仪器分析复习
1．仪器分析的定义:以测量物质的物理性质的分析方法。
特点：简便、快速、灵敏、易于实现自动化等特点
2．仪器分析的分类：电化学、光谱、色谱
3.色谱法的分类
1）按两相状态分类：可分为气固色谱、气液色谱、液固色谱、液液色谱等四类
2）按固定相分类：柱色谱（填充柱色谱和毛细管色谱）、纸色谱、薄层色谱或薄层层析。
3）按分离原理分类：
吸附色谱：利用固定相对不同组分的吸附性能的差别分离。
分配色谱：利用不同组分在两相中分配系数的差别分离。
离子交换色谱：利用不同离子在离子交换固定相上的亲和力的差别分离。
凝胶色谱：利用不同组分分子量的差别（即分子大小）先后被过滤进行分离。
4.气相色谱流程与气相色谱仪：
载气系统，进样系统，色谱分离系统，检测系统和数据处理系统
5.色谱流出曲线及有关术语
1）基线：为色谱柱后没有组分进入检测器时，在实验操作条件下，反映检测器系统噪声 随时间变化的线。
2）保留值
①保留时间R t ：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。
②死时间M t ：指不被固定相吸附或溶解的气体，从开始到柱后出现浓度最大值所需的时间。
③调整保留时间'R t ：指扣除死时间后的保留时间'R t = R t -M t
④保留体积R V ：指从这样开始到柱后被测组分出现浓度最大值时所通过的载气体积。
⑤死体积M V ：指色谱柱在填充后柱管内固定相颗粒间所剩留的空间、色谱仪中管路和连接
头间的空间以及检测器的空间的总和。
⑥调整保留体积'
M V ：指扣除死体积后的保留体积。
⑦相对保留值 2112'1'221αγ===k k t t R R ：指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比。
6.色谱峰区域宽度
标准偏差σ：峰高0.607h 处宽度的一半（保留时间定性，峰宽定量）；
半峰宽Y 1/2 0.5h 处的宽度，Y 1/2=2.354σ；峰底宽 Y=4σ
7.气相色谱基本理论
1） 塔板理论n=5.54（t R /Y 1/2）2=16（t R /Y ）2
n 有效=5.54（t R //Y 1/2）2=16（t R //Y ）2
2） 速率理论 （范第姆特方程）
H=A+B/μ+C μ 式中：
A —涡流扩散；
B —分子扩散系数；
C —传质阻力系数；μ— 流动相线速度
结论：填充物粒度、填充物的均匀性，载气种类、流速，柱温等对柱效、峰扩张有关系
8.分离度（分辨率） )(2
1R 2112Y Y t t R R +-= 9.分离条件的选择
（1）载气流速：从H=A+B/μ+C μ可看出：
1）μ较小时，应选择分子量较大的载气（N 2、Ar ）
2）μ较大时，应选择分子量较小的载气（H 2、He ）
（2）柱温选择：沸点最高的组分可分析的最低温度，不能超过色谱柱允许的最高使用温度。
（3）固定液的性质和用量（选择色谱柱）
（4）担体的性质和粒度（选择色谱柱）
（5）进样量和进样时间：快进快出
（6）气化温度
10.气液色谱固定相
1） 担体的选择：作用：承担固定液
要求：①化学惰性；②多孔性；③热稳定好、不易破碎；④粒度均匀，大小合适。
种类：①硅藻土型 可分红色（非极性、弱极性）、白色（极性）；
②非硅藻土型 可分为氟担体、玻璃微球、高分子多孔微球
选择原则：①固定液含量>5%，用硅藻土型；②固定液含量<5%，用表面处理的硅藻土型；③
高沸点样品，用玻璃微球；④强腐蚀性，用氟担体；
2） 固定液
要求：①挥发性小；②热稳定性好；③溶解性好；④高选择性；⑤化学稳定性好
3） 固定液的选择：利用相似相溶原理选择
11.气相色谱检测器
12.气相色谱定量计算方法：①归一化法；②内标法：
③ 内标标准曲线法
④
外标法（标准曲线法） 14.高效液相色谱的特点①高压；②高速；③高效；④高灵敏；⑤应用更广。
15.影响色谱峰扩展及色谱分离的因素： H=A+B/u+Cu
与气相色谱的速率方程在形式上是一致的，其区别在纵向扩散相可以忽略不计。
提高柱效的途径：减小填料粒度以加快传质速率；提高柱内填料装填的均匀性。
16.高效液相色谱法的主要类型：①液-液分配色谱法；
④离子对色谱法；⑤离子色谱法；⑥空间排阻色谱法。17.液相色谱固定相
1
②化学键合固定相
常用的固定液有：极性的-氧二丙腈（ODPN ），非极性的十八烷（ODS ）等。
2）液固色谱固定相：有薄膜型和全多孔型硅胶、氧化铝、以及分子筛和聚酰氨等。
3）离子交换色谱固定相：
①多孔型树脂：能分离复杂样品，进样量大，但耐压性差；
②薄壳型树脂：在玻璃微球上涂以薄层的离子交换树脂，耐压，柱效高，但容量小，进样少。
4）空间排阻色谱法（凝胶色谱法）固定相：
①硬质凝胶：硅胶、多孔玻璃珠等，适用于各种情况；
②半硬质凝胶：有机高分子凝胶，适用于非水流动相；
③质凝胶：、聚葡糖，适用于常压、水为流动相。
18.液相色谱流动相要求：①高纯度；②对样品各组分均有一定的溶解度；③不溶解固定相；
④粘度小；⑤与检测器相匹配；⑥不能有气体进入，不能有其他液体进入。
19.高效液相色谱仪高效液相色谱仪一般都具备贮液器、高压泵、梯度洗提装置（用双泵）、
进样器、色谱柱、检测器、恒温器、记录仪等主要部件。
1）高压泵：类型有：① 往复式柱塞泵；②气动放大泵
2）检测器：①紫外光度检测器；②荧光检测器；③差示折光检测器；④电导检测器；⑤蒸
发光散射检测器；
20.电化学分析法的分三类：电直接测定分析法，电容量分析法，电重量分析法。
21.电位分析法原理：能斯特方程式d
Ox o d Ox nF RT E Re Re /ln E αα+= 22.电极的种类: ①指示电极PH ②参比电极③工作电极④电位滴定
23.离子选择性电极的种类和性能
①原电极：a. 晶体 ( 膜电极 )： i. 均相膜电极 ii.非均相膜电极
b. 非晶体 ( 膜 ) 电极： i.刚性基质电极 ii.活动载体电极
②敏化电极 ：a.气敏电极；b.酶(底物)电极
24.测定离子活度的方法
①标准曲线法： 缺点：适合于离子强度小或样品简单的测试，采用加入TISAB 或标准加入
法测定可克服。
②标准加入法：优点：只需一种标准溶液，可减少离子强度变化引起的误差（γ恒定）。
③格化作图法（连续标准加入法）
25.影响测定的因素：①温度的影响；②电动势测量误差；③干扰离子影响；
④pH 的影响；⑤浓度的影响；⑥响应时间的影响；⑦迟滞效应。
26.电位滴定法 1）原理：滴定过程中，接近等当点时，被滴定的物质浓度发生突变，
由此，引起指示电极的电极电位突变，导致电池电动势突变，从而指示终点。
2）特点：①准确度较电位测量法高，相对误差可≤0.2%；②可用于浑浊或有色溶液体系。
③可用于非水体系（有机物测定）；④可连续和自动化，适用于微量分析；
3）缺点：到达平衡时间长，操作费时。
27.确定终点的方法：
①滴定曲线法（E-V 曲线法） E E-V 曲线上的拐点即为等当点。②一法 级微商 ③二级微商法。
28.电位滴定法的应用
①酸碱反应：PH 玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，或用复合电极。
②氧化-还原反应：Pt 电极为指示电极，甘汞电极为参比电极。
③沉淀反应
④络合反应：可克服共存杂质离子对所用的指示剂的封密、僵化作用。
29．法拉第电解定律及库仑分析法概述
法拉第电解定律 96487
96487it n M n MQ m ?== （注意单位） 库仑分析必要条件：电极反应专一，电流效率100%，
30.库仑滴定的特点
①准确度高：相对误差约为0.2%,甚至可以达到0.01%以下,能作为标准方法。库仑滴定中的
电量容易控制和准确测量。
②由于滴定剂是通过电解产生的，产生后立即与溶液中待测物质反应（边电解边滴定），所
以可以使用不稳定的滴定剂，如，Cl 2、Br 2、Cu +等。
③不需要基准物质；④方法的灵敏度高。10-5-10-9 g/mL ；⑤易于实现自动化。
31.光谱分析定义（波长越长，能量越低）
