化学仪器分析期末考试知识点总结全面

分子光谱法：UV-VIS、IR、F原子光谱法：AAS电化学解析法：电位解析法、电位滴定色谱解析法：GC、HPLC质谱解析法：MS、NRS⒈经典解析方法与仪器解析方法有何不同？经典解析方法：是利用化学反响及其计量关系，由某已知量求待测物量，一般用于常量解析，为化学解析法。仪器解析方法：是利用精美仪器丈量物质的某些物理或物理化学性质以确立其化学组成、含量及化学结构的一类解析方法，用于微量或痕量解析，又称为物理或物理化学解析法。化学解析法是仪器解析方法的基础，仪器解析方法离不开必需的化学解析步骤，两者相辅相成。⒊简述三种定量解析方法的特色和应用要求一、工作曲线法（标准曲线法、外标法）特色：直观、正确、可部分扣除有时偏差。需要标准比较和扣空白应用要求：试样的浓度或含量范围应在工作曲线的线性范围内，绘制工作曲线的条件应与试样的条件尽量保持一致。二、标准加入法（增添法、增量法）特色：因为测定中非待测组分组成变化不大，可除掉基体效应带来的影响应用要求：适用于待测组分浓度不为零，仪器输出信号与待测组分浓度吻合线性关系的状况三、内标法特色：可扣除样品办理过程中的偏差应用要求：内标物与待测组分的物理及化学性质周边、浓度周边，在同样检测条件下，响应周边，内标物既不搅乱待测组分，又不被其余杂质搅乱1、吸取光谱和发射光谱的电子能动级跃迁的关系吸取光谱：当物质所吸取的电磁辐射能与该物质的原子核、原子或分子的两个能级间跃迁所需要的能量知足E=hv的关系时，将产生吸取光谱。M+hv→M*2、带光谱和线光谱带光谱：是分子光谱法的表现形式。分子光谱法是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生。线光谱：是原子光谱法的表现形式。原子光谱法是由原子外层或内层电子能级的变化产生的。2、原子吸取定量原理：频率为ν的光经过原子蒸汽，此中一部分光被吸取，使透射光强度减弱。3、谱线变宽的因素(P-131)：⑴多普勒（Doppler）宽度ΔυD：由原子在空间作无规热运动所致。故又称热变宽。Doppler宽度随温度高升和相对原子质量减小而变宽。⑵压力变宽ΔυL（碰撞变宽）：由吸取原子与外界气体分子之间的互相作用引起外界压力愈大，浓度越高，谱线愈宽。⒈引起谱线变宽的主要因素有哪些？⑴自然变宽：无外界因素影响时谱线拥有的宽度⑵多普勒（Doppler）宽度ΔυD：由原子在空间作无规热运动所致。故又称热变宽。.压力变宽ΔυL（碰撞变宽）：由吸取原子与外界气体分子之间的互相作用引起⑷自吸变宽：光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸取产生自吸现象。⑸场致变宽(fieldbroadening)：包含Stark变宽(电场)和Zeeman变宽(磁场)⒉火焰原子化法的燃气、助燃气比率及火焰高度对被测元素有何影响？①化学计量火焰：因为燃气与助燃气之比与化学计量反响关系周边，又称为中性火焰，这种火焰,温度高、牢固、搅乱小背景低，适合于好多元素的测定。②贫燃火焰：指助燃气大于化学计量的火焰，它的温度较低，有较强的氧化性，有益于测定易解离，易电离元素,如碱金属。