2021年度仪器分析考试必考知识点全面

仪器分析考试必考知识点

分子光谱法：UV-VIS、IR、F

原子光谱法：AAS

电化学分析法：电位分析法、电位滴定

色谱分析法：GC、HPLC

质谱分析法：MS、NRS

1.典型分析办法与仪器分析办法有何不同？

典型分析办法：是运用化学反映及其计量关系，由某已知量求待测物量，普通用于常量分析,

为化学分析法。

仪器分析办法：是运用精密仪器测量物质某些物理或物理化学性质以拟定其化学构成、含量

及化学构造一类分析办法，用于微量或痕量分析，又称为物理或物理化学分析法。

化学分析法是仪器分析办法基本，仪器分析办法离不开必要化学分析环节，两者相辅相成。

3.简述三种定量分析办法特点和应用规定

一、工作曲线法（原则曲线法、外标法）

特点：直观、精确、可某些扣除偶尔误差。需要原则对照和扣空白

应用规定：试样浓度或含量范畴应在工作曲线线性范畴内，绘制工作曲线条件应与试样条件

尽量保持一致。

二、原则加入法（添加法、增量法）

特点：由于测定中非待测组分构成变化不大，可消除基体效应带来影响

应用规定：合用于待测组分浓度不为零，仪器输出信号与待测组分浓度符合线性关系状况

三、内标法

特点：可扣除样品解决过程中误差

应用规定：内标物与待测组分物理及化学性质相近、浓度相近，在相似检测条件下，响应相

近，内标物既不干扰待测组分，又不被其她杂质干扰

1、吸取光谱和发射光谱电子能动级跃迁关系

吸取光谱：当物质所吸取电磁辐射能与该物质原子核、原子或分子两个能级间跃迁所需要能

量满足AE=hv关系时，将产生吸取光谱。M+hv-M*

2、带光谱和线光谱

带光谱：是分子光谱法体现形式。分子光谱法是由分子中电子能级、振动和转动能级变化产

生。

线光谱：是原子光谱法体现形式。原子光谱法是由原子外层或内层电子能级变化产生。

2、原子吸取定量原理：频率为v光通过原子蒸汽，其中一某些光被吸取，使透射光强度削

弱。

3、谱线变宽因素（P-131）：

⑴多普勒（Doppler）宽度△uD：由原子在空间作无规热运动所致。故又称热变宽。

Doppler宽度随温度升高和相对原子质量减小而变宽。

⑵压力变宽△uL（碰撞变宽）：由吸取原子与外界气体分子之间互相作用引起

外界压力愈大，浓度越高，谱线愈宽。

1.引起谱线变宽重要因素有哪些？

⑴自然变宽：无外界因素影响时谱线具备宽度

⑵多普勒（Doppler）宽度△uD：由原子在空间作无规热运动所致。故又称热变宽。

（3）.压力变宽小vL（碰撞变宽）：由吸取原子与外界气体分子之间互相作用引起

⑷自吸变宽：光源空心阴极灯发射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）：涉及Stark变宽（电场）和Zeeman变宽（磁场）