32.原子发射光谱分析的基本原理：普朗克定律λνhc h E E E =
=-=?12
光谱范围：紫外（190nm —390nm ）→可见→红外
33.光谱分析仪器
①光源
②光谱仪 (摄谱仪)
③观测设备（光谱投影仪（映谱
仪））
34.光谱定性分析基本概念
①共振线：由激发态直接跃迁至基态时所辐射的谱线称为共振线。由第一激发态（最低能级）直接跃迁至基态时的谱线称为第一共振线，也是最灵敏线。
②灵敏线：是指各种元素谱线中强度比较大的谱线。通常具有最容易激发或激发电位较低的谱线。一般来说灵敏线多是一些共振线。
③最后线：元素的谱线强度随试样中该元素含量的减少而降低，并且在元素含量降低时其中有一部分灵敏度较低、强度较弱的谱线渐次消失，即光谱线的数目减少，最后消失的谱线称为最后线。
④分析线：用作鉴定元素存在及测定元素含量的谱线成为分析线。分析线一般是灵敏线或最后线。
35.光谱定性分析的方法:①标准试样光谱比较法；②铁光谱比较法（元素标准光谱图比较法）；③比长仪测定法。
36.光谱定量分析：主要是根据谱线强度与被测元素浓度的关系来进行的。
lg I =b·lg c ＋lga 赛伯-罗马金公式。
内标法的基本公式。 A c b I I R lg lg lg lg 12
1+== 37.对内标元素和分析线对的选择要求：
①原来试样内应不含或仅含有极少量所加内标元素。亦可选用此基体元素作为内标元素； ②要选择激发电位相同或接近的分析线对； ③两条谱线的波长应尽可能接近； ④所选线对的强度不应相差过大； ⑤所选用的谱线应不受其它元素谱线的干扰，应不是自吸收严重的谱线； ⑥内标元素与分析元素的挥发率应相近。
38.光谱半定量分析：①谱线呈现法；②谱线强度比较法；③均称线对法
39.原子发射光谱法的特点：①不必分离待分析的元素。可以在一个试样中同时测得多种元素的含量。③分析消耗试样量少，具有很高的分析灵敏度。④可测量的质量分数范围为0.0001％到百分之几十，适宜于作低含量及痕量元素的分析。
缺点：①不能用以分析有机物及大部分非金属元素；②对标准试样、感光板、显影条件要求严格；③分析时要配一套标准试样．因此适用于经常的大量的试样分析。
40.原子吸收光谱分析基本原理：原子吸收分光光度法：利用物质所产生的原子蒸气对特征谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。（锐线光源发射）
谱线轮廓与谱线变宽
①由于原子本身的性质决定（自然宽度）
自然宽度ΔV N ：无外界因素影响的情况下，谱线具有的宽度，约10-5nm
②由外因引起（如热、压力等）：a.热变宽度；b.压力变宽
41.原子吸收分光光度计：由光源，原子化器，单色器，检测器等四部分组成。
1）光源：作用：提供（锐线）共振线
要求：①锐线；②共振线；③强度足够，稳定性好
2）原子化系统：
①火焰原子化器：由雾化器和燃烧器两部分构成，是最常用原子化器。
火焰种类：a.空气－乙炔焰<2300℃ 适用于熔点较低金属原子化；
b.氧化亚氮－乙炔焰 3000℃；
c.氧－乙炔焰>2900℃
优点：重现性好，易操作，适应范围广。
缺点：灵敏度低（仅10%左右的试液被原子化）
②无火焰原子化器
优点：灵敏度高（试样全部原子化），检测限低。
缺点：干扰大，重现性差。
③氢化物原子化器：氢化物在较低温度（<1000℃），就可分解成原子蒸气。
优点：选择性高，干扰少，灵敏度高（10－9），原子化温度低。
缺点：适用范围窄。
④冷原子化装置（10－8以上）
3）光学系统；4）检测系统。
42.定量测试方法：
1）标准曲线法：
优点：简便、快速；缺点：基体效应（物理干扰）大，适用于组成简单的试样；
注意：①标准曲线应在线性范围；
②标准溶液应与试样用相同方法处理，使其组成尽可能一致；
③整个分析过程中工作条件始终保持一致；
④每次测定前应用标准溶液对标准曲线进行校正；
2）标准加入法：
优点：适合于组成复杂样品，可消除基体效应和某些化学干扰；
不足：不能消除背景吸收的影响；
注意：①测量应在线性范围内进行；②至少采用4点
43.干扰及其抑制
一、光谱干扰
1）与光源有关的干扰（相邻谱线干扰）：①与分析线相邻的是待测元素的谱线，
②相邻线非待测元素谱线
2）光谱线重叠正误差，假吸收；3）与原子化器有关的干扰
二、物理干扰（基体效应）：粘度、表面张力、溶剂等的改变的引起的干扰。
三、化学干扰：生成难挥发化合物，使原子化率下降。
消除方法：①加入消电剂②加入释放剂③加入保护剂（络合）④加入缓冲剂
44.原子吸收光谱主要测试条件有：
1）分析线选择：共振线或次灵敏线
2）灯电流的选择：①灯电流小，灵敏度高，但I过小则测量精确度差。
②灯电流大，谱线宽度变大，灵敏度下降，灯寿命缩短。
③实际工作中由A－i曲线选择
3）原子化条件选择（火焰法）：①火焰类型；②燃烧器高度；③助燃气和燃烧气比例。4）狭缝宽度
45.灵敏度、特征浓度及检出限：
①灵敏度（S）：被测元素浓度（C）或质量，改变一个单位时，吸光度（A）的变化量：即S=dA/dc 或S=dA/dm
②特征浓度（Sˊ）：能产生1%吸收或0.0044吸光度值时，溶液中待测元素的质量浓度（ug·mL －1/1%）Sˊ＝C×0.0044/A
石墨炉Sˊ＝（CV×0.0044/A）Pg/1%
46.与有机化合物有关的价电子有σ、π和n电子，主要跃迁有：
①N－V跃迁：由基态跃迁至反键轨道：σ-σ*、π-π*
②N－Q跃迁：非键电子跃迁到反键轨道：n-σ*、n-π*
③N－R跃迁：σ电子激发到更高能级或电离
此外，与分光光度法有关的跃迁还有：④电荷转移跃迁；⑤配位场跃迁，。
有机化合物一般主要有4种类型的跃迁：n-π*、π-π*、n-σ*和σ-σ*。
各种跃迁所对应的能量大小为σ-σ*> n-σ*>π-π*> n-π* π-π*强度最强
常用术谱：
①生色基团：含有π键的不饱和基团（为C＝C、C＝O、N＝N、－N＝O等）能产生π-π*跃迁，使得有机化合物分子在紫外－可见光区产生吸收的基团。
②助色基团：含有非键电子（n电子）的基团（为－OH、－NH2、－SH、－X等），其本身在紫外－可见光区无吸收，但能与生团中π电子发生n-π*共轭，使生色团吸收峰红移的基团。
③红移和蓝移：使分子的吸收峰向长波方向移动的效应称红移。使分子的吸收峰向短波方向移动的效应称蓝移。
47.有机化合物的紫外吸收光谱：
1）饱和烃类分子中只含有σ键，因此只能产生σ-σ*跃迁，即σ电子从成键轨道（σ）跃迁到反键轨道（σ*），所需能量最大。出现在远紫外区。
2）不饱和脂肪烃：①单烯：π-π*在170－200nm，不属一般意义紫外区②共轭烯：共轭使π-π*的ΔE↓，吸收峰红移，强度增大，这种吸收带称K吸收带（共轭带）。③醛、酮化合物：有σ、π、n电子，可产生n-σ*、π-π*、n-π*，其中n-π*跃迁在270－300nm。
3）芳香化合物：
①无取代：E1吸收带在185nm ε＝104（60000）；E2吸收带在204nm ε＝103（7900）；
B吸收带（苯带）在254－260nm（230－270nm）
②单取代；③二取代。
48.溶剂对紫外吸收光谱的影响
溶剂效应：对于π-π*跃迁引起的吸收峰，溶剂极性变大，红移。
对于n-π*跃迁引起的吸收峰，溶剂极性变大，蓝移。
49.紫外及可见光分光光度计
光源：作用：提供入射光
种类：钨灯（卤钨灯）发光波长360－1000nm 适用于可见光区
氢（氘）灯波长范围180－375nm 适用于紫外区
吸收池（比色皿）种类：石英比色皿 => 紫外区；玻璃比色皿=> 可见光区
50.紫外吸收光谱的应用
1）定性分析：根据紫外可见光谱提供的信息可判断分子中生色基团和助色基团的性质。2）有机物分子结构推断：①结构骨架推断；②构型和构象（顺反式）
3）纯度检测（微量杂质）；4）定量分析
51.红外吸收光谱产生的条件：①分子基团的振动频率和外界红外辐射的频率一致；②分子有偶极矩的改变
52.红外光谱振动的形式
1）伸缩振动：①对称伸缩振动；②反对称伸缩振动
2）变形或弯曲振动：①面内弯曲振动：a.剪式振动；b.面内摇摆振动；