③富燃火焰：指燃气大于化学元素计量的火焰。其特色是燃烧不完整，温度略低于化学火焰，拥有还原性，适合于易形成难解离氧化物的元素测定；搅乱很多，背景高。④火焰高度：火焰高度不同，其温度也不同；每一种火焰都有其自己的温度散布；一种元素在一种火焰中的不同火焰高度其吸光度值也不同；所以在火焰原子化法测准时要选择适合被测元素的火焰高度。⒊原子吸取光谱法中的搅乱有哪些？怎样除掉这些搅乱？一．物理搅乱：指试样在转移、蒸发和原子化过程中，因为其物理特点的变化而引起吸光度降落的效应，是非选择性搅乱。除掉方法：①稀释试样；②配制与被测试样组成周边的标准溶液；③采纳标准化加入法。二．化学搅乱：化学搅乱是指被测元原子与共存组散发生化学反响生成牢固的化合物，影响被测元素原子化，是选择性搅乱，一般造成A降落。除掉方法：(1)选择适合的原子化方法：提升原子化温度，化学搅乱会减小，在高温火焰中P043-不搅乱钙的测定。2）加入开释剂（广泛应用）3）加入保护剂：EDTA、8—羟基喹啉等，即有强的络合作用，又易于被损坏掉。4）加基体改进剂5）分别法三.电离搅乱：在高温下原子会电离使基态原子数减少,吸取降落,称电离搅乱，造成A减少。负偏差除掉方法：加入过分消电离剂。（所谓的消电离剂,是电离电位较低的元素。加入时,产生大量电子,控制被测元素电离。）.光谱搅乱：吸取线重叠：①非共振线搅乱：多谱线元素－－减小狭缝宽度或另选谱线②谱线重叠搅乱－－选其余解析线五.背景搅乱：背景搅乱也是光谱搅乱，主要指分子吸与光散射造成光谱背景。（分子吸取是指在原子化过程中生成的分子对辐射吸取，分子吸取是带光谱。光散射是指原子化过程中产生的细小的固体颗粒使光产生散射，造成透过光减小，吸取值增添。背景搅乱，一般使吸取值增添。产生正偏差。）除掉方法：⑴用周边非共振线校订背景⑵连续光源校订背景（氘灯扣背景）Zeaman效应校订背景⑷自吸效应校订背景第3章紫外-可见分光光度法(P21)3.1.5影响紫外-可见光谱的因素：溶剂的影响极性：水>甲醇>乙醇>丙酮>正丁醇>乙酸乙酯>乙醚>氯仿>二氯甲烷>苯>四氯化碳>己烷>石油醚3.2光的吸取定律Lambert-Beer定律：A=kcl=-lgT=lgI0/Il—cm，c--mol/L，k值称为摩尔吸光系数—ε（L·mol-1·cm-1）A=εlc3.4解析条件的选择单光束分光光度计特色：只有一条光束单波长双光束分光光度计特色：在同一台仪器中使用两个完整同样的光束。双波长分光光度计：不需要参比溶液透光率读数的影响：1、分子光谱是怎样产生的？它与原子光谱的主要差别是什么？分子光谱是由分子中电子能级、振动和转动能级的变化产生的，表现形式为带光谱它与原子光谱的主要差别在于表现形式为带光谱。（原子光谱是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，它的表现形式为线光谱。）2、试说明有机化合物紫外光谱产生的原由。机化合物紫外光谱的电子跃迁有哪几各种类？吸取带有哪几各种类？有机化合物分子的价电子在吸取辐射并跃迁到高能级后所产生的吸取光谱。机化合物紫外光谱电子跃迁常有的4①饱和有机化合物：σ→σ*跃迁，

