仪器分析期末考试复习题

一、仪器分析：是以物质的物理性质或物理化学性质为基础，通过精密仪器测定物质的物理性质或物理化学性质而分析出待测物质组成、含量和结构的一类分析方法。二、E=hv=hc/λ=hcσv=c/λ,σ=1/λ=v/ch是普朗克常量，等于6.6262×10-34J·s波长(λ)单位nm。波数(σ)单位为cm-1频率(v)即1/T，单位为赫兹Hz周期(T)单位为sc约等于3×108m·s-1三、紫外-可见分光光度法（UV-VIS）1.吸收曲线：以波长（λ）为横坐标，以吸光度（A）为纵坐标作图，这样得到的谱线称为该物质的吸收光谱，亦称吸收曲线。2.吸收曲线的意义（特点）（结合PPT看）①同一溶液对不同波长的光的吸收程度不同。②不同浓度的溶液的吸收光谱形状相似，其最大吸收波长λmax不变。③同一物质不同浓度的溶液，在一定波长处吸光度随溶液浓度的增加而增大，此特性可作作为物质定量分析的依据。④不同的物质，吸收曲线的形状不同，最大吸收波长不同。所以吸收曲线可以作为物质定性分析的依据之一。3.L-B光吸收定律的数学表达式:A=KbcA=lg1/T=-lgT=Kbc透光率TA=εbc溶液浓度c的单位为mol/L液层厚度b的单位为cm摩尔吸光系数ε其单位为L/mol·cm，ε=aMM为吸光物质的摩尔质量A=abc吸光系数a，单位为L/g·cm4.吸收定律的适用条件：①单色光为入射光；②溶液为稀溶液（小于0.01mol/L）③吸光度具有加合性；④均匀的吸光物质5.如何选择检测波长？吸收最大，干扰最小，准确度高，峰顶平坦的原则6.UV-VIS仪器主要组成:光源单色器吸收池检测器信号读出装置①光源：用于提供足够强度和稳定的连续光谱。钨灯和卤灯用于可见光区，氢灯和氘灯用于紫外光区。②吸收池（比色皿）：有玻璃和石英两种。玻璃吸收池只能用于可见光区，石英池既可用于可见光区也可用于紫外光区③检测器：多用光电管和光电倍增管7.标准曲线法：配制一系列不同含量的待测组分的标准溶液，以不含待测组分的空白溶液为参比，测定标准溶液的吸光度。并绘制吸光度—浓度曲线，得到标准曲线（工作曲线），然后再在相同条件下测定试样溶液的吸光度。由测得的吸光度在曲线上查得试样溶液中待测组分的浓度，最后计算得到试样中待测组分的含量。四、红外光谱法（IR）1.红外光谱产生的条件①照射的红外光应具有满足分子产生从低级到高级振动跃迁所需的能量。②分子在振动过程中的净偶极矩的变化不为0，即分子产生红外活性振动。2.对称分子如N2、O2、Cl2等振动过程中没有偶极矩变化，辐射不能引起共振，无红外活性。非对称分子有偶极矩，有红外活性，如ＨＣＬ，Ｈ２Ｏ３.羰基（C＝O）吸收峰的位置1720cm-1４.红外吸收光谱检测的试样制备要求：①试样的浓度和测试厚度应选择适当；②试样不应含游离水和CO2；③试样应该是单一组分的纯物质；５.不饱和度的计算:6.红外吸收光谱仪光源通常使用能斯特灯或硅碳棒，其光谱为连续光谱五、分子发光分析法（ＭＬＡ）１.分子荧光分析：物质的基态分子受一激发光源的照射，被激发至激发态后，在返回基态时，产生波长与入射光相同或较长的荧光，通过测定物质分子产生的荧光强度进行分析的方法称为分子荧光分析２.任何荧光（或磷光）化合物都具有两种特征的光谱：激发光谱（入射光谱）和荧光光谱（发射光谱）①最大荧光（或磷光）强度所对应的激发波长，称为最大激发波长，用λex表示②选择最大激发波长作为激发光波长，其最大荧光（或磷光）强度所对应的荧光波长称为最大荧光波长，用λem表示。③定量分析依据：对于同种物质的稀溶液，其产生的荧光强度与浓度成线性关系(IF=Kc)。