②面外弯曲振动：a.面外摇摆振动 b.扭曲振动
对于非线形分子的振动形式为3n-6（n﹥3）种，对于线形分子的振动形式为3n-5种。
53.红外光谱的特征性，基团征频率：通常将在种出现在一定位置，能代表某种基团的存在，且具有较高强度的吸收谱带称为基团的特征吸收带，其吸收系数最大值所对应的波数称为基团的特征频率。
基团的特征频率与红外光谱的关系：
在4000cm-1～1300cm-1之间区域称为基团频率区、官能团区或特征区。
在1800cm-1～600cm-1区域称为指纹区。
54.影响基团频率位移的因素：
1）外部因素：①物理状态；
②溶剂：极性增大，伸缩振动向低波数方向移动；
极性增大，变形振动向高波数方向移动
2）内部因素：①电效应：包括诱导效应、共轭效应和场效应三种。
②氢键：氢键的形成使电子云密度平均化，从而使伸缩振动频率降低。3）振动耦合：相邻基团若振动频率相同使，振动相互影响使吸收峰分裂的现象。
4）费米共振；5）立体障碍；6）环张力
55.红外光谱定性分析程序：
1）样品的分离和精制：⑴提纯；⑵干燥除水；⑶试样浓度和厚度选择：使T在15%～70%；
⑷对不同状态样品的处理
①气体试样：抽真空后直接导入；②液体试样：液膜法或液体池法；③固体试样：可采用压片法、石蜡糊法、薄膜法或溶液法
2）了解其他结构数据；3）谱图解析；4）对照标准谱图
56.红外光谱仪：色散型红外分光光度计由光源、吸收池、单色器、检测器和记录显示系统等部分组成。
①光源：能斯特灯（ZrO2、Y2O3、ThO2等烧结而成）、硅碳棒（SiC）
②单色器；③吸收池：由碱金属卤化物制成，如：KBr；④检测器：热电偶或光导电池。
57.傅立叶变换红外光谱仪：由光源、干涉仪、A/D转换器、D/A转换器、计算机等组成。
干涉仪：将入射光信号经过干涉作用调制成干涉图函数（相当于色散型的单色器）
FTIR优点：没有狭缝的限制，光通量大，信噪比大，灵敏度高、扫描速度极快、波数准确。
第二章气相色谱分析 1、气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用? 载气系统（气路系统） 进样系统： 色谱柱和柱箱（分离系统）包括温度控制系统（温控系统）： 检测系统： 记录及数据处理系统（检测和记录系统）： 2、当下列参数改变时，是否会引起分配系数的改变?为什么? (1)柱长缩短, 不会（分配比，分配系数都不变） (2)固定相改变, 会 (3)流动相流速增加, 不会 (4)相比减少, 不会 当下列参数改变时:，是否会引起分配比的变化?为什么? (1)柱长增加, 不会 (2)固定相量增加, 变大 (3)流动相流速减小, 不会 (4)相比增大, 变小 答: k=K/b（b记为相比）,而b=VM/VS ,分配比除了与组分,两相的性质,柱温,柱压有关外,还与相比有关,而与流动相流速,柱长无关. 3、试述速率方程中A, B, C三项的物理意义. H-u曲线有何用途?曲线的形状主要受那些 因素的影响? A、涡流扩散项：气体碰到填充物颗粒时，不断地改变流动方向，使试样组分在气相中形成 类似“涡流”的流动，因而引起色谱的扩张。由于A=2λdp ，表明 A 与填充物的平均颗粒直径 dp 的大小和填充的不均匀性λ 有关，而与载气性质、线速度和组分无关，因此使用适当细粒度和颗粒均匀的担体，并尽量填充均匀，是减少涡流扩散，提高柱效的有效途径。 B、分子扩散项：由于试样组分被载气带入色谱柱后，是以“塞子”的形式存在于柱的很 小一段空间中，在“塞子”的前后 ( 纵向 ) 存在着浓差而形成浓度梯度，因此使运动着的分子产生纵向扩散。而 B=2rDg r 是因载体填充在柱内而引起气体扩散路径弯曲的因数 ( 弯曲因子 ) ， D g 为组分在气相中的扩散系数。分子扩散项与 D g 的大小成正比，而 D g 与组分及载气的性质有关：相对分子质量大的组分，其 D g 小 , 反比于载气密度的平方根或载气相对分子质量的平方根，所以采用相对分子质量较大的载气( 如氮气 ) ，可使 B 项降低， D g 随柱温增高而增加，但反比于柱压。弯曲因子 r 为与填充物有关的因素。 C、传质阻力项：传质项系数 Cu C 包括气相传质阻力系数 C g 和液相传质阻力系数 C 1 两 项。所谓气相传质过程是指试样组分从移动到相表面的过程，在这一过程中试样组分将在两相间进行质量交换，即进行浓度分配。这种过程若进行缓慢，表示气相传质阻力大，就引起色谱峰扩张。对于填充柱： 液相传质过程是指试样组分从固定相的气液界面移动到液相内部，并发生质量交换，达到分配平衡，然后以返回气液界面的传质过程。这个过程也需要一定时间，在此时间，组分的其它分子仍随载气不断地向柱口运动，这也造成峰形的扩张。液相传质阻力系数 C 1 为： 对于填充柱，气相传质项数值小，可以忽略。 在色谱分析中，理论塔板数与有效理论塔板数的区别就在于前者___没有考虑死时间(死
梯度洗脱与程序升温： 梯度洗脱：梯度性地改变洗脱液的组分或pH，以期将层析柱上不同的组分洗脱出来的方法。程序升温色谱法，是指色谱柱的温度按照组分沸程设置的程序连续地随时间线性或非线性逐渐升高，使柱温与组分的沸点相互对应，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。 二、填空题 1、仪器分析主要分为三大类, 它们是（光学分析法）、（电化学分析法）和（色谱分析法）。 2、红外吸收光谱区为（特征频率区）和（指纹区）。 3、在液相色谱中, 常用的一种通用型检测器是（示差折光检测器）。 4、描述色谱柱效能的指标是（理论塔板数）；柱的总分离效能指标是（分离度）。 5、在石墨炉原子化器中, 试液首先在其中低温（干燥），然后升温（分解(灰化 )），最后生成（原子蒸气）。 7、紫外光谱分析中吸收带有（K带）、（R带）、（B带）和（E带）。 *8、在原子吸收法中，提高空心阴极灯的灯电流可增加（发光强度）。但若灯电流过大，则（自吸）随之增大，同时会使发射线（变宽）。 四、简答题 1、仪器分析与化学分析的区别于联系 （2）、仪器分析与化学分析的联系： a.仪器分析是在化学分析的基础上发展起来的，其不少原理都涉及到化学分析的基本理论； b.仪器分析离不开化学分析，其不少过程需应用到化学分析的理论---样品前处理、标样的标定。 c. 化学分析离不开精密的分析天平等仪器 因此：仪器分析与化学分析是紧密联系、相辅相成的 2、仪器分析的优点与局限性 优点： （1）、分析速度快，适于批量试样的分析 （2）、灵敏度高，适于微量成分的测定 （3）、容易实现在线分析和遥控监测 （4）、用途广泛，能适应各种分析要求 （5）、样品用量少，且可进行不破坏样品的分析 局限性： （1）、仪器设备复杂，价格比较昂贵，对维护及环境要求较高 （2）、在进行仪器分析之前，时常要用化学方法对试样进行预处理 （3）、仪器分析方法一般都需要用标准物质进行校准，而很多标准物质需要用化学分析法来标定； （4）、相对误差较大，一般不适于常量和高含量分析 3、色谱需要解决的问题以及与之对应的色谱理论