各种类：σ→σn→σ*跃迁

*，

n→σ*

，π→π

*，n→π*②不饱和脂肪族化合物：π→π

*，

n→π*③芳香族化合物：E1和E2带，B带3、在分光光度法测定中，为何尽可能选择最大吸取波长为丈量波长？因为选择最大吸取波长为丈量波长，能保证丈量有较高的矫捷度，且此处的曲线较为平展，吸光系数变化不大，对beer定律的偏离较小。4、在分光光度丈量中，引起对Lambrt-Beer定律偏离的主要因素有哪些？怎样战胜这些因素对丈量的影响？偏离Lambert-BeerLaw的因素主要与样品和仪器相关。（1）与测定样品溶液相关的因素浓度：当l不变，c>0.01M时,Beer定律会发生偏离。溶剂：当待测物与溶剂发生缔合、离解及溶剂化反响时，产生的生成物与待测物拥有不同的吸取光谱，出现化学偏离。光散射：当试样是胶体或有悬浮物时，入射光经过溶液后，有一部分光因散射而损失，使吸光度增大，

Beer

定律产生正偏差。（2）与仪器相关的因素单色光：

Beer

定律只适用于单色光，非绝对的单色光，有可能造成

Beer

定律偏离。谱带宽度：当用一束吸光度随波长变化不大的复合光作为入射光进行测准时，光系数变化不大，对吸取定律所造成的偏离较小。

吸光物质的吸对应战胜方法：①c

≤②防备使用会与待测物发生反响的溶剂③防备试样是胶体或有悬浮物④在保证必然光强的前提下，用尽可能窄的有效带宽宽度。⑤选择吸光物质的最大吸取波长作为解析波长5、极性溶剂为何会使

π→π

*跃迁的吸取峰长移，却使

n→π*跃迁的吸取峰短移？溶剂极性不同会引起某些化合物吸取光谱的红移或蓝移，称溶剂效应。在

π→π

*跃迁中，激发态极性大于基态，当使用极性溶剂时，因为溶剂与溶质互相作用，激发态

π

*比基态π能量降落更多，因此使基态与激发态间能量差减小，致使吸取峰红移。在

n→π*跃迁中，基态

n电子与极性溶剂形成氢键，

降低了基态能量，

使激发态与基态间能量差增大，

致使吸取峰蓝移。第五章

分子发光解析法（

P88）1.荧光和磷光的产生：拥有不饱和基团的基态分子受光照后，价电子跃迁产生荧光和磷光。2.激发光谱和发射光谱：激发光谱：将激发光的光源用单色器分光，测定不同波长照耀下所发射的荧光强度（F），以F做纵坐标，激发光波长λ做横坐标作图。激发光谱反响了激发光波长与荧光强度之间的关系。发射光谱：固定激发光波长，让物质发射的荧光经过单色器，测定不同波长的荧光强度，以荧光强度F做纵坐标，荧光波长λ做横坐标作图。荧光光谱反响了发射的荧光波长与荧光强度的关系。3.荧光和分子结构的关系发射荧光的物质应同时具备以下两个条件：物质分子一定拥有能够吸取紫外或可见光的结构，而且能产生

π→π

*或

n→π*

跃迁。荧光物质一定有较大的荧光量子产率。1）跃迁种类：π→π*较n→π*跃迁的荧光效率高。2）共轭结构：凡是能提升π电子共轭度的结构，都会增大荧光强度，并使荧光光谱长移。3）刚性平面：分子的刚性及共平面性越大，荧光量子产率就越大。4）代替基效应：在芳香化合物的芳香环上，给电子基团加强荧光，吸电子基团减弱荧光。荧光解析法的特色长处：矫捷度高（提升激发光强度，可提升荧光强度），达ng/ml；选择性强（比较简单排除其余物质的搅乱），重现性好；取样少。缺点：好多物质自己不能够发射荧光，所以，应用不够广泛。荧光解析法与UV-Vis法的比较同样点：都需要吸取紫外-可见光，产生电子能级跃迁。不同点：荧光法测定的是物质经紫外-可见光照耀后发射出的荧光的强度(F);UV-Vis法测定的是物质对紫外-可见光的吸取程度(A);荧光法定量测定的矫捷度比UV-Vis法高。1、名词讲解：单重态：当基态分子的电子都配对时，S=0，多重性M=1，这样的电子能态称为单重态。单重电子激发态：当基态分子的成对电子吸取光能此后，被激发到某一激发态上。若是它的自旋方向不变，S=0，M=1，这时的激发态叫单重电子激发态。三重态：若经过分子内部的一些能量转移，或能阶间的超越，成对电子中的一个电子自旋方向倒转，使两个电子自旋方向同样而不配对，这时S=1，M=3，这种电子激发态称三重电子激发态（三重态）系间超越：指的是不同多重度状态间的一种无辐射跃迁过程。振动弛豫：内变换：指的是同样多重度等能态间的一种无辐射跃迁过程。量子产率：也称荧光效率或量子效率，其值在0~1之间，它表示物质发射荧光的能力。荧光猝灭：指荧光物质分子与溶剂分子或其余溶质分子互相作用引起荧光强度降低或荧光强度与浓度不呈线性关系的现象。重原子效应：第4章红外吸取光谱法(IR)P53IR与UV-Vis的比较同样点：都是分子吸取光谱。不同点：UV-Vis是基于价电子能级跃迁而产生的电子光谱IR则是分子振动或转动能级跃迁而产生的吸取光谱和结构判断。★4.2基根源理

