长。所谓溶剂的紫外截止波长指当小于截止波长的辐射通过溶剂时,溶剂对此辐射产生强烈吸收,此时溶剂被看作是光学不透明的,它严重干扰组分的吸收测量。对于折光率检测器,要求选择与组分折光率有较大差别的溶剂作流动相,以达最高灵敏度。(3)高纯度。由于高效液相灵敏度高,对流动相溶剂的纯度也要求高。不纯的溶剂会引起基线不稳,或产生“伪峰”。痕量杂质的存在,将使截止波长值增加50100nm。(4
39、)对试样要有适宜的溶解度,否则在柱头易产生沉淀。(5)低粘度。若使用高粘度溶剂,势必增高压力,不利于分离。常用的低粘度溶剂有丙酮、乙醇、乙晴等。但粘度过于低的溶剂也不宜采用,例戊烷、乙醚等,它们易在色谱柱或检测器内形成气泡,影响分离。26简述色谱定性的依据是什么?主要由哪些方法及特点?根据组分在色谱柱中的保留值不同进行定性分析。主要定性方法:直接根据色谱柱保留值定性;根据相对保留值r21进行定性;混合进样;多柱法;保留指数法;联用技术;利用选择性检测器。27简述液相色谱仪的仪器构成主要包括哪些部分?贮液器、高压泵、梯度洗脱装置、压力表、进样器、色谱柱、馏分收集器、检测器、数据记录及处理装置。2
40、8液相色谱固定相:1液液色谱法,键合色谱法及离子对色谱法固定相:(1)全多孔型担体:颗粒均匀地多孔球体,由于其颗粒小,传质距离短,因此柱效高,柱容量也不小。(2)表层多孔型担体,又称薄壳型微珠担体:玻璃微珠,表层上附有一层多孔硅胶。传质速度快,装填容易,重现性好。2液固吸附色谱法固定相,同液液。3离子交换色谱法固定相(1)薄膜型离子交换树脂:以薄壳珠为担体,表面涂离子交换树脂。(2)离子交换键合固定相:用化学反应将离子交换基团键合在惰性担体表面。一种是键合薄壳型,担体是薄壳珠。另一种是键合微粒担体型离子交换树脂,担体是微粒硅胶。室温下即可分离,柱效高,试样容量较前者大。又可分为阳离子及阴离子交
41、换树脂。阳离子交换树脂又可分为强酸性与弱酸性树脂,阴离子交换树脂也分为强碱性及弱碱性树脂。4.排阻色谱法固定相,分为软质、半硬质和硬质凝胶三种。软质凝胶适用于水为流动相,只能用于常压排阻色谱法,半硬质如交联聚苯乙烯凝胶,适用于非极性有机溶剂,不能用于丙酮、乙醇类极性溶剂,能耐较高压力,流速不宜大。硬质凝胶如多孔硅胶,化学稳定性好,热稳定性好,机械强度高,可在柱中直接更换溶剂,缺点是吸附问题。可控孔径玻璃珠,具有恒定的孔径和较窄的粒度分布,色谱柱易于填充均匀,对流动相溶剂体系、压力、流速、PH或离子强度等都影响较小,适用于较高流速下操作。29电渗流(EOF)与那些因素有关系:电场强度、毛细管材料
42、、溶液ph、溶液浓度及相关性质、添加剂及温度。30设计一种可能同时测定苯与甲苯混合物的仪器分析方法。原理:色谱定性分析的任务是确定色谱图上各色谱峰代表何种组分,根据各色谱峰的保留值进行定性分析。在一定的色谱操作条件下,每种物质都有一确定不变的保留值(如保留时间),故可以作为定性分析的依据,只要在相同色谱条件下,对已知纯样和待测试样进行色谱分析,分别测量各组分峰的保留值,若某组分峰的保留值与已知纯样相同,则可以认为两者为同一物质。这种色谱定性分析方法要求色谱条件稳定,保留值测定准确。确定了各个色谱峰代表的组分后,即可对其进行定量分析,色谱定量分析的依据是混合物中各组分的质量含量与其相应的响应信号