1、在反相液相色谱分离中，苯、甲苯、乙苯、联苯的流出顺序是？ 乙苯、甲苯、联苯、苯 2、在AES分析中，把一些激发电位低、跃迁几率大的谱线称为？ 灵敏线 3、在石墨炉原子化器中, 常采用哪几种气体作为保护气？ 惰性气体（氩） 4、在原子吸收分析中，如怀疑存在化学干扰，例如采取下列一些补救措施，指出哪种措施不适当？ （1）提高火焰温度（2）加入稀释剂（3）加入保护剂（4）加入基体改进剂5、 pH 玻璃电极产生的不对称电位来源于？ 这是由于膜内外两个表面情况不一致(如组成不均匀、表面张力不同、水化程度不同等)而引起的。 6. 在光学分析法中,共振线的定义是？ 原子受到外界能量激发时，其外层电子从基态跃迁到激发态所产生的吸收线称为共振吸收线，简称共振线。 7、电磁辐射（电磁波）按其波长可分为紫外、可见、红外等不同区域，各区域的波长范围？p8页 8、原子发射光谱分析中光源的作用是？ （1）使试样蒸发、分解、原子化 （2）使气态原子激发并发射特征光谱 9、在原子发射光谱分析中，直流电弧与交流电弧比较各有什么特性？ 直流电弧的特点：直流电弧放电时，电极温度高，有利于试样蒸发，分析的灵敏度很高，而且电极温度高,破坏了试样原来的结构，消除了试样组织结构的影响，但对试样的损伤大。 交流电弧的特点：交流电弧既具有电弧放电特性，又具有火花放电特性。改变电容C2与电感L2，可以改变放电特性：增大电容，减小电感，电弧放电向火花放电转变；减小电容，增大电感，电弧放电特性增强，火花放电特性减弱。 10、说说空心阴极灯的基本构造？ 它是由一个阳极和一个端封闭、一端敞口的圆筒状的空心阴极组成。 11、什么是谱线的多普勒变宽、罗伦兹变宽、共振变宽、自然变宽？ 多普勒变宽：是由于原子在空间作无规则热运动产生的,又称热变宽。 罗伦兹变宽：由异种原子碰撞引起的变宽。 共振变宽：在共振线上，自吸严重时的谱线变宽。 自然变宽; 没有外界影响，谱线仍有一定的宽度称为自然宽度。 12红樱桃化工网 1~%T2w"{'v O12、原子吸收分光光度计的主要部件有哪几个部分组成？ 由光源、原子化器、单色器和检测器等四部分组成。 13、在原子发射光谱分析中，有哪几种光源？各有什么有点？ （1）直流电弧：绝对灵敏性高、背景小、适合定量分析 （2）交流电弧：a电弧温度高、激发能力强 B电极温度稍低、蒸发能力稍低 C电弧稳定性好，使分析重现性好，适用于定量分析（3）高压火花：（1）放电瞬间能量很大，产生的温度高，激发能力强，某些难激发元素可被激发，且多为离子线；（2）放电间隔长，使得电极温度低，蒸发能力稍低，适于低熔点金属与合金的分析；（3）稳定性好、重现性好，适用于定量分析；（4）ICP:激发能力强、灵敏度高、检测限低、精密度好、干扰小、线性范围宽。
第二章气相色谱分析 1.简要说明气相色谱分析的基本原 理 借在两相间分配原理而使混合物中各组分分离。 气相色谱就是根据组分与固定相与流动相的亲和力不同而实现分离。组分在固定相与流动相之间不断进行溶解、挥发（气液色谱），或吸附、解吸过程而相互分离，然后进入检测器进行检测。 2.气相色谱仪的基本设备包括哪几部分?各有什么作用? 气路系统．进样系统、分离系统、温控系统以及检测和记录系统． 气相色谱仪具有一个让载气连续运行管路密闭的气路系统． 进样系统包括进样装置和气化室．其作用是将液体或固体试样，在进入色谱柱前瞬间气化， 然后快速定量地转入到色谱柱中． 3.试以塔板高度H做指标,讨论气相色谱操作条件的选择. 解:提示:主要从速率理论(van Deemer equation)来解释,同时考虑流速的影响,选择最佳载气流速.P13-24。 （1）选择流动相最佳流速。 （2）当流速较小时，可以选择相对分子质量较大的载气（如N2,Ar)，而当流速较大时，应该选择相对分子质量较小的载气（如H2,He),同时还应该考虑载气对不同检测器的适应性。 （3）柱温不能高于固定液的最高使用温度，以免引起固定液的挥发流失。在使最难分离组分能尽可能好的分离的前提下，尽可能采用较低的温度，但以保留时间适宜，峰形不拖尾为度。 （4）固定液用量：担体表面积越大，固定液用量可以越高，允许的进样量也越多，但为了改善液相传质，应使固定液膜薄一些。 （5）对担体的要求：担体表面积要大，表面和孔径均匀。粒度要求均匀、细小（但不宜过小以免使传质阻力过大） （6）进样速度要快，进样量要少，一般液体试样0.1~5uL,气体试样0.1~10mL. (7)气化温度：气化温度要高于柱温30-70℃。
一、选择题 1、原子吸收光谱仪用的换能器或检测器是（c ） A、热导检测器 B、电导仪 C、光电倍增管 D、热电偶 2、气相色谱仪用的换能器或检测器是（a ） A、热导检测器 B、电导仪 C、光电倍增管 D、热电偶 3、测定环境水样中的氟首选的仪器分析方法是（b ） A、GC B、ISE C、AAS D、UV 4、测定大气中的微量有机化合物（M大于400）首选的仪器分析方法是( a ) A、GC B、ISE C、AAS D、UV 5、测定试样中的微量金属元素首选的仪器分析方法是（ c ） A、GC B、ISE C、AAS D、UV 6、直接测定鱼肝油中的维生素A首选的仪器分析方法是（ d ） A、GC B、ISE C、AAS D、UV 7、氟离子选择性电极属于（ a ）电极。 A、晶体膜 B、硬质 C、气敏 D、活动载体 8、近紫外区的波长是（ b ）。 A、5～140pm B、200～400nm C、2.5～50um D、0.1～100mm 9、荧光分析仪器中，两个单色器的夹角是（c ）度。 A、30 B、60 C、90 D、180 10、（a ）先生采用锐线光源测量谱线峰值吸收的办法，一举解决了原子吸收光谱法测量中所产生的困难。 A、Walsh B、Doppler C、Lorentz D、Holtsmark 11、紫外光谱中，能量最小的跃迁是（ d ）。 A、σ→σ* B、n→σ* C、π→π* D、n→π* 12、在某色谱柱上，组分A的峰宽为３０秒，保留时间为3.5分钟。由其计算所得的理论塔板数为（ b ）。 A、1176 B、784 C、407 D、271 13、为了提高pH玻璃电极对H＋响应的灵敏性，pH玻璃电极在使用前应在（c ）浸泡24小时以上。 A 稀酸中 B 稀碱中 C 纯水中 D 标准缓冲液中 14、pH玻璃电极的膜电位的产生是由于（ b ）的结果
气相色谱分析 一．选择题 1.在气相色谱分析中, 用于定性分析的参数是( ) A 保留值 B 峰面积 C 分离度 D 半峰宽 2. 在气相色谱分析中, 用于定量分析的参数是( ) A 保留时间 B 保留体积 C 半峰宽 D 峰面积 3. 使用热导池检测器时, 应选用下列哪种气体作载气, 其效果最好？( ) A H2 B He C Ar D N2 4. 热导池检测器是一种( ) A 浓度型检测器 B 质量型检测器 C 只对含碳、氢的有机化合物有响应的检测器 D 只对含硫、磷化合物有响应的检测器 5. 使用氢火焰离子化检测器, 选用下列哪种气体作载气最合适？( ) A H2 B He C Ar D N2 6、色谱法分离混合物的可能性决定于试样混合物在固定相中（）的差别。 A. 沸点差， B. 温度差， C. 吸光度， D. 分配系数。 7、选择固定液时，一般根据（）原则。 A. 沸点高低， B. 熔点高低， C. 相似相溶， D. 化学稳定性。 8、相对保留值是指某组分2与某组分1的（）。 A. 调整保留值之比， B. 死时间之比， C. 保留时间之比， D. 保留体积之比。 9、气相色谱定量分析时（）要求进样量特别准确。 A.内标法； B.外标法； C.面积归一法。 10、理论塔板数反映了（）。 A.分离度； B. 分配系数；C．保留值；D．柱的效能。 11、下列气相色谱仪的检测器中，属于质量型检测器的是（） A．热导池和氢焰离子化检测器； B．火焰光度和氢焰离子化检测器； C．热导池和电子捕获检测器；D．火焰光度和电子捕获检测器。 12、在气-液色谱中，为了改变色谱柱的选择性，主要可进行如下哪种（些）操作？（） A. 改变固定相的种类 B. 改变载气的种类和流速 C. 改变色谱柱的柱温 D. （A）、（B）和（C） 13、进行色谱分析时，进样时间过长会导致半峰宽（）。 A. 没有变化， B. 变宽， C. 变窄， D. 不成线性 14、在气液色谱中，色谱柱的使用上限温度取决于（） A.样品中沸点最高组分的沸点， B.样品中各组分沸点的平均值。 C.固定液的沸点。 D.固定液的最高使用温度 15、分配系数与下列哪些因素有关（） A.与温度有关； B.与柱压有关； C.与气、液相体积有关； D.与组分、固定液的热力学性质有关。 二、填空题 1.在一定温度下, 采用非极性固定液，用气-液色谱分离同系物有机化合物, ____________先流出色谱柱,
