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滴定分析考模试拟知四识套点串误滴仪差定器和分分分析数据处析析卷精第一部误差和分析数据处1.析过程和步明结任计务算、制滴定分析考模试拟知四识套点串误滴仪差定器和分分分析数据处析析卷精第一部误差和分析数据处1.析过程和步明结任计务算、制订计和表达、取样、样制备、分析定2.确度与精密(1)示方法:分析结果与真实值:平行测量的各测量值表示。者的关准精用确密偏度度差近之程间度互,可用差表示相接近的程度,(2)准的先决只度件在表示测量结果的正确,密度表示测量结果的重复性或重现性。精密度是证准确度,但高的精密度不一定能消除或校正了系统误差的证高的准确度,因为可能存在系统误差提下,精密度高的分析结果才是可取的,因为它最近于真值(或标准),在这种情况下,用于衡量精密度的偏差也反映了测量结果的准确程度3.系误差与偶然误(1)统误差:有固定的方向(正负)和大小,重复测定时重复出现。包括方法误差、误差三种器或试剂误差及操可通过与经典方法进行比较、校准仪器、对照试验、空白试验及回收试验等方法,检查。减免系统误差(2)偶误差:是由某些偶然因素所引起的误差,其大小和正负均不固定。但偶然误差的现服计规(3),因此,适当地增加平行测定次数,取平均值表示测定结果,可以减小偶然误差者的关系:在消除系统误差的前提下,平行测定次数越多,偶然误差就越小从统4.有数字的表示方法及运算法(1)应采用“四舍六入五留双”的规则将多余数字进行修约,再根据误差传递规律进行有算—1数字的运考试点(www.kaoshidian.com)名师精品课电话:4006885(2)几个数据相加减时,和或差有效数字保留位数,应以小点后位数最少(绝对误差最大)数为依据(3)几个数据相乘除时,积或商有效数考试点(www.kaoshidian.com)名师精品课电话:4006885(2)几个数据相加减时,和或差有效数字保留位数,应以小点后位数最少(绝对误差最大)数为依据(3)几个数据相乘除时,积或商有效数字保留的位数,应以相为准,即在运算过程中不应改变测量的准确度误差最大(有效数字位数最少)数5.置信水平与置信区置信水平越低,置信区间就越窄,置信水平越高,置信区间就越,即提高信高水平需要扩大置信分析测定的准确度在相同的置信水平下,适当增加测定次数n,可间置信区间显著小,从提6.显著性检验及注意问t检验———系统误差———为准确度检验,包括本均值与真值间的t两个样本均值间的验和检验n1×x-tnt槡S 槡n1+F检验———偶然误差———为精密度检验顺序:先由F检验确认两组数据的的t检验密度无显著性差别后,再进行两组两据的均数是据否的存显在著系性统检误验差1F( 2需①注验意两值的个是分:析用结单果间是否存在显著性差异时,双侧检验;若检验某分析结果是否明显高(或低于),侧检验②则可t与F等的临界值α个P或显著性水平α于将不析同结而果不判同为,因此信水平选择必须适当否存在显著性差异的无显著性差异,或者相反7.疑数据取舍首先判断此可疑数据是过失差引起的,还是偶然误差波动性的极度表现?若为前者则舍弃,而后者需用Q检验或G检,以决定取舍等统计检验方法,确定该可疑与其它数据是否来源于同一当体x可疑-xl邻xq-GQx最–x最S8.据统计处理的基本步→取舍(Q检验或G检验)可精疑密数度据检的验(F检验)———→准确度检验(t检验)第二部滴定分一四、、、论碱位化滴滴还定定、原滴2—五、沉淀滴~、概1.本概化围、示剂(论变色点、色范计量点、滴定终点、滴定误差、滴定曲线、滴定突跃、突跃溶液、基准物质)、标围2.基本计(1)滴定分nT/nB=t/系:tT+bB=五、沉淀滴~、概1.本概化围、示剂(论变色点、色范计量点、滴定终点、滴定误差、滴定曲线、滴定突跃、突跃溶液、基准物质)、标围2.基本计(1)滴定分nT/nB=t/系:tT+bB=cC+的化学计量t(2):T=T/(T×MTT准溶液配制bMBTcTb(3)定:cB准溶液的标 b·(4):mBcTVT·测物质质量(5)(6)算:=mB关滴定度计邦误差公式:=×pX滴定过程中发生变化的与浓度相关的参数如pH或终点pXep计量点pXsp之差ΔpX=pXep"pXsp;KtΔpX滴定反应平衡常数滴定常数;c与计量点时滴定物的总浓度csp有关3.滴定分析计算的一般步①确写出滴出被滴定反分应与及滴有定关剂反之应间的的反化应学方计程式量关找②(摩尔数比)根③据计算关和有关公式进行正确计算。4.滴定分析计算应注意的问(1)(2)(3)准化学计量关物理量的单位尔数比和物质的量相等两种方法的比较物质的量浓度与物质基本单元密切相关,算时要特别注意物质的基本单元物质的基本单元要根据具体化学反应来决定,一般来说,在酸碱滴定中得失一个质子的单—3或氧化还原滴中得失一个电子的单元为基本单元5.溶液中溶质各型体的分布系析浓度:溶液中该溶质各种型体平浓度的总和Ⅱ衡浓度:某型体的浓度,以符号]示。