３.荧光猝灭：荧光物质分子与溶剂分子或其他溶质分子的相互作用，引起荧光强度降低、消失或荧光强度与浓度不呈线性关系的现象，称为荧光猝灭。4.荧光光度计中常用高压汞灯和氙弧灯作为光源，发射不连续光谱六、原子吸收光谱法（ＡＡＳ）１.原子吸收光谱的产生：通常情况下，原子处于基态，当通过基态原子的某辐射线所具有的能量（或频率）恰好符合该原子从基态跃迁到激发态所需的能量（或频率）时，该基态原子就会从入射辐射中吸收能量，产生原子吸收光谱。２.共振线：原子由基态跃迁到第一激发态所需能量最低，跃迁最容易、谱线强度最强、最灵敏的吸收线称为主共振吸收线或第一共振吸收线，简称共振线。３.采用峰值吸收法定量必须要做到：①发射线的中心波长（或频率）与吸收线的中心波长（或频率）完全一致；②发射线的半宽度要比吸收线的半宽度窄；4.原子吸收分光光度计组成：光源、原子化器、分光系统、检测系统和显示系统①原子化器的作用和意义：是将样品中的待测元素转化为气态的基态原子，以便对特征光谱线进行吸收。②火焰原子化器（元素定量分析测定方法）5.原子吸收分光光度计光源必须使用待测元素制成的锐线光源，常用空心阴极灯（元素灯），原子吸收光谱是线光谱七、原子发射光谱法（AES）1.原子发射光谱法：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.原子发射光谱法特点：优点：①灵敏度高②选择性好③准确度高④试样用量小，测定范围广⑤可多元素同时检测⑥ICP-AES性能优越⑦分析速度快缺点：①非金属元素不能检测或灵敏度低，例如O、N、S不能检测；②不能给出物质分子的结构信息③不能分析有机物；④仅适用于低含量及痕量元素的定量分析3.在原子光谱中，离子线和原子线都是元素的特征光谱线。原子发射光谱是线光谱4.原子发射光谱仪激发光源的类型:（1）直流电弧光源（2）低压交流电弧光源（3）高压火花光源（4）电感耦合等离子体(ICP)光源（5）火焰光源5.电感耦合等离子体(ICP)特点：优点：灵敏度高，稳定性好，检出限低，精密度好，工作曲线限性范围宽；缺点：设备昂贵，氩气消耗量大，雾化器的雾化效率低，对某些元素的分析检出限仍嫌不足6.原子发射光谱定性分析一般采用：①利用光电直读光谱法可直接确定元素的存在及含量②纯样光谱比较法③铁光谱比较法（标准光谱图比较法）7.半定量分析法一般采用：谱线黑度比较法和谱线呈现法。8.光谱定量分析一般采用：内标法、标准曲线法、标准加入法八、色谱分析法导论1.根据流动相和固定相的极性程度，可分为正相色谱和反相色谱。正相色谱：固定相的极性大于流动相的极性，适用于分离大极性化合物。反相色谱：固定相的极性小于流动相的极性，适用于分离弱极性化合物。2．利用色谱图可以解决以下问题：①根据色谱峰的个数可以判断样品中所含组分的最少个数；②根据色谱峰的保留值可以进行定性分析；③根据色谱峰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（或流动相）选择是否合适的依据3．分离度：相邻两色谱峰保留值之差与两峰底宽平均值之比。R值越大，表明相邻两组分分离越好。当R=1时分离程度可达98%，表明两组分能分开，满足分析要求；当R≥1.5时，分离程度≥99.7%，此时可视为相邻两峰已完全分开；当Ｒ＜１.0两峰有部分重叠。4.定量分析方法：①归一化法使用条件:样品所有组分都出峰优点：简便、准确、不需标准物，不必准确称量和准确进样，操作条件稍有变化对结果影响较少。