第2章 光学分析法的基本分类（光谱分析法） 光学分析仪器的基本部件及其作用（结合后面各个光谱分析法的仪器进行比较） 第3章原子发射光谱法 1.基本原理原子发射光谱如何产生的？原子发射光谱线中的共振线、主共振线？ 谱线强度与哪些因素（如浓度）有关？为什么谱线会发生自吸和自蚀？ 2.仪器构成如各种激发光源等，及特点？（重点ICP） 3.定性方法分析线如何选择？ 4.定量分析方法赛伯-罗马金公式为什么要采用内标法？ 分析线对的选择？ 第4章原子吸收光谱法 1.原子吸收光谱的产生原理 2.导致谱线变宽的原因有哪些？ 3.理解为什么要采用锐线光源？ 4.仪器构成光源（空心阴极灯），原子化器（类型及应用），单色器和检测器等 5.常见的原子化方法 6.干扰及其消除办法 第5章紫外-可见吸收光谱法 1.紫外-可见吸收光谱的产生（结合红外光谱，核磁共振谱） 2.电子跃迁类型 3.仪器基本构成光源（钨灯，氘灯），样品池（比色皿），单色器（棱镜，光栅），检 测器（光电倍增管）等 4.定性分析影响吸收带的因素？ 如何确定共轭体系？ 5.定量分析兰伯-比尔定律误差 第6章红外光谱 1.红外光谱的产生条件（两条件） 2.振动频率、振动类型 3.影响基团频率的因素 4.仪器构成光源等 5.重要官能团的特征吸收频率 6.红外光谱解析步骤 第8章核磁共振
1.核磁共振谱如何产生的？在强磁场中，原子核发生能级分裂，当吸收外来电 磁辐射时，将发生核能级的跃迁。自旋量子数？共振条件？ 2.仪器的主要部件磁铁射频振荡器射频信号接受器样品管 3.化学位移如何产生的？如何来计算化学位移值？影响因素？（诱导效应；共轭效应；磁各向异性效应；溶剂效应；氢键等；） 4. 各类有机化合物的化学位移 5.偶合裂分，峰裂分数（n+1规律），峰面积比值（氢原子数目比值） 6. 核磁共振谱解析步骤 第10章质谱 1.质谱法工作原理分子电离；电场加速；磁场分离；检测 2.质谱仪主要部件重点：离子源（EI,CI等），质量分析器等； 3.离子峰的类型分子离子峰（分子量）；同位素离子峰（鉴定含氯和溴化合物）；碎片 离子峰（结构鉴定）；亚稳离子峰。 4.常见化合物的裂解规律；几种开裂方式？麦氏重排？ 第12章 1.什么是电位分析法？基本原理？它的电极电位与溶液中给定离子活度的对数呈线性关系。如何用能斯特方程来描述这种关系的？ 2.离子选择性电极的基本构造； 3.膜电位；Donnan电位；为什么会产生膜电位？ 4. 离子选择性电极的主要类型； 玻璃电极（酸度计）；构成；工作原理；其能斯特方程 晶体膜电极（F离子电极）；组成；工作原理；其能斯特方程 流动载体电极（钙离子电极）；组成；工作原理；其能斯特方程 气敏电极；组成；工作原理； 5. 离子选择性电极的特性参数 能斯特响应；检测限；线性范围；电极选择性系数定义及意义； 6.直接电位法原理； 7.电位滴定法原理； 8. 确定电位滴定终点的几种方法； 第13章 1.概念极谱波；极限扩散电流；极化电极；去极化电极；（1）理论分解电压和析出电压（2）超电位；产生原因；极化；浓差极化；电化学极化； 2. 极谱分析法的定量分析法基础 4. 尤考维奇方程（扩散电流与浓度关系） 5. 干扰电流及其消除方法（残余电流，迁移电流，极谱极大，氧波） 6.经典的直流极谱法与单扫描极谱法比较
1.光谱范围：仪器能测量光谱的波长范围。 2.工作范围:仪器能按规定的准确度和精密度进行测量的吸光度或强度范围。 3.厚度:样品池的两个平行且透光的内表平面之间的距离。 4.光路长度:光通过吸收池内物质的入射面和出射面之间的路程。当垂直入射时，应与厚度相同。 5.仪器的准确度:在不考虑随机误差的情况下，仪器给出的读数与被测量的真值相一致的能力。考察系统误差。 6.仪器的重复性:在不考虑系统误差的情况下，仪器对某一测量值能给出相一致读数的能力 (短时间内) 。 7.仪器的稳定性:在一段时间内，仪器保持其精密度的能力 8.仪器的可靠性:仪器保持其所有性能(准确度、精密度和稳定性)的能力。 1 仪器分析：是指通过测量物质是某些物理或者物理化学性质` 参数及其变化来确定物质的组成成分含量级化学结构的分析方法。 2 定性分析：鉴定式样由哪些元素、离子、基团或化合物组成，即确定物质的组成。 3 定量分析：试样中各种组分(如元素、根或官能团等)含量的操作。 4精密度：指同一分析仪器的同一方法多次测定所得到数据间的一致程度，是表征随机误差大小的指标，亦成为重复测定结果随测定平均值的分散度，即重现性。 5 灵敏度：仪器或分析方法灵敏度是指区别具有微小浓度差异分析物能力的度量，它取决于两个因素：即校准曲线的斜率和仪器设备的重现性或精密度。 6 检出限：又称检测下限或最低检出量，指一定置信水平下检出分析物或组分的最小量或最低浓度。它取决于分析物产生信号与本底空白信号波动或噪声统计平均值之比。 7动态范围：定量测定最低浓度（LOQ)扩展到校准曲线偏离线性响应（LOL）的浓度范围。 8选择性：一种仪器方法的选择性是指避免试样中含有其它组分干扰组分测定的程度。 9 分辨率：指仪器鉴别由两相近组分产生信号的能力。不同类型仪器分辨率指标各不相同，光谱仪器指将波长相近两谱线（或谱峰）分开的能力；质谱仪器指分辨两相邻质量组分质谱峰的分辨能力；色谱指相邻两色谱峰的分离度；核磁共振波谱有它独特的分辨率指标，以临二氯甲苯中特定峰，在最大峰的半宽度为分辨率大小。 10 分析仪器的校正：仪器分析中将分析仪器产生的各种响应信号值转变成被测物质的质量或浓度的过程称为校正。一般包括分析仪器的特征性能指标和定量分析方法校正。 11 电磁辐射：电场和磁场的交互变化产生的电磁波，电磁波向空中发射或汇聚的现象，叫电磁辐射举例说，正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷，便会产生电磁能量。 12 电磁辐射的吸收、发射、散射、折射、干涉、衍射： (4) 折射折射是光在两种介质中的传播速度不同；(7) 衍射光绕过物体而弯曲地向他后面传播的现象； 13 分子光谱、原子光谱 分子光谱：分子从一种能态改变到另一种能态时的吸收或发射光谱（可包括从紫外到远红外直至微波谱）。 原子光谱：是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列光所组成的光谱。
仪器分析复习提纲 Chapter 1 仪器分析定义：仪器分析是以物质的物理和物理化学性质为基础建立起来的一种分析方法， 测定时常常需要使用比较复杂的仪器，它是分析化学的发展方向。 分类：1、光学分析法（紫外-可见光谱法、红外光谱法、分子荧光（磷光）光谱法、原子吸 收光谱法、原子发射光谱法）；2、电化学分析（极谱与伏安分析法、库仑分析法、电解分析 法、电位分析法）；3、色谱分析法（气相色谱法、液相色谱法） ；4、其他方法（质谱法、流 动注射分析法、热分析法） 特点：1、选择性好；2、操作简便、分析速度快、容易实现自动化；3、灵敏度高；4、相对 误差大（不宜用于大量 分析） 分析仪器的组成： Chapter 2 光分析的三个基本过程：激发信号、信号转换、输出信号 （能源提供能量；能量与被测物之间的互相作用；产生信号） 光谱分析分类：原子 光谱（线状光谱）、分子光谱（带状光谱） 吸收光谱、发射光谱 电磁辐射的基本性质（波粒二象性） 电磁辐射的频率、波长、波数、速率的基本概念以及运算关系 入=1/波数E=hc/入=h v 波速=?入 （1eV=1.602,10 "J h=6.626 切 ） 光谱法仪器五个基本单元： 光源、单色器、样品、检测器、显示与数据处理 棱镜与光栅的分辨率与色散率的计算 1、棱镜色散率=偏向角对波长求导（角色散率）=谱线距离对波长求导（线色散率） 线色散率=角色散率X 焦距/sin 光轴夹角 分辨率=平均波长/波长差=棱镜总底边长X 色散率 2、光栅色散率=光谱级次/ （光栅常数X cos 衍射角）（角色散率） =角色散率X 会聚透镜焦距 分辨率=光谱级次X 光栅总刻痕数 各种光谱中样品池的选择 发射光谱一一激发源 紫外光区一一石英比色皿 可见光区——玻璃比色皿 红外光区一一NaCI 、KBr 、KRS-5固体试样与 KBr 做成的盐窗（混合压片） 荧光分析一一低荧光物质做成的比色皿 常用检测器的检测原理 1、硒光电池（光敏半导体）； 2、光电管（光电效应）； 3、光电倍增管（光电效应） 光源：原子发射一一原 子化器 原子吸收一一空心阴极灯（紫外-可见区锐线光源） 紫外吸收一一氢灯、氘灯（紫外区连续光源） 可见吸收一一钨灯（可见区连续光源） 红外吸收 ----- N ernst 灯、硅碳棒（中红外区连续光源） 分子荧光（磷光）一一高压汞灯（紫外 -可见区线光源） Chapter 3紫外-可见分光光度法 分子吸收光谱形成原因：价电子和分子轨道上的电子在电子能级间跃迁，并伴随有振动和 转动能级间的跃迁 △ E=h v 梁颖 2012