;主要用于样品的定量测定。主要用于有机化合物的定性解析吸取峰由何引起？每个基团或化学键能产生几个吸取峰？都出现在什么地址？不同吸取峰为何有强有弱？物质分子产生红外吸取的基本条件1）分子吸取的辐射能与其能级跃迁所需能量相等；2）分子发生偶极距的变化（耦合作用）。只有发生偶极矩变化的振动才能产生可察看的红外吸取光谱，称红外活性。分子振动自由度：多原子分子的基本振动数量，也是基频吸取峰的数量。为何本质测得吸取峰数量远小于理论计算的振动自由度？①没有偶极矩变化的振动不产生红外吸取，即非红外活性；②同样频率的振动吸取重叠，即简并；③仪器分辨率不够高；④有些吸取带落在仪器检测范围以外。4.2.5分子振动频率（基团频率）1.官能团拥有特色频率基团频率：不同分子中同一种类的基团振动频率特别周边，都在一较窄的频率区间出现吸取谱带，其频率称基团频率。基团频率区（也称官能团区）：在4000～1300cm-1范围内的吸取峰，有一共同特色：既每一吸取峰都和必然的官能团相对应，所以称为基团频率区。在基团频率区，原则上每个吸取峰都能够找到归属。主要基团的红外特色吸取峰（P59～63）（4000～400cm-1）1900～1200cm-1：双键伸缩振动区羰基（C=O）：1650～1900cm–1。在羰基化合物中，此吸取一般为最强峰。红外谱图解析序次：先看官能团区，再看指纹区。产生红外吸取光谱的条件分子基本振动种类和振动自由度影响吸取峰强度的因素基团频率及谱图解析影响基团频率的因素干涉仪：是FT-IR光谱仪的中心部件，作用是将复色光变成干涉光。4.5红外光谱法的应用一、定性解析已知物的判断--谱图比对，未知物结构确实定，采集试样的相关数据和资料，确立未知物的不饱和度（P71）不饱和度有以下规律：链状饱和脂肪族化合物不饱和度为0；一个双键或一个环状结构的不饱和度为1；一个三键或两个双键及脂环的不饱和度为2；一个苯环的不饱和度为4。二、定量解析理论依据：朗伯-比尔定律长处：1）有好多谱带可供选择，有益于消除搅乱；2）气、液、固均可测定。1.分子产生红外吸取的条件是什么？1）分子吸取的辐射能与其能级跃迁所需能量相等；2）分子发生偶极距的变化（耦合作用）。2.何谓特色吸取峰？影响吸取峰强度的主要因素是什么？能代表基团存在、并有较高强度的吸取谱带称基团频率，其所在地址称特色吸取峰。①与分子跃迁概率相关，②与分子偶极距相关（P59）3.红外谱图解析的三因素是什么？红外谱图解析三因素：地址、强度、峰形。4.讲解名词：基团频率区指纹区相关峰5.怎样利用红外吸取光谱差别烷烃、烯烃、炔烃？利用基团的红外特色吸取峰差别：烷烃：饱和碳的C-H吸取峰<3000cm