Ⅲ分:δi=[/C系数:溶液中某型体的平衡度在该溶质总浓度中所占分数,(1)(2)(碱)分布系数:决定于该酸(碱)的性质化还原滴中得失一个电子的单元为基本单元5.溶液中溶质各型体的分布系析浓度:溶液中该溶质各种型体平浓度的总和Ⅱ衡浓度:某型体的浓度,以符号]示。Ⅲ分:δi=[/C系数:溶液中某型体的平衡度在该溶质总浓度中所占分数,(1)(2)(碱)分布系数:决定于该酸(碱)的性质(即Ka或Kb)和溶液的酸度,而与浓酸度无关)及[L]位平衡中各型体(各级配合物)的分布系数与配合物本身的性质(累积稳定数,βi,δi值仅是[L]的函数。[MLi]=δi大。对于某配合是一定小有6.学平量平衡:平衡状态下某一组分的分析浓度等于该组分各种型体的平衡浓度之。注意:质量平衡式中,各种型体平衡浓度前的系数等于1摩尔该型体中含有该组的摩尔数荷平衡:溶中荷正电质点所带正电荷的总数等于荷负电质点所带负电荷的数注在电荷平方程中,离子平衡浓度前的系数等于它所带电荷数的绝对;中性分子不包在电荷平衡方程中要点子平衡:碱反应达平衡时,酸失去的质子数与碱得到的质子数相等①选②找溶液中大量存在并参与质子转移反应的物为质子参考水准(又称零准)得失质子的产物及其得失质子的物质的量据质得子失转质移子无的关量的相组等分的。原则写出质子条件式质子条件式中不包括质参考水准本身,有不含二、碱滴定1.基本念(1)合指示常数:Kt=1/Kw=Kt=Ka(b)/Kw(2)定反应Kt值越,滴定反应越完全,定突跃越大。(3)滴定曲线:pH值的变数)作图。(4)滴定液对滴定体积(或滴定分跃:化学量点附(±0.1%)pH的近变。(5)滴误溶子差剂溶::定给终出子点质中与子无化或转学接移计受性量质质点子子不的的一溶溶致剂剂引。。起包包的括括误酸差,与指示剂的选择有关性溶剂、碱性溶剂和两性溶剂(6)(7)(8)子质剂:偶极亲质子溶剂和惰性溶剂效应化效应是指当不同的化酸或碱在同一溶剂中显示相同的酸和均化性溶剂:强度水;具有平种作用的溶剂称为均化性溶。(9)区分效应和区分性溶剂:区分效是指不同的酸或碱在同一溶剂中显示不同的酸强度水—4平;具有这种作用的溶剂称为区分性溶剂2.基本原(1)酸碱指示剂的变色范围:pH=pKHIn理论变色点:pH=(2)选(3)影的原则:指示剂变色的pH范围全部或大部分落在滴定突跃范围内指滴示定剂突跃范围的因素①②,平;具有这种作用的溶剂称为区分性溶剂2.基本原(1)酸碱指示剂的变色范围:pH=pKHIn理论变色点:pH=(2)选(3)影的原则:指示剂变色的pH范围全部或大部分落在滴定突跃范围内指滴示定剂突跃范围的因素①②,ca(b)()的浓大,滴定突跃范围越碱(酸)滴定弱酸(碱),还与Ka(b)大小有关Ka(b)越大,滴定突跃范围越大(4)酸碱滴定的可行性):ca(b)Ka(b) ,—①碱(酸)滴定一元弱酸(被准确滴定):ca1(b1)Ka1(b1) , ,— -a2(b2)a2(可被滴定。Ka1(b1)/Ka2(②元酸(两则可<H(OH)被同时滴定,只Ka1(b1)/Ka2(步滴定,形成二个突跃两现一ca1(b1)Ka1(b1) , —a2(b2)a2(则只能滴定第一的H+(OH-)个滴定终点。离解3.基本算(1)[H+]的计算ca(b)0[OH-][H+]=ca;[OH-]=cb①元强酸():cKa(b)0Kw,c/Ka(b)0②[H+槡ca·元弱酸():③元弱酸():按一元弱酸(碱)处理caKa1(b1)0K,c/Ka1(b1)0[H+]槡ca·[OH-]槡cb·11cKa20Kw,c0K1④[H+槡Ka·式盐: cKa′0Kw,c0K⑤′K·酸弱碱盐:槡a⑥b>20[+H],pH=pKa+c液:若冲溶a(2)点误差①碱滴定强酸的滴定误差公式[OH- [H+-TE(%)×②酸滴定强碱的滴定误差公式[H+ [OH--TE(%)×③:元弱酸的滴定误差公式[OH-{TE(%)cF④:元弱碱的滴定误差公式—5{–δH}×TE(%)cF(3)冰醋酸为剂的标准溶液的浓度校正 c11+0.0011(–t0三、配滴1.基本念(1)EDTA配合物的KMY定常数:一定温度时金属离子(2)(3)数和累积稳定常级反{–δH}×TE(%)cF(3)冰醋酸为剂的标准溶液的浓度校正 c11+0.0011(–t0三、配滴1.基本念(1)EDTA配合物的KMY定常数:一定温度时金属离子(2)(3)数和累积稳定常级反稳应定系常数:表示各种型的总浓度与能参加主反应的平衡浓之比αY(N)它是分布数的倒αY(H)数。配位剂的副反应系数主要表为酸效应系共存离子效数金属子的副αM示,主要是溶液中EDTA外的其他配位剂和羟基的影响反应系(4)金属指 必须具备的条:MInMIn剂色应与指示剂本身的颜色有明显区。稳定性应物(Y)的稳定性低。一般要求>Kn’2属-EDTA比金合(5)最高酸最低酸度::在配位滴定的条件下,溶液酸度的最高限度属离子发生水解的酸度(6)封闭现象:某些金属离子与指示剂生成极稳定的配合物,过量的EDTAMIn能将其夺来,以致于在计量点附近指示剂也不变色或变色不敏锐的现象取出2.