2.火焰原子化法燃气、助燃气比例及火焰高度对被测元素有何影响？

①化学计量火焰：由于燃气与助燃气之比与化学计量反映关系相近，又称为中性火焰，此类

火焰，温度高、稳定、干扰小背景低，适合于许多元素测定。

②贫燃火焰：指助燃气不不大于化学计量火焰，它温度较低，有较强氧化性，有助于测定易

解离，易电离元素，如碱金属。

③富燃火焰：指燃气不不大于化学元素计量火焰。其特点是燃烧不完全，温度略低于化学火

焰，具备还原性，适合于易形成难解离氧化物元素测定；干扰较多，背景高。

④火焰高度：火焰高度不同，其温度也不同；每一种火焰均有其自身温度分布；一种元素在

一种火焰中不同火焰高度其吸光度值也不同；因而在火焰原子化法测定期要选取适合被测元

素火焰高度。

3.原子吸取光谱法中干扰有哪些？如何消除这些干扰？

--物理干扰：指试样在转移、蒸发和原子化过程中，由于其物理特性变化而引起吸光度下

降效应，是非选取性干扰。

消除办法：①稀释试样；②配制与被测试样构成相近原则溶液；③采用原则化加入法。

二.化学干扰：化学干扰是指被测元原子与共存组分发生化学反映生成稳定化合物，影响被

测元素原子化，是选取性干扰，普通导致A下降。

消除办法：（1）选取适当原子化办法：提高原子化温度，化学干扰会减小，在高温火焰中P043-

不干扰钙测定。

（2）加入释放剂（广泛应用）

（3）加入保护剂：EDTA、8一羟基瞳咻等，即有强络合伙用，又易于被破坏掉。

（4）加基体改进剂

（5）分离法

三.电离干扰：在高温下原子会电离使基态原子数减少，吸取下降，称电离干扰，导致A减

少。负误差

消除办法：加入过量消电离剂。（所谓消电离剂，是电离电位较低元素。加入时，产生大量

电子，抑制被测元素电离。）

四.光谱干扰：

吸取线重叠：

①非共振线干扰：多谱线元素一一减小狭缝宽度或另选谱线

②谱线重叠干扰一一选其他分析线

五.背景干扰：背景干扰也是光谱干扰，重要指分子吸与光散射导致光谱背景。(分子吸取是

指在原子化过程中生成分子对辐射吸取，分子吸取是带光谱。光散射是指原子化过程中产生

微小固体颗粒使光产生散射，导致透过光减小，吸取值增长。背景干扰，普通使吸取值增长。

产生正误差。)

消除办法：

⑴用邻近非共振线校正背景

⑵持续光源校正背景(笊灯扣背景)

(3)Zeaman效应校正背景

⑷自吸效应校正背景

第3章紫外-可见分光光度法(P21)

3.1.5影响紫外-可见光谱因素：溶剂影响

极性：水〉甲醇〉乙醇〉丙酮〉正丁醇＞乙酸乙酯〉乙醛〉氯仿〉二氯甲烷＞苯＞四氯化碳〉己烷〉石

油酸

3.2光吸取定律

Lambert-Beer定律：A=kc1=-IgT=IglO/1

1—cm,c—mol/L,

k值称为摩尔吸光系数一e(L•mol-1♦cm-1)

A=E1C

3.4分析条件选取

单光束分光光度计特点：只有一条光束

单波长双光束分光光度计特点：在同一台仪器中使用两个完全相似光束。

双波长分光光度计：不需要参比溶液

透光率读数影响：

1、分子光谱是如何产生？它与原子光谱重要区别是什么？

分子光谱是由分子中电子能级、振动和转动能级变化产生，体现形式为带光谱

它与原子光谱重要区别在于体现形式为带光谱。

（原子光谱是由原子外层或内层电子能级变化产生，它体现形式为线光谱。）

2、试阐明有机化合物紫外光谱产生因素。机化合物紫外光谱电子跃迁有哪几种类型？吸取

带有哪几种类型？

有机化合物分子价电子在吸取辐射并跃迁到高能级后所产生吸取光谱。

机化合物紫外光谱电子跃迁常用4种类型：。-*。*,n-。*,it-Ji*,n-n*

①饱和有机化合物：of。*跃迁，nf。*跃迁

②不饱和脂肪族化合物：“fn*,n-n*

③芳香族化合物：El和E2带，B带

3、在分光光度法测定中，为什么尽量选取最大吸取波长为测量波长？

由于选取最大吸取波长为测量波长，能保证测量有较高敏捷度，且此处曲线较为平坦，吸光

系数变化不大，对beer定律偏离较小。

4、在分光光度测量中，引起对Lambrt-Beer定律偏离重要因素有哪些？如何克服这些因素

对测量影响？

偏离Lambert-BeerLaw因素重要与样品和仪器关于。

（1）与测定样品溶液关于因素

浓度：当1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、离解及溶剂化反映时，产生生成物与待测物具备不同吸取