–1，约

3000~2800cm

–

1烯烃、炔烃：不饱和碳的

C-H

吸取峰

>3000cm-1

，C=C双键：C≡C-叁键：

1600～1670cm–2100~2260cm–1

16.红外光谱法对试样有哪些要求？（1）单一组分纯物质，纯度

>98%

；2）样品中不含游离水；3）要选择适合的浓度和测试厚度。7.简述振动光谱的特色以及它们在解析化学中的重要性。长处：特色性强,靠谱性高、样品测定范围广、用量少、测定速度快、操作简略、重现性好。限制性：有些物质不能够产生红外吸取；有些物质不能够用红外鉴别；有些吸取峰，特别是指纹峰不能够所有指认；定量解析的矫捷度较低。第十九章质谱法（P400）思虑题2.质谱仪由哪几部分组成？各部分的作用是什么？（划出质谱仪的方框表示图）进样系统：高效重复地将样品引到离子源中而且不能够造成真空度的降低。离子源：将进样系统引入的气态样品分子转变成离子。质量解析器：依据不同方式，将样品离子按质荷比m/z分开。检测器：检测来自质量解析器的离子流并转变成电信号。显示系统：接收来自检测器的电信号并显示在屏幕上。真空系统：保证质谱仪离子产生及经过的系统处于高真空状态。3.离子源的作用是什么？试述EI（电子电离源）和CI（化学电离源）离子源的原理及特色。离子源：将进样系统引入的气态样品分子转变成离子。EI（电子电离源）原理：失掉电子特色：电离效率高,矫捷度高；离子碎片多,有丰富的结构信息；有标准质谱图库；但经常没分子离子峰；只适用于易气化、热牢固的化合物。CI（化学电离源）原理：离子加合特色：准分子离子峰强,可获取分子量信息；谱图简单；但不能够进行谱库检索,只适用于易气化、热牢固的化合物4.为何质谱仪需要高真空?质谱仪需要在高真空下工作：10-4～10-6Pa①大量氧会烧坏离子源的灯丝；②用作加速离子的几千伏高压会引起放电；③引起额外的离子－分子反响，改变裂解模型，谱图复杂化;④影响矫捷度。5.四极杆质量解析器怎样实现质谱图的全扫描解析和选择离子解析?①当U/V保持一个定值时，某一U或V值对应只有一个离子能牢固经过四极杆；②连续改变U或V值，可获取一张全扫描图，此谱图可用于定性；③固定一个或多个U值，可获取高矫捷度的解析结果，此方法用于定量解析。第十五章色谱法引论(P300)2.按固定相外形不同色谱法是怎样分类的？是按色谱柱分类：①平面色谱法：薄层色谱法、纸色谱法②柱色谱法：填补柱法、毛细管柱色谱法6.分配系数在色谱解析中的意义是什么？①K值大的组分,在柱内搬动的速度慢，滞留在固定相中的时间长，后流出柱子；②分配系数是色谱分其他依据；③柱温是影响分配系数的一个重要参数。7.什么是选择因子？它表征的意义是什么？是A，B两组分的调整保留时间的比值α=t’r（B）/t’r（A）＞1意义：表示两组分在给定柱子上的选择性，值越大说明柱子的选择性越好。8.什么是分配比（即容量因子）？它表征的意义是什么？是指在必然温度和压力下，组分在两相分配达到平衡时，分配在固定相和流动相的质量比。K=ms/mm意义：是权衡色谱柱对被分别组分保留能力的重要参数；同一色谱柱对不同物质的柱效能是不同样的分别度可作为色谱柱的总分别效能指标。第十六章气相色谱法(P318)1.气相色谱法适合解析什么种类的样品?适用范围：热牢固性好，沸点较低的有机及无机化合物分别。2.