仪器分析复习题 一、选择题： 1对于下列关于1.0 mol L-1 CuSO4溶液的陈述，哪些是正确的？ A A. 改变入射光波长，ε亦改变 B. 向该溶液中通NH3时，ε不变 C. 该溶液的酸度不同时，ε相等 D. 改变入射光波长，ε不变 2分子光谱是由于 B 而产生的。 A. 电子的发射 B. 电子相对于原子核的运动以及核间相对位移引起的振动和转动 C. 质子的运动 D. 离子的运动 3在分光光度法中，运用朗伯－比尔定律进行定量分析时采用的入射光为 B A. 白光 B. 单色光 C. 可见光 D. 紫外光 4溶剂对电子光谱的影响较为复杂，改变溶剂的极性 B A. 不会引起吸收带形状的变化 B. 会使吸收带的最大吸收波长发生变化 C. 精细结构并不消失 D.对测定影响不大 5光学分析法中使用到电磁波谱，其中可见光的波长范围约为 B A. 10～400nm B. 400～750nm C. 0.75～2.5mm D. 0.1～100cm. 6共振线是具有 B 的谱线 A. 激发电位 B. 最低激发电位 C. 最高激发电位 D. 最高激发能量 7波数(σ)是指 A A. 每厘米内波的振动次数 B. 相邻两个波峰或波谷间的距离 C. 每秒钟内振动的次数 D. 一个电子通过1V电压降时具有的能量
8下列羰基化合物中C＝O伸缩振动频率最高的是 C A. RCOR’ B. RCOCl C. RCOF D. RCOBr 9原子发射光谱法是一种成分分析方法，可对约70种元素(包括金属及非金属元素)进行分析，这种方法常用于 D A. 定性 B. 半定量 C. 定量 D. 定性、半定量及定量 10下面几种常用的激发光源中，激发温度最高的是 C A. 直流电弧 B. 交流电弧 C. 电火花 D. 高频电感耦合等离子体 11下面几种常用的激发光源中，分析的线性范围最大的是 D A. 直流电弧 B. 交流电弧 C. 电火花 D. 高频电感耦合等离子体 12当不考虑光源的影响时，下列元素中发射光谱谱线最为复杂的是 D A. K B. Ca C. Zn D. Fe 13带光谱是由下列哪一种情况产生的? B A. 炽热的固体 B. 受激分子 C. 受激原子 D. 单原子离子 14下列哪种仪器可用于合金的定性、半定量全分析测定 B A. 折光仪 B. 原子发射光谱仪 C. 红外光谱仪 D. 电子显微镜 15原子发射光谱是由下列哪种跃迁产生的？ D A. 辐射能使气态原子外层电子激发 B. 辐射能使气态原子内层电子激发 C. 电热能使气态原子内层电子激发 D. 电热能使气态原子外层电子激发 16H2O在红外光谱中出现的吸收峰数目为 A A. 3 B. 4 C. 5 D. 2
仪器分析 （分值100分，时间：180分钟） 一、单项选择题（46分，每小题2分，第9小题两空各1分） 1、在原子发射光谱分析（简称AES）中，光源的作用是对试样的蒸发和激发提供所需要的能量.若对某种低熔点固体合金中一些难激发的元素直接进行分析，则应选择（）. ①直流电弧光源，②交流电弧光源，③高压火花光源，④电感耦合等离子体（简称ICP）光源 2、在AES分析中，把一些激发电位低、跃迁几率大的谱线称为（）. ①共振线，②灵敏线，③最后线，④次灵敏线 3、待测元素的原子与火焰蒸气中其它气态粒子碰撞引起的谱线变宽称为（）. ①多普勒变宽，②罗伦兹变宽，③共振变宽，④自然变宽 4、在原子吸收光谱（简称AAS）分析中，把燃助比与其化学反应计量关系相近的火焰称作（）. ①中性火焰，②富燃火焰，③贫燃火焰，④等离子体炬焰 5、为了消除AAS火焰法的化学干扰，常加入一些能与待测元素（或干扰元素）生成稳定络合物的试剂，从而使待测元素不与干扰元素生成难挥发的化合物，这类试剂叫（）. ①消电离剂，②释放剂，③保护剂，④缓冲剂 6、为了同时测定废水中ppm级的Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr，最好应采用的分析方法为（）. ①ICP-AES，②AAS，③原子荧光光谱（AFS），④紫外可见吸收光谱（UV-VIS） 7、在分子吸收光谱中，把由于分子的振动和转动能级间的跃迁而产生的光谱称作（）. ①紫外吸收光谱（UV），②紫外可见吸收光谱，③红外光谱（IR），④远红外光谱 8、双光束分光光度计与单光束分光光度计比较，其突出的优点是（）. ①可以扩大波长的应用范围，②可以采用快速响应的探测系统，③可以抵消
紫外-可见分光光度分析法 基本原理 光谱分析法就是指物质与电磁辐射作用时,物质内部发生能级跃迁,测量由此产生的发射、吸收或散射辐射的波长与强度来进行分析的方法。 依据物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法称为吸光光度法,主要有: 红外吸收光谱:分子振动光谱,吸收光波长范围2、5~1000 μm ,主要用于有机化合物结构鉴定。 紫外吸收光谱:电子跃迁光谱,吸收光波长范围200~400 nm(近紫外区) ,可用于结构鉴定与定量分析。 可见吸收光谱:电子跃迁光谱,吸收光波长范围400~750 nm ,主要用于有色物质或与显色剂作用生成有色物质的定量分析。 吸收曲线(吸收光谱)就是吸光物质浓度与液层厚度一定的条件下,让不同波长的光依次透过溶液,测量每一波长下溶液的吸光度,然后以波长为横坐标,以吸光度为纵坐标作图而得。它描述了物质对不同波长光的吸收能力 紫外-可见分子吸收光谱与电子跃迁 物质分子内部三种运动形式: 1.电子相对于原子核的运动,2、原子核在其平衡位置附近的相对振动3、分子本身绕其重 心的转动。 分子具有三种不同能级:电子能级、振动能级与转动能级。 电子能量E e 、振动能量E v 、转动能量E r。ΔΕe>ΔΕv>ΔΕr 主要有四种跃迁所需能量ΔΕ大小顺序为:n→π＊< π→π＊< n→σ＊< σ→σ＊ σ→σ＊跃迁 如甲烷的λmax为125nm,乙烷λmax为135nm。 n→σ＊跃迁 吸收波长为150～250nm,含非键电子的饱与烃衍生物(含N、O、S与卤素等杂原子)均呈现n →σ*跃迁。一氯甲烷、甲醇、三甲基胺n→σ*跃迁的λmax分别为173nm、183nm与227nm。 ⑶π→π＊跃迁 不饱与烃、共轭烯烃与芳香烃类均可发生该类跃迁。如乙烯π→π*跃迁:λmax为162nm, n→π＊跃迁 就是构成不饱与键中的杂原子上的n电子跃迁到π＊轨道,所需能量最低,吸收波长多在270-300nm附近。如丙酮n→π＊跃迁:λmax为275nm 生色团: 最有用的紫外—可见光谱就是由π→π＊与n→π＊跃迁产生的。这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱与基团。凡能吸收紫外或可见光而引起电子跃迁的基团,主要就是具有的不饱与键与未共用电子对的基团。 简单的生色团由双键或叁键体系组成,如乙烯基、羰基、亚硝基、偶氮基—N＝N—、乙炔基、腈基—C三N等。 (2)助色团: 指那些带有杂原子的基团(如—OH、—OR、—NH２、—NHR、—X等),它们本身没有生色功能(不能吸收λ>200nm的光),但当它们与生色团相连时,就会发生n—π共轭作用,能增强生色团的生色能力(吸收波长向长波方向移动(红移),且吸收强度增加),这样的基团称为助色团。 由于取代基的引入或溶剂的改变,使有机化合物的λmax发生移动,向长波方向移动称为红移,向短波方向移动称为蓝移(或紫移)。