基本原(1)法:EDTA与大多数金属位滴子能形成稳定配位化合物,且反应度快,一般情况下配位比为1:1,配合物多为其色。(2)准确滴定的条件:在=±0.2,将lgCM位滴定中,化学计量点和指示剂的变色KMY’6C×KMY’0终点误差在0.1%左右或为能行准确滴定的件,时的(3)酸佳酸度等数38时的最高酸度;金属离子水解最低酸度;指示剂所处的的控制:满足件稳定常—lgCNKMY’5(4)选子N共存时,应满=CKMY滴定的条件:有使干用扰掩离蔽=0.3)。采用控制酸度剂等手段来实现选择性滴定的目的(5)配位滴定中常用的掩蔽方法:配位掩蔽法、沉淀掩蔽法和氧化还原掩蔽法(6)配位滴定法所采用的方式有直接滴定法、返滴定法、置换滴定法和间接滴定法。只要配位应符合滴定析的要求,应尽量采用直接滴定法3.基计算(1)数:KM=KMY-αM-lgαY+α件稳定常(2)的M’定曲线—6VC-VM(+1Y [+CM=K··VM+VVM+(3)化学计量点的M:pM′=0.5×(pCMSP+K(4)点时的pMt=lgMIn-lgαVC-VM(+1Y [+CM=K··VM+VVM+(3)化学计量点的M:pM′=0.5×(pCMSP+K(4)点时的pMt=lgMIn-lgαIn(0M-10-(5)Ringbom误差公式:TE%C槡M(SP四、氧还原滴1.本概念条外φθ′、动催化反应、自身指示剂电示位剂。2.本理论(1)响条件电位的因素:盐效应,生成沉淀,生成配合物,酸效应′3(2)氧化还原反应进行的程度:条件平衡常数K′越大反应向右进行n1完全。满φθ0059×3(n1+n2φn)/nn2氧化还原反应才可用于滴定分析—般来说,只于0.3V~4V,均可满足滴定分析的要求(3)氧化原滴定曲线计算及影响滴定突跃范围的因素:化学计量点前一般用被测物电对计算nφθ+n1 22φ=φ+化学计量点后用滴定液电对计算;化学计量点时电位值计算公2n+ 0.059×3 V) 1(4)碘量法:I2e=φθ=0.直接碘量法以溶液,在酸性、中性、弱碱性溶液中测定还原量法以Na2S2O3为标准溶液中性或弱酸物溶质,滴定前加入粉指示剂,以蓝色出现为终点。间接:I2=-+其中I-是由氧化剂与I-反应定量置换而来中滴定液换定反还应原为性置碘量法;若物质与定量过量准溶液反应后剩,则称剩余碘量法或回滴。I的终点时加入淀粉指示剂,以蓝色褪去间接碘量法化在近点。该法应特别注挥发的氧(5)高锰酸钾法MnO4-+8H++5e=Mn2++4H2标准溶液,自身指示剂,宜在1molL~molL的性中测还原性掌握用标定KMn准溶液的反应、条为作基酸钠和注意事项五、沉(一)沉淀滴定铬酸钾指示剂法是用Cr2指示剂,中,用AgNO3准溶液直接中性或弱碱性7液Cl-(或Br-)根据分步沉淀的原理,首先是生成AgCl沉淀,随着Ag断加入,溶液中Cl度越少,Ag+浓指示滴定终点来越应注意以下几点5mol/L左右为Cl-(或Br-)根据分步沉淀的原理,首先是生成AgCl沉淀,随着Ag断加入,溶液中Cl度越少,Ag+浓指示滴定终点来越应注意以下几点5mol/L左右为宜(1)(2)(3)制r2O4的浓度。r2O4浓度pH范围是6.5~10.控宜能与CrAg生反应离有预分离干扰滴定,SCN-(4)均测ClBrCN不能测I能(一)沉淀滴FeSC示终点的方法以KSCN或为铁铵钒指示剂法定剂,终点形成色分为直接滴定法和返滴定条件下,直接测定Ag+(1)(2)滴定法是以(或KSCN)定法是在含有卤素离子的剂,在接滴定性,加入一定量过量的AgNH4SCN滴液中溶液过量的Ag用返滴定法测定Cl,止AgCl沉淀返滴定化防,需在用标准溶液滴定前,加入硝基苯等防止AgCl沉淀吸附指示剂法是以吸附剂指示终点的银量法为了使终点颜色变化显,注意以下几点:(1)淀液需的保酸持度胶必体须状有态利。(2)(3)(4)于剂的呈色离子存在。指射示。定中应当避免强光照体颗粒对指示剂的吸附能应略小于对被测离子的吸附能力。(二)淀重量分析1.沉淀形式和称量形式的要对①②③淀淀形完式全的且要溶求解:度小;淀的纯度高;淀便于洗涤和过滤;8—对2.于转化为称量形式量形式的要求;②;③学组成确定学性稳尔质量大淀的形成过晶核形成和晶核长大两个过程。晶核的形成有两种,一种是均相成核,沉淀成的核形。成晶一核般长经大种果相形成沉淀颗粒,沉淀颗粒大小由聚集速度和定对2.于转化为称量形式量形式的要求;②;③学组成确定学性稳尔质量大淀的形成过晶核形成和晶核长大两个过程。晶核的形成有两种,一种是均相成核,沉淀成的核形。成晶一核般长经大种果相形成沉淀颗粒,沉淀颗粒大小由聚集速度和定向速度的相对大小决定是聚异集如向速度大于定向速度,则生成的晶核数较多,来不及排列成晶格,就会得到无定形沉淀;如果速度大于聚集速度,则构晶离子在自己的晶格上有足够的时间进行晶格排列,就会解度及其影响因素溶解度到晶形沉淀。3.淀的溶(1)沉淀MA型难溶化合物的溶解度S=[M+]=[A-槡MmAn型难溶化合物的溶解度[Mn+ [Am-S==mn槡mm考虑构晶离子M和A存在副反应的情况,引入相应的副反应系MA型难溶化合物的溶解度αM和αA′S=[M′]=K αA难溶化合物溶解度其 Am其 =α (2)影响沉淀溶解度的因①离子效应。