光谱，浮现化学偏离。

光散射：当试样是胶体或有悬浮物时，入射光通过溶液后，有一某些光因散射而损失，使吸

光度增大，Beer定律产生正偏差。

（2）与仪器关于因素

单色光：Beer定律只合用于单色光，非绝对单色光，有也许导致Beer定律偏离。

谱带宽度：当用一束吸光度随波长变化不大复合光作为入射光进行测定期，吸光物质吸光系

数变化不大，对吸取定律所导致偏离较小。

相应克服办法：

①c<0.01M

②避免使用会与待测物发生反映溶剂

③避免试样是胶体或有悬浮物

④在保证一定光强前提下，用尽量窄有效带宽宽度。

⑤选取吸光物质最大吸取波长作为分析波长

5、极性溶剂为什么会使“一口*跃迁吸取峰长移，却使n-m*跃迁吸取峰短移？

溶剂极性不同会引起某些化合物吸取光谱红移或蓝移，称溶剂效应。在“一口*跃迁中，激

发态极性不不大于基态，当使用极性溶剂时，由于溶剂与溶质互相作用，激发态n*比基态

n能量下降更多，因而使基态与激发态间能量差减小，导致吸取峰红移。在n-n*跃迁中，

基态n电子与极性溶剂形成氢键，减少了基态能量，使激发态与基态间能量差增大，导致吸

取峰蓝移。

第五章分子发光分析法（P88）

1.荧光和磷光产生：具备不饱和基团基态分子受光照后，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：将激发光光源用单色器分光，测定不同波长照射下所发射荧光强度（F）,

以F做纵坐标，激发光波长人做横坐标作图。激发光谱反映了激发光波长与荧光强度之间

关系。

发射光谱：固定激发光波长，让物质发射荧光通过单色器，测定不同波长荧光强度，以荧光

强度F做纵坐标，荧光波长入做横坐标作图。荧光光谱反映了发射荧光波长与荧光强度关

系。

3.荧光和分子构造关系

发射荧光物质应同步具备如下两个条件：

物质分子必要具备可以吸取紫外或可见光构造，并且能产生"f"*或n-n*跃迁。

荧光物质必要有较大荧光量子产率。

（I）跃迁类型："fn*较n-口*跃迁荧光效率高。

（2）共规构造：凡是能提高加电子共物度构造，都会增大荧光强度，并使荧光光谱长移。

（3）刚性平面：分子刚性及共平面性越大，荧光量子产率就越大。

（4）取代基效应：在芳香化合物芳香环上，给电子基团增强荧光，吸电子基团削弱荧光。

荧光分析法特点

长处：敏捷度高（提高激发光强度，可提高荧光强度），达ng/mh选取性强（比较容易排

除其他物质干扰），重现性好；取样少。

缺陷：许多物质自身不能发射荧光，因而，应用不够广泛。

荧光分析法与UV-Vis法比较

相似点：都需要吸取紫外-可见光，产生电子能级跃迁。

不同点：

荧光法测定是物质经紫外-可见光照射后发射出荧光强度（F）;

UV-Vis法测定是物质对紫外-可见光吸取限度（A）;

荧光法定量测定敏捷度比UV-Vis法高。

1-＞名词解释：

单重态：当基态分子电子都配对时，S=0,多重性M=l,这样电子能态称为单重态。

单重电子激发态：当基态分子成对电子吸取光能之后，被激发到某一激发态上。如果它自旋

方向不变，S=0,M=l,这时激发态叫单重电子激发态。

三重态：若通过度子内部某些能量转移，或能阶间跨越，成对电子中一种电子自旋方向倒转,

使两个电子自旋方向相似而不配对，这时S=l,M=3,这种电子激发态称三重电子激发态（三

重态）

系间跨越：指是不同多重度状态间一种无辐射跃迁过程。

振动弛豫：

内转换：指是相似多重度等能态间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，它表达物质发射荧光能力。