43、(峰高或峰面积)呈正比,如果被分析试样中所有组分都能产生信号,利用归一法即可计算出各组分的含量。具体操作方法如下:1、纯样保留时间的测定:分别用微量进样器吸取苯、甲苯纯样0.1L,直接由进样口注入色谱仪,用氢火焰离子化检测器(FID)检测,测定各组分的保留时间。2、苯、甲苯混合物的分析:用微量进样器吸取混合物样品0.2L注入色谱仪,连续记录各组分的保留时间、峰高和峰面积。3、数据处理:混合物中各组分的保留时间与纯苯、甲苯的保留时间做对照,若保留时间一致,表明混合物中有该组分存在。归一法计算,由峰面积确定各组分质量含量。31组成仪器各个主要部分的作用及原理.1、真空系统,质谱仪的离子源、质量分析
44、器、检测器必须处于高真空状态。通常用机械泵预抽真空,然后用扩散泵高效率并连续的抽气。2、进样系统,将样品气化为蒸气送入质谱仪离子源中。样品在进样系统中被适当加热后转化为即转化为气体。3、离子源,被分析的气体或蒸气进入离子源后通过电子轰击(电子轰击离子源)、化学电离(化学电离源)、场致电离(场致电离源)、场解析电离(场解吸电离源)或快离子轰击电离(快离子轰击电离源)等转化为碎片离子,然后进入质量分析器。4、质量分析器自离子源产生的离子束在加速电极电场作用下被加速获得一定的动能,再进入垂直于离子运动方向的均匀磁场中,由于受到磁场力的作用而改变运动方向作圆周运动,使不同质荷比的离子顺序到达检测器产生
45、检测信号而得到质谱图。5、离子检测器,通常以电子倍增管检测离子流。32电子轰击离子源EI :电子在电离室中轰击气体中的原子或分子,使之成为失去电子的正离子或者分子离子,分子离子继续受到电子攻击最终成为多种碎片离子。局限性:有机物中分子质量较大或者极性大难气化,热稳定性差的化合物在加热和电子轰击下,分子易破碎,难以给出完整的分子离子信息。33化学电离源:在离子源内充满一定压强的反应气体,如甲烷氨气等,用高能量的电子轰击反应气体使之电离,电离后的反映分子在与试样分子碰撞分子离子反应形成准分子离子QM+和少数碎片里子。优点:CI图谱中准分子离子往往是最强峰,QM+屯段相对分子质量,碎片峰较少图谱较简
46、单易于解释。缺点:不适用于难回发,热不稳定或极性较大的有机物。场致电离源的质谱图上,分子离子峰很清楚,但碎片峰则较弱,因而对于相对分子质量的测定有利,但缺乏分子结构信息。34场解析电离源,电离原理与场致电离相同,解吸试样分子所需能量远低于气化所需能量,因而有机化合物不会发生热分解,即使热稳定性差的试样仍能得到很好的分子离子峰,分子中的C-C 键一般不会断裂,因而很少生成碎片离子。总之,场致电离和场解析电离源都是对电子轰击源的必要补充,使用复合离子源,则可同时获得完整分子和官能团信息。35四极滤质器:又称四极质谱仪,仪器有四根截面为双曲面或圆形的棒状电机组成,两组电极间施加一定的直流电压和频率为
47、射频范围的交流电压。当离子束进入筒形电极所包围的空间后,离子做横向摆动,在一定的直流电压交流电压和频率,以及一定的尺寸等条件下,只有某一种(或一定范围)和荷质比的离子能够达到收集器并发出信号(这些信号称共振离子),其他粒子在运动的过程中撞击在筒形电极上而被过滤掉,最后被真空泵抽走。进行电压扫描和频率扫描可以使荷质比不同的离子依次达到收集器(检测器)而形成质谱图。36离子阱质谱计:直流电压和高频电压加在环形电极和端盖电极之间,两端电极都处于地电位,在适当条件下由离子源注入的特定的m/z的离子在阱内稳定区,其轨道振幅保持一定大小并可长时间留在径内,反之不稳态粒子振幅很快增长,撞击到电极而消失,质量扫描方式和四极滤质器相似,即在恒定的直流交流比下扫描高频电压得到质谱图。37
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