当沉淀反应到同平离衡后,增加某一构晶离子的浓度使沉淀子效应使沉淀完全解度降低。在重量用分析中,常加入过量的沉淀剂,②效应。当沉淀反应达到衡后,增加溶液的酸度可使难溶盐溶解度增的现象主要是对弱酸、多元酸或难溶酸离解平衡的影响③位效应。液中存在能与构晶离生成可溶性配合物的配位剂,使淀的解度大的现象。4.沉淀的玷污(1)沉淀的玷其影响沉淀纯度的因①②沉淀。包表面吸附,形成混晶固来溶不体,包埋或吸留沉淀,是在沉淀析出后,溶液中能析出沉淀的组分,也在沉淀表面逐沉积来的现象(2)影响沉淀纯度的因①构晶离子生成溶解度小、带电荷、浓度大、离子半径相近的杂质离子,容易产—9吸附②③淀面的总表面晶积面越生大长,温度越低,附等杂均质可量影越响多沉淀的各不有均效性方度型。②(3)纯度的措①。③法洗涤沉淀沉淀可进行陈化或重结。入④⑤后沉淀位剂用其他沉淀剂有,可缩短沉淀和母液共置的时间5.沉淀条件的选(1)晶形②③淀面的总表面晶积面越生大长,温度越低,附等杂均质可量影越响多沉淀的各不有均效性方度型。②(3)纯度的措①。③法洗涤沉淀沉淀可进行陈化或重结。入④⑤后沉淀位剂用其他沉淀剂有,可缩短沉淀和母液共置的时间5.沉淀条件的选(1)晶形沉淀的条件:在搅拌,慢地将沉淀剂滴加到稀且热的被测组分溶液中,进行陈化即:稀、热、慢、搅、陈(2)无定形沉淀的条件:在不搅拌下,快速将沉淀剂加到浓、热且有大量电解质的被测组分溶液中,不需陈化。即:浓、热、快、搅、加入电解质、不陈化6.析情结果的计况下需要将多数得的称量形式的质量算成被测组分的量。第三部仪器分一、位分析法二、谱分析法三、谱分析法四五、、谱谱分分析析法法~电位法和永滴定1.本概念指电极、比电极、膜电位、液接电位、原池。:1mV~3,玻璃内外表面的结构和性能不不称电位全相同,表面玷污、机械刻划、学腐致蚀等外因素所:当溶液pH时,pH:当pH时,pH测得酸差得值于真实值,误差。碱差小于实值,负误或钠差数:pH每改变一个单位时,S转换系起电极电位的变化值离子选择电极:一般电极膜(敏感膜)、电极管、内充溶液和内参比电极四个部分组成下,同一电极对X和Y离子响应能力之比,亦即提供相同电电位选择性系数:在同条件响应X和Y的子的活度比可逆对:电极反应可逆的电对—102.基本理(1)pH玻璃电极溶液(H+与Cl-浓度一定)、内参比电极(Ag-AgCl电:基①本构造:玻璃膜、参)、缘套;②电位产生原理及表示φ +0.059lga玻pH③璃电极作为测溶液理论依据φ=K-0.(2)直接2.基本理(1)pH玻璃电极溶液(H+与Cl-浓度一定)、内参比电极(Ag-AgCl电:基①本构造:玻璃膜、参)、缘套;②电位产生原理及表示φ +0.059lga玻pH③璃电极作为测溶液理论依据φ=K-0.(2)直接电位法测量溶液测①量原E +0.pHx差值不大于3个pH单位,以消除液接电位②量法次测准,而且pHx=pHs+Ex-0.(3)离子选择电极基①本构造:电极膜、电管、内参比溶液、内参比电极②③:原电极、敏化电类应;及电位选择系机方数正曲线法、标准加入法测④量:两次测量法、cs=–1)-1(10ΔE/xΔ2E/(4)电位滴定定滴定终点(E-V曲线法ΔE/ΔV-V–V:以电位变确线法线法)(5)永停滴定:以电流变化确定滴定终点,三种电流变化曲线及终点确定二、光谱分法)概(1.本辐概射念:是电磁种以巨大速度通过间而不需要任何物质作为传播媒介的光子流磁辐射性质:波性、粒子:所有电磁辐射在本质同。若电磁磁辐波射谱按是为完电全磁相波同谱的,它们之间的区别仅在于波长或频率。把电波谱长法长短顺序排列起来,:当物质与辐射能相作用时,质内部发生能级跃迁,记录由能级跃迁产量生和的结波长辐构射分(或相应单位)的变化,所得的图谱称为光谱。利用物质的光谱进行定性、谱法析的方法称光非光谱法:不以光的波长为特征讯号,仅通过测量电磁辐射的某些基本性质(反射、折射、干—11、射和偏振)的变化的分析方法原子光谱法:量气态原子或离子外层电子能级跃迁所产生的原子光谱为基础分析方法。为线状光谱。分子光谱法:测量分子转动能级、分子中原子的振动能级和分子电子能级所产的分子光谱为基础、定量的吸定收性光物质质吸结收构相分应析的方辐法射为带状光谱:能而产生的光谱,其产生射和偏振)的变化的分析方法原子光谱法:量气态原子或离子外层电子能级跃迁所产生的原子光谱为基础分析方法。为线状光谱。分子光谱法:测量分子转动能级、分子中原子的振动能级和分子电子能级所产的分子光谱为基础、定量的吸定收性光物质质吸结收构相分应析的方辐法射为带状光谱:能而产生的光谱,其产生的必要条件是所提供谱物法质辐构射分能析量的恰方好法该吸收满称足为两能级间跃迁所需的能量。利用物质的吸收光谱进行定性、定量及。吸收光谱法发射光谱法:指构成物质的原子、离子或分子受到辐射能、热能、能用或物化质学的能发的射激光发谱跃进迁行到定激性后发态,由激发态到基态时以辐射的方式释放能量,而产生的谱。