荧光猝灭：指荧光物质分子与溶剂分子或其她溶质分子互相作用引起荧光强度减少或荧光强

度与浓度不呈线性关系现象。

重原子效应：

第4章红外吸取光谱法（1R）P53

IR与UV-Vis比较

相似点：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电子光谱;重要用于样品定量测定。

IR则是分子振动或转动能级跃迁而产生吸取光谱;重要用于有机化合物定性分析和构

造鉴定。

★4.2基本原理

吸取峰由何引起？每个基团或化学键能产生几种吸取峰？都出当前什么位置？不同吸取峰

为什么有强有弱？

物质分子产生红外吸取基本条件

（1）分子吸取辐射能与其能级跃迁所需能量相等；

（2）分子发生偶极距变化（耦合伙用）。

只有发生偶极矩变化振动才干产生可观测红外吸取光谱，称红外活性。

分子振动自由度：多原子分子基本振动数目，也是基频吸取峰数目。

为什么实际测得吸取峰数目远不大于理论计算振动自由度？

①没有偶极矩变化振动不产生红外吸取，即非红外活性；

②相似频率振动吸取重叠，即简并；

③仪器辨别率不够高；

④有些吸取带落在仪器检测范畴之外。

4.2.5分子振动频率（基团频率）

1.官能团具备特性频率

基团频率：不同分子中同一类型基团振动频率非常相近，都在一较窄频率区间浮现吸取谱带,

其频率称基团频率。

基团频率区(也称官能团区)：在4000~1300cm-1范畴内吸取峰，有一共同特点：既每一

吸取峰都和一定官能团相相应，因而称为基团频率区。在基团频率区，原则上每个吸取峰都

可以找到归属。

重要基团红外特性吸取峰(P59-63)(4000〜400cm-1)

★1900~1200cm-1：双键伸缩振动区皴基(C=O)：1650〜1900cm-1。在拨基化合物中，

此吸取普通为最强峰。

红外谱图解析顺序：先看官能团区，再看指纹区。

1.产生红外吸取光谱条件

2.分子基本振动类型和振动自由度

3.影响吸取峰强度因素

4.基团频率及谱图解析

5.影响基团频率因素

干涉仪：是FT-IR光谱仪核心部件，作用是将复色光变为干涉光。

4.5红外光谱法应用

一、定性分析

己知物鉴定-谱图比对，未知物构造拟定，收集试样关于数据和资料，拟定未知物不饱和度

(P71)

不饱和度有如下规律：

链状饱和脂肪族化合物不饱和度为0；

一种双键或一种环状构造不饱和度为1:

一种三键或两个双键及脂环不饱和度为2；

一种苯环不饱和度为4。

二、定量分析

理论根据：朗伯-比尔定律

长处：

(1)有许多谱带可供选取，有助于排除干扰；

(2)气、液、固均可测定。

1分子产生红外吸取条件是什么？

(1)分子吸取辐射能与其能级跃迁所需能量相等；

(2)分子发生偶极距变化(耦合伙用)。

2.何谓特性吸取峰？影响吸取峰强度重要因素是什么？

能代表基团存在、并有较高强度吸取谱带称基团频率，其所在位置称特性吸取峰。

①与分子跃迁概率关于，②与分子偶极距关于(P59)