哪一种固定液在气相色谱法中最为常用?硅氧烷类是目前应用最广泛的通用型固定液。（使用温度范围宽(50～350℃)，硅氧烷类经不同的基团修饰可获取不同极性的固定相。）3.气相色谱法固定相的选择原则？相似相溶原则①非极性试样采纳非极性固定液，组分沸点低的先流出；②极性试样采纳极性固定液，极性小的先流出③非极性和极性混杂物试样一般采纳极性固定液，非极性组分先出；④能形成氢键的试样一般选择极性大或是氢键型的固定液，不易形成氢键的先流出。6.气相色谱法各检测器适于解析的样品?热导检测器：通用浓度型所有氢火焰检测器：通用质量型含碳电子捕捉检测器：选择浓度型电负性火焰光度检测器：选择质量型硫、磷7.气相色谱法常用的定量解析方法有哪些？各方法的适用条件。（1）外标法适用条件：对进样量的正确性控制要求较高；操作条件变化对结果正确性影响较大；操作简单，适用于大量量试样的快速解析。（2）归一化法适用条件：仅适用于试样中所有组分全出峰的状况；操作条件的变动对测定结果影响不大；归一化法简略、正确。（3）内标法（内标标准曲线法）适用条件：试样中所有组分不能够所有出峰时；定量解析中只要求测定某一个或几个组分；样品前办理复杂第17章高效液相色谱法(HPLC)P3482、现代高效液相色谱法的特色：(1)高效；(2)高压；(3)高速；(4)高矫捷度3、色谱分其他本质：色谱分其他本质是样品分子（即溶质）与溶剂（即流动相或洗脱液）以及固定相分子间的作用，作使劲的大小，决定色谱过程的保留行为。5、高压输液泵性能：⑴足够的输出压力⑵输出恒定的流量⑶输出流动相的流量范围可调治⑷压力平稳,脉动小6、在线脱气装置在线脱气、超声脱气、真空脱气等作用：脱去流动相中的溶解气体。流动相先经过脱气装置再输送到色谱柱。脱气不好时有气泡，致使流动相流速不牢固，造成基线飘移，噪音增添。7、梯度洗脱装置以必然速度改变多种溶剂的配比淋洗，目的是分别多组容量因子相差较大的组分。作用:缩短解析时间,提升分别度,改进峰形,提升监测矫捷度8、影响分其他因素影响分其他主要因素有流动相的流量、性质和极性。9、选择流动相时应注意的几个问题：1）尽量使用高纯度试剂作流动相。2）防备流动相与固定相发生作用而使柱效降落或损坏柱子。3）试样在流动相中应有适合的溶解度。4）流动同样时还应知足检测器的要求。10、提升柱效的方法(降低板高)：①固定相填料要均一，颗粒细，装填平均。②流动相粘度低。③低流速。④适合高升柱温。、固定相的选择：液相色谱的固定相能够是吸附剂、化学键合固定相（或在惰性载体表面涂上一层液膜）、离子交换树脂或多孔性凝胶；流动相是各种溶剂。被分别混杂物由流动相液体推进进入色谱柱。依据各组分在固定相及流动相中的吸附能力、分配系数、离子交换作用或分子尺寸大小的差异进行分别。、高效液相色谱法的分别机理及分类类型主要分别机理吸附色谱吸附能，氢键分配色谱疏水分配作用尺寸排斥色谱溶质分子大小离子交换色谱库仑力、反相色谱的长处易调治k或a易分别非离子化合物，离子化合物和可电离化合物流动相低价可预知洗脱序次适合梯度洗脱第十章电解析化学引论（P218）4、盐桥：组成和特色：高浓度电解质溶液正负离子迁徙速度差不多（饱和KCl溶液+3%琼脂所成凝胶）盐桥的作用：1）防备两种电解质溶液混和，除掉液接电位，保证正确测定。2）供给离子迁徙通道（传达电子）。5、被测电极的电极电位：以标准氢电