利定量及结分析的方法称为发射光谱法2.本计算(1):ν=C/λσ=1/λ=ν/磁辐射的频(2)量:E=hν=hC/λ=磁辐射的3.光谱分析仪器组统、检测系辐射源、分光(二)紫外-见分光光度1.本概(T):T=It/透光率(A):透光率的负对数。A=-lgT=lg(I0/吸吸光光度系数(E):有光摩物尔质吸在光单系位数浓度及单位厚时数的之吸分光。ε系百吸迁类型电子跃(1)σ-σ(2)π-π跃(3)n-π迁:收波长小于π-迁:200nm左右,共轭迁吸收波长200m,强度大反迁:含有杂原子不饱和基团,其非轨道中的孤对子吸收能量后轨道,这种吸收一般在近紫外区(200m),强度小跃迁(4)n-跃迁:吸收波长约在200nmσ-σ>n-σ≥π-π>n-四种跃迁所需能ππ或nπ跃的基团,能在紫外-可见光范围内产生吸收的原子团:含生助色色团团:含有非键电子的杂原子饱和基团,与生色团或饱和烃连接时,能使该生色团或 波方向移动,并使吸收强度增加的基团烃的峰向长吸收红移(长移):由于化合物的结构改变,如发生共轭作用、引入助色团以及溶剂改变等,使吸峰向长波方向移动—12蓝响移使(紫移或短移):当化合物的结构改变或受溶剂吸效收应峰向短波方向移动增色:由于:由于合合物物结结构构改变或其他原因,蓝响移使(紫移或短移):当化合物的结构改变或受溶剂吸效收应峰向短波方向移动增色:由于:由于合合物物结结构构改变或其他原因,吸收强度增加改变或其他原因,吸收强度减小减色效应外-(二)见分光光度法吸收峰吸收峰尔吸强弱带带::系系数数值值大小于于尔吸吸收带及其特点2.本原(1)Lambert-Beer定律:—束平行单色光通过均匀的非散射样品时,样品对光的吸收度与品的浓度及厚度成正比。A=(2)(3)A总=Aa+Ab+光度的加和原理:体系的总吸光度等于各物种吸光度之和算分光光度法ΔA干①=0,ΔA信号=波分光光度法:等吸收双波长消去法和系数倍率法均利使测原理消去扰组谱分法吸光度值②数:利用导数光谱的输出信号更多、更明显(可显示小结构相重叠谱的不同化合物的等优势定量差别)及易于辨认等特点定性;利用导数光谱法能消除背景干扰及分谱法:是一种信号处理技术,即通过褶合变换,显示原始光谱在构成上的局部细节特,合似含光的量构性鉴别;同时减少了混合物中共存组分之间的数学相关性,因而可以测定对存结组物质进行。分本计3.算(1)Lambert-Beer律数学表达式A=-lgT=ECl或T=10=10(2)尔吸光系数与百分吸光系数的关系M=ε×(3)组分定量①吸光系数法:C=②对法—13=×校③正曲线(4)多组分定量(a+b混合物)Aa+bAa+b– CaEa–Ea1 2①线性方程组 CbEa–Ea1 2等②吸收双波长消去法=A2–A1=Aa-Aa=×校③正曲线(4)多组分定量(a+b混合物)Aa+bAa+b– CaEa–Ea1 2①线性方程组 CbEa–Ea1 2等②吸收双波长消去法=A2–A1=Aa-AaCl a 系③数倍率法 CX·l=K′CX·ΔA— (三)荧光分析1.本概:物质分子接受光子能量而被激发,然后从激发态的最低振动能级返回基态发射出的光称荧光光。为荧振动弛豫:物质分子吸收能量后,跃迁到电子激发态的几个振动能级上。激发态子通过与溶剂分子的碰撞而将部分振动能量传递给溶剂分子,其电子则返回到同一电子激发态的低振动能级的过程。内部子能常量由转高换电(简称内转换):当两个电子激发态之间的能量相差较小以致其振动能级子能级以无辐射方式转移至低电子能级的过程重叠时,分受激荧光发射:处于激发单重态的分子,通过内转换及振动弛豫,返回到第一激发单重态的最低振能级,以辐射形式发射光量子而返回至基态的任一振动能级时发射的光量子称为荧光外形部式能放量出转换(简称外转换):在溶液中激发态分子与溶剂及其他溶质分子之间相互碰撞而以量的过程能的能:在某些情况下处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化,体系间跨越跨越到激发三重态的过程子由激发单重态磷光发射此三:经过体系间跨越的分子再通过振动弛豫降至激发三重的最低振动能级,分子重态的最低振动能级存活一段时间后返回至基态的各个振动能级而发出的光辐射:是荧光强度(F)对激发波长(λex)的相对效率激发光谱关系曲线,表示不同激发波长的辐射引起物质射某一波长荧光(称荧光光谱):是荧光强度(F)对(λem)发射光不谱变射波关系曲线,表示当激发光的波和强度保持时,在所发射的荧光中各种波长组理的相对强度2.本原(1)荧光是物质分子接受光子能量被激发后,从激发态的最低振动能级返回基态时发射出的—14。荧光分析法具有灵敏度高、选择性好的优点(2)荧光光谱具有如下特征:荧波长总是大于激发光波长、荧光光谱的形状与激发波长无关、谱与激发光谱存在“镜像对称”光光系必须有强的紫外-可见吸收;(3)能够发射荧光的物荧光分析法具有灵敏度高、选择性好的优点(2)荧光光谱具有如下特征:荧波长总是大于激发光波长、荧光光谱的形状与激发波长无关、谱与激发光谱存在“镜像对称”光光系必须有强的紫外-可见吸收;(3)能够发射荧光的物质应同时具备的两个条件:质分质分子必须有一定的荧光效率(4)在荧光法测定时常有散射光存在,主要有瑞利射生和拉曼散射。