3.红外谱图解析三要素是什么？

红外谱图解析三要素：位置、强度、峰形。

4.解释名词：基团频率区指纹区有关峰

5.如何运用红外吸取光谱区别烷烧、烯烧、快燃？

运用基团红外特性吸取峰区别：

烷短：饱和碳C-H吸取峰＜3000cm-1,约3000~2800cm-1

烯羟:、快烧：不饱和碳C-H吸取峰＞30()0cm-1,

C=C双键：1600~1670cm-1

C三C叁键：2100~2260cm-1

6.红外光谱法对试样有哪些规定？

(1)单一组分纯物质，纯度＞98%；

(2)样品中不含游离水；

(3)要选取适当浓度和测试厚度。

7.简述振动光谱特点以及它们在分析化学中重要性。

长处：特性性强，可靠性高、样品测定范畴广、用量少、测定速度快、操作简便、重现性好。

局限性：有些物质不能产生红外吸取；有些物质不能用红外鉴别；

有些吸取峰，特别是指纹峰不能所有指认；定量分析敏捷度较低。

第十九章质谱法（P400）

思考题

2.质谱仪由哪儿某些构成？各某些作用是什么？（划出质谱仪方框示意图）

进样系统：高效重复地将样品引到离子源中并且不能导致真空度减少。

离子源：将进样系统引入气态样品分子转化成离子。

质量分析器：根据不同方式，将样品离子按质荷比m/z分开。

检测器：检测来自质量分析器离子流并转化成电信号。

显示系统：接受来自检测器电信号并显示在屏幕上。

真空系统：保证质谱仪离子产生及通过系统处在高真空状态。

3.离子源作用是什么？试述EI（电子电离源）和CI（化学电离源）离子源原理及特点。

离子源：将进样系统引入气态样品分子转化成离子。

EI（电子电离源）原理：失去电子

特点：电离效率高，敏捷度高；离子碎片多，有丰富构造信息；有原则质谱图库；但经常没分

子离子峰；只合用于易气化、热稳定化合物。

CI（化学电离源）原理：离子加合

特点：准分子离子峰强，可获得分子量信息；谱图简朴；但不能进行谱库检索，只合用于

易气化、热稳定化合物

4.为什么质谱仪需要高真空？

质谱仪需要在高真空下工作：10-4-10-6Pa

①大量氧会烧坏离子源灯丝；

②用作加速离子几千伏高压会引起放电；

③引起额外离子一分子反映，变化裂解模型，谱图复杂化；

④影响敏捷度。

5.四极杆质量分析器如何实现质谱图全扫描分析和选取离子分析？

①当U/V维持一种定值时，某一U或V值相应只有一种离子能稳定通过四极杆；

②持续变化U或V值，可得到一张全扫描图，此谱图可用于定性；

③固定一种或各种U值，可得到高敏捷度分析成果，此办法用于定量分析。

第十五章色谱法引论(P300)

2.按固定相外形不同色谱法是如何分类？

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：填充柱法、毛细管柱色谱法

6.分派系数在色谱分析中意义是什么？

①K值大组分,在柱内移动速度慢，滞留在固定相中时间长，后流出柱子；

②分派系数是色谱分离根据；

③柱温是影响分派系数一种重要参数。

7.什么是选取因子？它表征意义是什么？

是A,B两组分调节保存时间比值a=t'r(B)/t'r(A)>1

意义：表达两组分在给定柱子上选取性，值越大阐明柱子选取性越好。

8.什么是分派比(即容量因子)？它表征意义是什么？

是指在一定温度和压力下，组分在两相分派达到平衡时，分派在固定相和流动相质量比。

K=ms/mm

意义：是衡量色谱柱对被分离组分保存能力重要参数；

同一色谱柱对不同物质柱效能是不同样

15.分离度可作为色谱柱总分离效能指标。

第十六章气相色谱法(P318)