《仪器分析》复习题 第一章绪论 仪器分析主要有哪些分析方法？请分别加以简述？ 光分析法 光谱法和非光谱法 非光谱法是指那些不以光的波长为特征的信号，仅通过测量电磁幅射的某些基本性质（反射，折射，干射，衍射，偏振等）。 光谱法则是以光的吸收，发射和拉曼散射等作用而建立的光谱方法。这类方法比较多，是主要的光分析方法。 电分析化学方法以电讯号作为计量关系的一类方法, 主要有五大类: 电导、电位、电解、库仑及伏安 色谱法物质在两相（流动相和固定相）中分配比的差异而进行分离和分析的方法，主要有气相色谱法和液相色谱法，色谱法与现代各种分析方法连用，是解决复杂物质中各组分连续测定的有效途径。 质谱法：根据物质质荷比（质量与电荷的比值）进行定量、定性和结构分析的方法，是研究有机化合物结构的有利工具。 ②热分析：依据物质的质量、体积、热导反应热等性质与温度之间的动态关系，该法可用于成分分析，但更 多于热力学、动力学和化学反应机理的研究，主要方法有热重量法，差热分析法、差示扫描电热法 ③放射分析：依据物质的放射性。同位素稀释法、活化分析法，放射性滴定法 第二章色谱学基础 1.色谱分析法的最大特点是什么?它有哪些类型? 色谱定性分析就是要确定各色谱峰所代表的化合物。由于各种物质在一定的色谱条件下均有确定的保留值，因此保留值可作为一种定性指标 1.用已知纯物质对照定性 2.用经验规律和文献值进行定性分析 3.根据相对保留值定性 4.根据保留指数定性 2.绘一典型的色谱图,并标出进样点t m、t R、t‘R，h、w1/2、W、σ和基线。 3.试述塔板理论与速率理论的区别和联系。 4.从色谱流出曲线上通常可以获得哪些信息? 5.在色谱峰流出曲线上,两峰之间的距离取决于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么? 6.试述速率方程式中A、B、C三项的物理意义。 7.为什么可用分辨率R作为色谱柱的总分离效能指标。 8.能否根据理论塔板数来判断分离的可能性？为什么？ 9.色谱定性的依据是什么，主要有哪些定性方法。 色谱定量分析是根据检测器对溶质产生的响应信号与溶质的量成正比的原理，通过色谱图上的面积或峰高，计算样品中溶质的含量。 1.峰面积测量方法 2.定量校正因子 3.常用的定量计算方法 10.色谱定量分析中为什么要用校正因子？在什么情况下可以不用? 色谱定量分析是基于峰面积与组分的量成正比关系。但由于同一检测器对不同物质具有不同的响应值，即对不同物质，检测器的灵敏度不同，所以两个相等量的物质得不出相等峰面积。或者说，相同的峰面积并不意味着相等物质的量。因此，在计算时需将面积乘上一个换算系数，使组分的面积转换成相应物质的量，即 wi=fi′Ai 式中Wi为组分i的量，它可以是质量，也可以是摩尔或体积（对气体）；Ai为峰面积，fi′为换算系数，称为定量校正因子。它可表示为fi′=Wi/Ai 11.用公式分析理论塔板数n、有效塔板数n有效与选择性和分离度之间的关系。 12.样品中有a、b、c、d、e和f六个组分,它们在同一色谱柱上的分配系数分别为370、516、386、475、356和490, 请排出它们流出色谱柱的先后次序。 13.衡量色谱柱柱效能的指标是什么?衡量色谱柱选择性的指标是什么? 固然增加柱长可使理论塔板数增大，但同时使峰宽加大，分析时间延长。因此，填充柱的柱长要选择适当。过长的
现代仪器分析：一般的说，仪器分析是指采用比较复杂或特殊的仪器设备，通过测量物质的某些物理或物理化学性质的参数及其变化来获取物质的化学组成、成分含量及化学结构等信息的一类方法。 灵敏度：指待测组分单位浓度或单位质量的变化所引起测定信号值的变化程度。灵敏度也就是标准曲线的斜率。斜率越大，灵敏度就越高 光分析法：利用光电转换或其它电子器件测定“辐射与物质相互作用”之后的辐射强度等光学特性，进行物质的定性和定量分析的方法。 光吸收：当光与物质接触时，某些频率的光被选择性吸收并使其强度减弱，这种现象称为物质对光的吸收。 原子发射光谱法：元素在受到热或电激发时，由基态跃迁到激发态，返回到基态时，发射出特征光谱，依据特征光谱进行定性、定量的分析方法。 主共振线：在共振线中从第一激发态跃迁到激发态所发射的谱线。 分析线：复杂元素的谱线可能多至数千条，只选择其中几条特征谱线检验，称其为分析线。 多普勒变宽：原子在空间作不规则的热运动所引起的谱线变宽。 洛伦兹变宽：待测原子和其它粒子碰撞而产生的变宽。 助色团：本身不吸收紫外、可见光，但与发色团相连时，可使发色团产生的吸收峰向长波方向移动，且吸收强度增强的杂原子基团。 分析仪器的主要性能指标是准确度、检出限、精密度。 根据分析原理，仪器分析方法通常可以分为光分析法、电分析化学方法、色谱法、其它仪器分析方法四大类。 原子发射光谱仪由激发源、分光系统、检测系统三部分组成。 使用石墨炉原子化器是，为防止样品及石墨管氧化应不断加入（N2）气，测定时通常分为干燥试样、灰化试样、原子化试样、清残。 光谱及光谱法是如何分类的？ ⑴生光谱的物质类型不同:原子光谱、分子光谱、固体光谱； ⑵光谱的性质和形状：线光谱、带光谱、连续光谱； ⑶产生光谱的物质类型不同：发射光谱、吸收光谱、散射光谱。 ⑷ 原子光谱与发射光谱，吸收光谱与发射光谱有什么不同 原子光谱：气态原子发生能级跃迁时，能发射或吸收一定频率的电磁波辐射，经过光谱依所得到的一条条分立的线状光谱。 分子光谱：处于气态或溶液中的分子，当发生能级跃迁时，所发射或吸收的是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。 吸收光谱：当物质受到光辐射作用时，物质中的分子或原子以及强磁场中的自选原子核吸收了特定的光子之后，由低能态被激发跃迁到高能态，此时如将吸收的光辐射记录下来，得到的就是吸收光谱。 发射光谱：吸收了光能处于高能态的分子或原子，回到基态或较低能态时，有时以热的形式释放出所吸收的能量，有时重新以光辐射形式释放出来，由此获得的光谱就是发射光谱。 选择内标元素和分析线对有什么要求？ a.若内标元素是外加的，则该元素在分析试样中应该不存在，或含量极微可忽略不计，以免破坏内标元素量的一 致性。 b.被测元素和内标元素及它们所处的化合物必须有相近的蒸发性能，以避免“分馏”现象发生。 c.分析线和内标线的激发电位和电离电位应尽量接近（激发电位和电离电位相等或很接近的谱线称为“均称线 对”）；分析线对应该都是原子线或都是离子线，一条原子线而另一条为离子线是不合适的。 d.分析线和内标线的波长要靠近，以防止感光板反衬度的变化和背景不同引起的分析误差。分析线对的强度要合 适。 e.内标线和分析线应是无自吸或自吸很小的谱线，并且不受其他元素的谱线干扰。 原子荧光光谱是怎么产生的？有几种类型？ 过程：当气态原子受到强特征辐射时，由基态跃迁到激发态，约在10-8s后，再由激发态跃迁回到基态，辐射出与吸收光波长相同或不同的辐射即为原子荧光。 三种类型：共振荧光、非共振荧光与敏化荧光。 为什么原子发射光谱法可采用内标法来消除实验条件的影响？ 影响谱线强度因素较多，直接测定谱线绝对强度计算难以获得准确结果，实际工作多采用内标法。内标法属相对强度法，是在待测元素的谱线中选一条谱线作为分析线，然后在基体元素或在加入固定量的其他元素的谱线中选一条
第一章绪论 1.解释名词：（1）灵敏度（2）检出限 （1）灵敏度：被测物质单位浓度或单位质量的变化引起响应信号值变化的程度。（2）检出限：一定置信水平下检出分析物或组分的最小量或最小浓度。 2.检出限指恰能鉴别的响应信号至少应等于检测器噪声信号的（C ）。 A.1倍 B.2倍 C.3倍 D.4倍 3.书上第13页，6题，根据表里给的数据，写出标准曲线方程和相关系数。 y=5.7554x+0.1267 R2=0.9716 第二章光学分析法导论 1. 名词解释：（1）原子光谱和分子光谱；（2）发射光谱和吸收光谱；（3）线光谱和带光谱； （1）原子光谱：原子光谱是由原子外层或内层电子能级的变化产生的，表现形式为线光谱。 分子光谱：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，表现为带光谱。 （2）吸收光谱：当电磁辐射通过固体、液体或气体时，具一定频率(能量)的辐射将能量转移给处于基态的原子、分子或离子，并跃迁至高能态，从而使这些辐射被选择性地吸收。 发射光谱：处于激发态的物质将多余能量释放回到基态，若多余能量以光子形式释放，