瑞利散射:光子和改变,其波长与入射光波长相同质拉分曼子散弹性碰撞,不发生能量的交换,只是光子运动方向发射生射出比:光子和物质分子发生非弹性碰撞时,在光子运动方向发生改变的同时,发生能量的交换,入射光稍长或稍短的光。波长比入射光更长的拉曼散射光对荧光测定有干扰。采取一定的措施(选择适当的波长或溶剂)可消除拉曼光的干扰L≤0(5)荧光法常=05时,用于定性和定量分析,但定量更为广泛。定量的依据:定量分析方法:标准曲线法、比例法、联立方程式法(6)荧光分光光度计主要部包括:激发光源、激发单色器(置于样品池前)发射单色器(于品池后)、样品池及检测系统样(7)其他的荧光分析技:主要有激荧光分析、时间分辨荧光和同步荧光分析等(四)红外吸收光谱1.本概,由振动基态(V=0)跃态(V=1)基弯频曲峰振:当分子吸收—频率的红外至第一激,产生的吸为基频峰:将、合峰及频峰统称为泛频峰频学峰键动动::两生端规原律子性沿变着化键的轴振方动向作规律性的伸缩运动,又称为变形振动角发振动自由度:子基本振动的数目。简并:振动形不同但振动频率相同而合并的现象称为简并动:引红红特外外征活非峰性活振性起能鉴偶引别极起基矩偶团变极存化矩在而变的吸化吸收红外线的振动,不吸收红外线的振动振动::凡是能用:由一个基收有峰依。存关系的吸收峰相关峰产生的一组相互具:4000~1300cm特征区区域称为特征区。:1300~0cm域称为指纹区指纹区2.本理(1)型分子有3N个动自由度;线型分子有3N个:非动外自吸由收度光①EL=V·hγ或γL=Vγ(2)(3)谱产生的条:①μ ,σ②μ频峰的分布规律小高同—15K愈(4)(5)(6),σ③μν>β>γ高同时,一析光谱的三大要素:位,峰强,峰形析光谱的原则:遵循一组相关峰确定一个基团析光谱的顺序:先特区,再指纹区(7)握各类化合物的主要光谱特征3.基本计K愈(4)(5)(6),σ③μν>β>γ高同时,一析光谱的三大要素:位,峰强,峰形析光谱的原则:遵循一组相关峰确定一个基团析光谱的顺序:先特区,再指纹区(7)握各类化合物的主要光谱特征3.基本计①=(V+1/②γL=V·K2+2n4+n3-2④U分(五)原子吸光光度法1.本项概收线:到能量最低的激发态(第一激发态)产生的谱线共峰振值子测从量基中态心激频发率(ν)的面:原收:收:、原收:、原原吸收吸收系数一半处谱线轮廓上两点之间的频率差,即气态原子吸收共振线的总能量廓所包围处的中心频率过收子系化数器来测定吸收、特征浓度、来测定吸收和征原质子量总数。总数能、空心阴极灯、中心频率处的过收系数和原子光谱级图、特征浓度、。、空心阴极灯、能子化器征质量本2.子吸(1)光谱分析法是基于原蒸气对同种元素特征谱线的共振吸收作用来行定量分析法的(2)吸收线轮廓是指具有一定频率范围和形状的谱线,它可用谱线的半宽度来表征吸收线轮廓自然(3)是宽、热变宽、压力变宽等原子本身的性质和外界因素影响而产生的用测量峰值吸收的方法来代替测量积分吸收,必须满足以下条件①②射线轮廓小于吸收线轮廓射线与吸收线频率的中心频率重合(4)原子吸收光谱分析法的定量关系式:A=常用(5)方法有:校正曲线法、标准加入法、内标法等原子吸收分光光度法中,干扰效应主要有:电离干扰、物理干扰、光学干扰及吸收线干扰(背景干扰)、化学干扰等。消除方法有:加入缓冲剂、保护剂、消电离剂、配位剂等;采用准加入法和改变仪器件(如分辨率、狭缝宽度)或背景扣除等3.主子吸收分光光度组成:锐线光源、原子化器、分光系统和检测系统—16~核磁共振波谱1.本概念屏蔽效应:核外电及他因素对外加磁场的现象:核成电子云在加磁场的诱导下,产生与外加磁场方向相反的感应磁场,局实部受屏磁蔽场效强应度氢核有降低的现象稍应磁各向异性效:外磁场作用下,由化学键产生的感应磁场使在分子中所处空间位置不同的核屏蔽作用不同的现象驰豫历程:发核通过非辐射途径损失能量恢复基态~核磁共振波谱1.本概念屏蔽效应:核外电及他因素对外加磁场的现象:核成电子云在加磁场的诱导下,产生与外加磁场方向相反的感应磁场,局实部受屏磁蔽场效强应度氢核有降低的现象稍应磁各向异性效:外磁场作用下,由化学键产生的感应磁场使在分子中所处空间位置不同的核屏蔽作用不同的现象驰豫历程:发核通过非辐射途径损失能量恢复基态的过程同,而有不同的共频率化自自学旋旋位偶分移合裂:::子自自由旋旋于产偶在生合分的引子核起中磁核所矩磁处间共的的振化相学互环干境扰不。峰分裂的现。偶合常数:自旋分裂产生的峰裂距,反映偶合作用的强弱磁等价:分中一组化学等价核(学位移相同的核)与分子中的它任何一个都有相同强弱的偶合,则这组为磁坐等价。分13C、1H谱:2.基本理标为13C和1H的化学移(1):①ν0=ν②Δm±振吸收件(2)位移的因素响邻化近学原①②,δ大增大核各子或团处的于电负负屏性蔽越区向异性效δδδ使的氢大,处于正屏蔽区的氢小③位键质子大。