1.气相色谱法适合分析什么类型样品？

合用范畴：热稳定性好，沸点较低有机及无机化合物分离。

2.哪类固定液在气相色谱法中最为惯用？

硅氧烷类是当前应用最广泛通用型固定液。（使用温度范畴宽（50〜350℃）,硅氧烷类经不同

基团修饰可得到不同极性固定相。）

3.气相色谱法固定相选取原则？

相似相溶原则

①非极性试样选用非极性固定液，组分沸点低先流出；

②极性试样选用极性固定液，极性小先流出

③非极性和极性混合物试样普通选用极性固定液，非极性组分先出；

④能形成氢键试样普通选取极性大或是氢键型固定液，不易形成氢键先流出。

6.气相色谱法各检测器适于分析样品？

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

电子捕获检测器：选取浓度型电负性

火焰光度检测器：选取质量型硫、磷

7.气相色谱法惯用定量分析办法有哪些？各办法合用条件。（1）外标法

合用条件：对进样量精确性控制规定较高；操作条件变化对成果精确性影响较大；操作简朴,

合用于大批量试样迅速分析。

（2）归一化法

合用条件：仅合用于试样中所有组分全出峰状况；操作条件变动对测定成果影响不大；归一

化法简便、精确。

（3）内标法（内标原则曲线法）

合用条件：试样中所有组分不能所有出峰时：定量分析中只规定测定某一种或几种组分；样

品前解决复杂

第17章高效液相色谱法（HPLC）P348

2、当代高效液相色谱法特点:

（1）高效；⑵高压；⑶高速;（4）高敏捷度

3、色谱分离实质：

色谱分离实质是样品分子（即溶质）与溶剂（即流动相或洗脱液）以及固定相分子间作用,

作用力大小，决定色谱过程保存行为。

5、高压输液泵

性能：⑴足够输出压力

⑵输出恒定流量

⑶输出流动相流量范畴可调节

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：脱去流动相中溶解气体。流动相先通过脱气装置再输送到色谱柱。

脱气不好时有气泡，导致流动相流速不稳定，导致基线飘移，噪音增长。

7、梯度洗脱装置

以一定速度变化各种溶剂配比淋洗，目是分离多组容量因子相差较大组分。

作用:缩短分析时间，提高分离度，改进峰形，提高监测敏捷度

8、影响分离因素

影响分离重要因素有流动相流量、性质和极性。

9、选取流动相时应注意几种问题：

（1）尽量使用高纯度试剂作流动相。

（2）避免流动相与固定相发生作用而使柱效下降或损坏柱子。

（3）试样在流动相中应有适当溶解度。

（4）流动相似时还应满足检测器规定。

10、提高柱效办法（减少板高）：

①固定相填料要均一，颗粒细，装填均匀。

②流动相粘度低。

③低流速。

④恰当升高柱温。

11、固定相选取：

液相色谱固定相可以是吸附剂、化学键合固定相（或在惰性载体表面涂上一层液膜）、离子

互换树脂或多孔性凝胶；流动相是各种溶剂。被分离混合物由流动相液体推动进入色谱柱。

依照各组分在固定相及流动相中吸附能力、分派系数、离子互换作用或分子尺寸大小差别进

行分离。

12、高效液相色谱法分离机理及分类

类型重要分离机理

吸附色谱吸附能，氢键

分派色谱疏水分派作用

尺寸排斥色谱溶质分子大小

离子互换色谱库仑力

13、反相色谱长处

易调节k或a

易分离非离子化合物，离子化合物和可电离化合物

流动相便宜

可预言洗脱顺序

适当梯度洗脱

第十章电分析化学引论（P218）

4、盐桥：

构成和特点：高浓度电解质溶液

正负离子迁移速度差不多

（饱和KC1溶液+3%琼脂所成凝胶）

盐桥作用：

I）防止两种电解质溶液混和，消除液接电位，保证精确测定。

2）提供离子迁移通道（传递电子）.

5、被测电极电极电位：以原则氢电极为负极，被测电极为正极构成电池，所测电池电动势。

6、批示电极和参比电极应用：

测得电动势计算出待测离子活度或浓度；重要用于测定过程中溶液本体浓度不发生变化体

系。

7、金属|金属离子电极

（银、铜、锌、汞）V

（铁、钻、镶、珞）X

8、参比电极一甘汞电极：

特