产生电磁辐射。 （3）带光谱：除电子能级跃迁外，还产生分子振动和转动能级变化，形成一个或数个密集的谱线组，即为谱带。 线光谱：物质在高温下解离为气态原子或离子，当其受外界能量激发时，将发射出各自的线状光谱。其谱线的宽度约为10-3nm，称为自然宽度。 2. 在AES、AAS、AFS、UV-Vis、IR几种光谱分析法中，属于带状光谱的是UV-Vis、IR，属于线性状光谱的是AES、AAS、AFS。 第三章紫外-可见吸收光谱法 1. 朗伯-比尔定律的物理意义是什么？什么是透光度？什么是吸光度？两者之间的关系是什么？ 2. 有色配合物的摩尔吸收系数与下面因素有关系的是（B） A.吸收池厚度 B.入射光波长 C.吸收池材料 D.有色配合物的浓度 3. 物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于（B） A.分子的振动 B. 原子核外层电子的跃迁 C.分子的转动 D. 原子核内层电子的跃迁 4. 以下跃迁中那种跃迁所需能量最大（A） A. σ→σ* B. π→π* C. n→σ* D. n→π* 5. 何谓生色团和助色团？试举例说明。 从广义来说，所谓生色团，是指分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团，人们通常将能吸收紫外，可见光的原子团或结构系统定义为生色团。此类基团为具有不
1 生活饮用水方法标准GB/在无机离子分析需要的分析仪器和样品前处理技术原理及技术特点 根据 GB/《生活饮用水标准检验方法·无机非金属指标》内容，可以知道，各种指标的检验方法有分光光度法，离子色谱法，容量法及比色法等，其中我们最常用的是离子色谱法。 离子色谱法是将改进后的电导检测器安装在离子交换树脂柱的后面，以连续检测色谱分离的离子的方法。具有迅速、连续、高效、灵敏等优点。 所需仪器：离子色谱仪。离子色谱仪的典型结构由输液泵、进样阀、色谱柱、抑制柱、检测器和数据处理系统组成。 大概流程：泵液-进样-分离-检测（抑制）-记录。 前处理方法： (1)膜处理法：滤膜或砂芯处理法 滤膜过滤样品是离子色谱分析最通用的水溶液样品前处理方法，一般如果样品含颗粒态的样品时，可以通过或μm微孔滤膜过滤后直接进样。只能用于离线样品处理，去除颗粒态不溶性物质，无法去除极小颗粒或有机大分子可溶性化合物和金属水溶性离子。滤膜或砂芯中均会含有一定量的无机阴、阳离子，这类离子的存在对水溶液中痕量的阴、阳离子分析会产生干扰，影响测定的准确性。(2)固相萃取法 固相萃取是发生在流动相和固定相之间的物理过程。固相萃取也是基于分析物与样品基质在固定相上分配和吸附性质的不同来进行分离的。分析物要么被牢固地吸附在固定相上,要么在固定相上根本就没有保留。前者不仅用于基质干扰的消除,而且也用于分析物的富集;后者只用于消除基质影响。如同高效液相色谱,用于固相萃取中的很多固定相都是在硅胶上键合了其它基团制成的。 原理：固相萃取主要通过目标物与吸附剂之间的疏水作用，离子交换作用，物理吸附作用等作用力来保留和吸附的。 固相萃取分别利用反相、离子交换、螯合树脂等多种手段进行，从而萃取手段上也可以利用常规的固相萃取法和固相微萃取法。 (3)分解处理法 对于固体样品，首先需要将样品转化为溶液，然后再进行分析。我们测定得到酸根的含量，实际上对应着该固体化合物酸所对应的元素中得有形态的含量总和。而且如何将样品分解，对应元素的酸如何吸收，是离子色谱处理固体样品的关键。 (4)浸出法 对于固定样品，有时测定时并一定是非金属的总含量，而需要测定特定阴、阳离子的水的溶出形态，或者在一定条件下的形态特征，这就需要我们选择合适的浸出方法，即不破坏样品中的离子形态，又能够得到高的回收率。分为：普通水浸出法，直接蒸馏法。 实例：GB/T 5750?生活饮用水标准检验方法?中离子色谱法应用 此方法适合于氟化物，氯化物，硝酸盐和硫酸盐的测定。 分析步骤： 1.开启离子色谱仪：参照说明书，调节淋洗液及再生液流速，使仪器达平衡，并指示稳定的基线。 2.校准：根据所用的量程，将混合阴离子标准溶液及两次等比稀释的三种不同浓度标准溶液，依次注入进样系统。将峰值或峰面积绘制工作曲线。 3.样品的分析 预处理：将水样经μm滤膜过滤去除混浊物质。对硬度高的水样，必要时，可先经过阳离子交换树脂柱，然后再经μm滤膜过滤。对含有机物水样可先经过C18柱过滤去除。 将预处理后的水样注入色谱仪进样系统，记录峰高峰面积。
仪器分析复习资料 名词解释 1. 保留值：表示试样中各组分在色谱柱中的滞留时间的数值。通常用时间或用将各组分带出色谱柱所需载气的体积来表示。 2. 死时间：指不被固定相吸附或溶解的气体（如空气、甲烷）从进样开始到柱后出现浓度最大值时所需的时间。 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时所需的时间。 4. 相对保留值：指某组分2的调整保留值与另一组分1的调整保留值之比。 5. 半峰宽度：峰高为一半处的宽度。 6. 峰底宽度：指自色谱峰两侧的转折点所作切线在基线上的截距。 7. 固定液： 8. 分配系数：在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度比。 9. 分配比：又称容量因子或容量比，是指在一定温度、压力下，在两相间达到平衡时，组分在两相中的质量比。 10. 相比:VM与Vs的比值。 11. 分离度：相邻两组分色谱峰保留值之差与两个组分色谱峰峰底宽度总和之半的比值。 12. 梯度洗提：就是流动相中含有多种（或更多）不同极性的溶剂，在分离过程中按一定的程序连续改变流动相中溶剂的配比和极性，通过流动相中极性的变化来改变被分离组分的容量因子和选择性因子，以提高分离效果。梯度洗提可以在常压下预先按一定的程序将溶剂混合后再用泵输入色谱柱，这种方式叫做低压梯度，又叫外梯度，也可以将溶剂用高压泵增压以后输入色谱系统的梯度混合室，加以混合后送入色谱柱，即所谓高压梯度或称内梯度。13. 化学键合固定相：将各种不同有机基团通过化学反应共价键合到硅胶（担体）表面的游离羟基上，代替机械涂渍的液体固定相，从而产生了化学键合固定相。 14. 正相液相色谱法：流动相的极性小于固定相的极性。 15. 反相液相色谱法：流动相的极性大于固定相的极性。 16. 半波电位：扩散电流为极限扩散电流一半时的电位。 17. 支持电解质（消除迁移电位）：如果在电解池中加入大量电解质，它们在溶液中解离为阳离子和阴离子，负极对所有阳离子都有静电吸引力，因此作用于被分析离子的静电吸引力就大大的减弱了，以致由静电力引起的迁移电流趋近于零，从而达到消除迁移电流的目的。 18. 残余电流：在进行极谱分析时，外加电压虽未达到被测物质的分解电压，但仍有微小的电流通过电解池，这种电流称为残余电流。 19. 迁移电流：由于静电吸引力而产生的电流称为迁移电流。 20. 极大：在电解开始后，电流随电位的增加而迅速增大到一个很大的数值，当电位变得更负时，这种现象就消失而趋于正常，这种现象称为极大或畸峰。 21. 光谱分析：就是指发射光谱分析，或更确切地讲是原子发射光谱。 22. 色散力：非极性分子间虽没有静电力和诱导力相互作用，但其分子却具有瞬间的周期变化的偶极矩，只是这种瞬间偶极矩的平均值等于零，在宏观上显示不出偶极矩而已。这种瞬间偶极矩有一个同步电场，能使周围的分子极化，被极化的分子又反过来加剧瞬间偶极矩变化的幅度，产生所谓色散力。 23. 灵敏线：是指各种元素谱线中最容易激发或激发电位较低的谱线。 24. 最后线：在发射光谱分析中，当试样中某元素的含量减少时，光谱中该元素的谱线强度也相继减弱，能观察到的谱线也逐渐减小。最后从光谱中剩下的的一条或几条线，称为某元素的最后线。