缺点：所有组分都出峰，并测所有组分的A（峰面积）和fi′（定量校正因子）；②内标法（P248）：优点：定量准确，操作条件不必严格控制，与进样量无关，被测组分和内标物出峰即可，适用于微量组分的测定，应用广泛。缺点：每次测定都要准确称量样品和内标物。增加了一个内标物，给分离带来一定困难。对内标物的要求：1）内标物应是样品中不存在的纯物质。2）内标物与被测物的峰尽量靠近，但又能完全分开，tR相差少。3）内标物与被测物理化性质应尽可能接近，对操作条件改变时的响应一致③外标法—标准曲线法适用条件：当样品中各组分不能完全流出，又没有合适内标时，可采用此法优点：操作简单，计算方便，不用fi′。缺点：要求准确进样，操作条件稳定。5.气相色谱法常用定量方法：归一化法与内标法、内标标准曲线法高效液相色谱法常用外标法定量。九、气相色谱法(GC)1.气相色谱法：是以气体作为流动相的一种色谱分析法。2.气相色谱主要由气路系统进样系统分离系统温控系统检测记录系统五部分组成常用的载气有：氢气（H2）、氮气（N2）、氦气（He）、氩气（Ar）等惰性气体。温度控制系统：主要对色谱柱、汽化室与检测器恒温箱三处的温度进行控制3.程序升温：是指色谱柱的温度按设置的程序连续地随时间线性或非线性逐渐升高，以使低沸点组分和高沸点组分在色谱柱中都有适宜的保留、色谱峰分布均匀且峰形对称。4.气相色谱检测器:浓度型检测器:热导检测器（TCD）电子捕获检测器（ECD）质量型检测器:氢火焰离子化检测器（FID）火焰光度检测器（FPD）十、高效液相色谱法(HPLC)1.贮液瓶中流动相的级别是色谱纯2.梯度洗脱:是流动相中含有两种或两种以上不同溶剂，在洗脱过程中连续或间断改变流动相的组成，使强烈滞留的组分不容易残留在柱上，因而可保持柱的性能良好。3.高效液相色谱检测器：紫外检测器（UVD）光电二极管阵列检测器（PDAD）荧光检测器（FD）折光指数检测器（示差折光检测器RID）电导检测器（电化学检测器ECD）蒸发光散射检测器（ELSD）（1）紫外检测器（UVD）优点：①灵敏度高，线性范围宽。是高效液相色谱仪的标准配置。②可用于梯度洗脱。③不破坏样品，并可与其它检测器串联。④属于浓度型检测器。缺点：①对无紫外吸收的组分不响应。②对紫外吸收较大的溶剂如苯不能作流动相使用，因而要求选用的流动相在检测波长处无紫外吸收。（2）荧光检测器（FD）特点：选择性检测器（只能分析产生荧光的化合物），灵敏度高、对流量和温度敏感性低，可用于梯度洗脱，适用于痕量分析。对维生素B、黄曲霉素、农药、氨基酸、等有响应。（3）折光指数检测器（示差折光检测器RID）：特点：除紫外检测器之外应用最多的检测器。通用型检测器缺点：灵敏度低，只能测常量物质，不能测痕量物质。对温度敏感、不能用于梯度洗脱（4）电导检测器ECD：选择性检测器，适用于离子型化合物。广泛用于离子色谱仪中。（5）蒸发光散射检测器ELSD：①需要通N2②当流动相和N2的流速固定时，散射光的强度仅取决于待测溶质的浓度③可用于梯度洗脱④响应值仅与溶质颗粒大小和数量有关，与化学组成无关⑤通用型检测器十一、连续光谱：紫外光谱，红外吸收光谱不连续光谱：荧光光谱线光谱：原子发射光谱；原子吸收光谱十二、实验：样品预处理明确采用的的提取方法：超声波提取高效毛细管电泳实验前后的注意事项：1.冲洗毛细管时禁止在毛细管上加电压；不允许更改讲义上给定的工作电压；也不建议改变进样时间。2.NaOH超纯水，样品和缓冲溶液等之间的切换是自动的，在实验过程中要随时注意是否在样品盘的正确位置。3.冲洗毛细管对于实验结果可靠性和重现性至关重要，务必认证完成每一次冲洗，不允许缩短时间冲洗或不冲洗。4.做完实验以后一定要用水冲洗