分子间氢键使化的改变与溶剂的性质浓度有关(3)自分裂—级①裂多重谱峰峰的数高裂目比分由为一相二般邻项具偶式有合展如氢下核规数律目:nn律,符定。I1/2时,数合2nI+1律有多组偶的1H核时,则呈现(n+n′+…+1个子峰;果偶合程度时,则呈现(n+1)(n′+1)个子峰不同②重峰的位置,是以化学位移值为中心左右对称,并且各裂分峰间相等3.基计(1)进动(ν)率v方程式(2)屏蔽应存在时的Larmor方程式γv—17二、质谱1.本概分析法:是利用多种离子化技术,将物质分子转化为离子,使其在电场或磁场的作用下,质比谱其mz的差异进行分离测质荷,从而进行物质成分和结构分析的方法强峰)高度为100%,其余峰按与基峰的比例加以表示的峰强度谱中基峰(相对丰度:以对丰(相对强度二、质谱1.本概分析法:是利用多种离子化技术,将物质分子转化为离子,使其在电场或磁场的作用下,质比谱其mz的差异进行分离测质荷,从而进行物质成分和结构分析的方法强峰)高度为100%,其余峰按与基峰的比例加以表示的峰强度谱中基峰(相对丰度:以对丰(相对强度)离离成离子的部分。有电子轰击源EI、化学电离CI、快原子源:质仪中使被分析物质电轰FAB击源。*,失去一个外层价电子而形成带正电荷的离子,分碎子片的离离离子子子::。子分通子过在某离种子电源离中方获式得示裂的能量超过其离子化所需的能量时,分子中的某些化学键生而产亚稳离子:(m1)脱离离子源后飞行过程中发生裂解而形成的低质量离子(m),常子m表示用同位素离子:谱图中含有同位素的离子。单纯开裂:一个键发生开裂并脱去一个游离基重排开裂:过重断排裂两个或两个以上化学键,进行重新排列的开裂方式。重排开裂一般脱去一分性,同时发,生成重排离子2.基原(1)确认分离峰其原因为:M图中质荷比的最高端,素峰可能出现在质荷比—般位于质n(n=1、2…)同有高时处最高质荷比峰不一定是分子离;杂质峰可能出现在最高质荷峰处;当样品分子的定性差应时依,分子离子峰很弱甚至不出现,此时最高质荷比的离子是碎片离峰子子的稳定性规律及质量数的奇偶规律,即由C、H、O组成的据分子合物,分子离子峰C、H、O、N组成的化合物,含奇数个N,分子离子峰的质量数是奇数;含偶数个N,质子量数是偶数;离子峰的质量数偶数量。或最采高质荷比离子与相邻离子的质量差是否合理,必要时可改变试验,如降低EI流CI、FAB等软电离技术,件用子能便观察到分子离子峰(或准分子离子峰)(2)同位素离子34S(M+n)/Mn=1、)表示丰最大的轻质同位素峰的峰强比,重质同位素由,故lr的丰比很大,因此含有S、Cl、Br的分子离子M+2峰强度较碎片离其根据M和M两个峰强比推断分子中是否含有S、Cl、Br及其原子数目项式(a+b)n展开式求ab为轻质质同位素的丰度比,n同数目位若素采峰用强低比分可辨用质二谱重原对子强,则可通过位素相对度法导其分子。由于同位素离子(M+1)+、(M+的+、相度与天从于有中各元值素的然丰此,利用精确测定度及存在个数成正比,M强度类,Beynon表(表中收载了含C、H、N、O不同组合的质量及同位素丰度的机化合物)中查出最可能的化学式—18(3)重排开裂机理及主要类质谱中的某些离子是通过断裂两个或两个以上化学键重新排列形成的,这种裂解称重开裂与的单结纯开裂不同,重排开裂时脱去一个中性分子,因(3)重排开裂机理及主要类质谱中的某些离子是通过断裂两个或两个以上化学键重新排列形成的,这种裂解称重开裂与的单结纯开裂不同,重排开裂时脱去一个中性分子,因此重排开裂前后离子所带电子数的奇、性的化保电合持子物;其质量数的奇、性系—般也保持不变,除非重排开裂时失去了奇数个氮原子。由于子机,故可据离子质量推测该离子是否由重排开裂产生,从而有助质较量低间断存在一定。排开裂的重要原因:裂的临排离子近具有更高稳定性;能够脱去稳定的中性分子;需等氢界能;开裂中心在易于移动开裂的方式很多,其中重排有cafferty重排(麦氏重排)和逆Diels-Alder重排(常见重排)①重不饱和C=X基团(X为O、N、S、C),且与该基团相连排:当化合物中含键γ-H时,γ-Hβ具去有一重排(转移)到饱和基团上(通常通过六元环过渡态),同发生断裂,个中性分子,产生cafet重排谱中均可发现这种重排离子峰在醛、酮、酸、酯、酰胺、羰基衍生物、烯、炔烷基苯等化合物的质②RDA排:RDA重排是以六元π烯化合物的双键为裂解反应起点,子提的供共的轭游双离烯基衍反生α心引发,通过两裂,形成一个中性分子(乙烯或其衍生物)和一个离子应物中。常出现由在环烯化合物、生物碱、萜类、甾体、黄酮及某些邻位二取代芳烃等化合物的质中,RDA重排产生的碎片离子峰,可为上述化合物的结构分析提供重要信息(4)质谱解析(一般程序)确根认据分分子子离离子子峰峰,确定分子量的丰度,推测化合物的可能类别分子中是否含有高丰度的同位素元素,如Cl、Br、根据分子离子峰与同位素峰的丰度比,断等,并推算这类元素的种类及数目,并由分子式计算不饱和度,了解双键数及环数由分同位素峰强比法或精密质量法确定分析基峰及主要碎片离子峰可能代表的式构单元,由此确定化合物可能含有的官能团,参考其谱根(波谱)数据,推测出所有可能的结构式他光据标准谱图及其他信息,筛选验证,确定合物结构式(5)综合波谱解要灵活用的各确图谱提供的信息。一般程序定下:①式子a)元素析法用元素分析仪定量测出分子C、H、N、O、S等元素的含量,据此计算各元素的原子比,拟定实验式,最后根据相对分子质量和实验式确定分子式b)质谱法:由高分辨质谱获得化合物的精确相对分子质量,采用精密质量法确定分子式若采用辨质谱,则可采用同位素相对强度法,由M+1、M与M峰的相对丰度比,并利用Beynon表,低定分化合物的分子式c)核磁共振波谱法:碳谱可提供化合物中碳原子数目,辅以氢谱,推算分子式。只有氢谱时,因—19面积与氢数成正比,分子中氢核的总数将是这些峰面积最简比例总和的整数倍。配以其他信息,确定分子。②构单元确定子式计算不饱和度,结合图谱,初步推断面积与氢数成正比,分子中氢核的总数将是这些峰面积最简比例总和的整数倍。配以其他信息,确定分子。②构单元确定子式计算不饱和度,结合图谱,初步推断未知物类别a)由b)利用各谱的特征信息初步确定结构单元:一般紫外光谱可判有无共轭体系;红外光谱判谱断的物类别和有哪些基团存在;NMR氢谱的偶合裂分及化学位移常常可推断相邻基团,NMR化合δ以及分子的对称性,对确定取代基的相互位置十分有用;质谱的主要碎片离子间的质量差以及重要重其d)子它中c)离子等,均可得出基团间相互连接的信息构单元的推断:一般先以一种图谱的信息为基础,推断可能属于哪一类化合物及结构图谱加以验证。采用由少至多逐渐增加信息量的方式,得出最终结论元,再以相察剩余结构单元:从分子式(或相对分子质量)中扣除已确定的各结构单元的分子式(量),推测出剩余结构单元的不饱和度及可能结构对分知物结构的确定结构单元组成几种可能结构:若所确定结构单元中不和基团与分子的不饱和度相等,则考单虑元之间各种连接顺序的可能性,并将确定的结构单元组饱和基团的不饱和度低于分子的不饱和度,则在组成几能种结可能的分子结构;若所确定结构时还应考虑分子中环的组;意不饱和键及杂原子的位置:因它们的位置对各谱均产生重要的影响断最可能结构:以各图谱(多采用MS的裂解规律)对步定的几种结构进行核对。若的种结构均与各图谱大致相符时,说明推测的结构基本合理δ推测再对某些碳原子或氢原子的值进行d)3.算,与实测值相比,以推断最可能的结构定最终结构:核对标准光谱或文献光谱,最终定化合物结构。本计H2m(1)=谱方程式 M(2)辨率:R谱仪的分(3)质量精度×106(量精度:m2(4)的质量:m+2稳离子1三、谱分析(一)色谱分析法概1.本概间t时t0、调整保留时间tR‘对保r2,1、K、保留因子k、分离度R、保时值配系数配色谱法、吸附色谱法、离子交换色谱法、分子排阻色谱法、涡流—20散、纵向扩散、传质阻抗、保留指M-2.基本原整保留体积K原理:组分在固定相和动相间进行反复多次的“分配”,由于分配系不同而实现分离。各种色谱法的分离机制不同(2):①板理论:描述组分在色谱柱中分配和转移行为,有如下基本假色谱板2.基本原整保留体积K原理:组分在固定相和动相间进行反复多次的“分配”,由于分配系不同而实现分离。各种色谱法的分离机制不同(2):①板理论:描述组分在色谱柱中分配和转移行为,有如下基本假色谱板柱上内是一常每小数次段。只长③进度H②,组分可以在两相中瞬间达到分配平衡配系数在各式地进入色度试即样一和个新塔鲜板流高动第0相都④在塔的板上动相不是连续而是间柱,入一个塔板体积⑤ 在柱。样纵向扩散可以忽略。塔板理论在解释流出曲线的形的。由塔板理论导出的流出曲线方程为 和位置、分的分离及评价柱效等方面是成t-tR–槡2cσ(3)率理论:速率论解释影响塔板高度或使色谱峰宽的种因素,括涡流扩散、向扩其表达式为:H=A+u+散、传质阻抗和流动相线速度A为涡流扩散系数、B为纵向扩散系数、C为传质阻抗3.基本计(1)保留值:tR‘=tR-tVR’=-r2,1=tR1′/tR2′=VR1′/VR2′(2)分配系数和保留因子k =tR=t0(1+KVs/m=t0(1+k),k=tR′/(3)峰宽度:=2.355σ,W=4σ=1./n=L/H(tR/ =5.54(tR/W1/2)=16(tR/(5)分离度2(–) 2(′2′2RnR=L/HRt/=5.=)tR/1/2(t/)W1+RR2(二)气相色谱1.本概念固2.液本相原对极性,麦氏常数,程序升温,噪声,漂移,分流比,检测器灵敏度,理测限等。(1)差迁移:在色谱分析中,分配系数不同组分分离的前提条件。气相色谱法或比例,主要通过选择合适的固定液,载种类少,可选余地小,要改变组分之间分配系数的或大(2)GC中的速率理论:色细谱管动柱力两学类的角度阐述影响柱效的因素(3)色谱柱分填充柱及,填充柱又分气-固色谱柱及气–液色谱柱。固定液极土性载类可分成非极性、中等
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