(完整)仪器分析第四版期末复习知识点(比较全),推荐文档
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分子光谱的分类分子吸收光谱转动光谱(远红外光谱)振动光谱(红外光谱)电子光谱(紫外-可见光谱)分子发射光谱电子光谱(分子荧光、磷光)原子光谱的分类原子吸收光谱原子发射光谱光、电、色1色谱法分类气相色谱法高效液相色谱法电化学分析法分类电位分析法电位滴定法伏安法3紫外-可见分光光度法(紫外-可见吸收光谱法):物质分子对紫外-可见光的吸收进行定性、定量及结构分析.紫外-可见光区分为远紫外(10~200nm)、近紫外(200~360nm)和可见部分(360~760nm);远紫外的吸收测量在真空下进行;通常研究近紫外-可见光范围的光谱行为。
第2章紫外-可见分光光度法4§2-1 分子光谱概述1.分子光谱产生M+hν==M*基态激发态E1 E2分子吸收能量后,电子从一个能级跃迁到另一个能级分子内部电子能级的跃迁而产生的光谱:紫外-可见光谱5吸收光谱(吸收曲线): 横坐标用波长或频率表示;物质的吸收峰位置对应于分子结构,是定性依据.纵坐标用光强的参数表示,如透光率、吸光度、吸光系数等,是定量依据。
2.吸收光谱特征63.光吸收定律:朗伯—比尔(Lambert—Beer)定律当一束强度为I0 的平行单色光照射到均匀而非散射的溶液时,光的一部分(强度为Ia)被吸收,一部分(强度为It)透过溶液,一部分(强度为Ir)被器皿表面所反射,则I0 = Ia + It + Ir光的反射损失Ir 主要决定于器皿材料、形状、大小和溶液性质。
在相同条件下,这些因素是固定的,且反射损失的量很小,故Ir 可忽略不计,则:I0 = Ia + It散射:光通过不均匀悬浮颗粒时,部分光束将偏离原来方向而分散到各个方向去。
单色光: 单一频率(波长)的光 7透光度(透光率或透射比)(T ,Transmittance ) :透过光强度与入射光强度之比 : T = I / I0吸光度(A , Absorbance ):物质对光的吸收程度,其值为透光度的负对数: 注:A 、T 无单位方便起见, 透过光强度 It 用 I 表示 8人们对光吸收定律认识,经历了较长历史过程。
仪器分析知识点总结期末引言仪器分析是一门应用化学和物理学原理的科学,涉及仪器、仪表、光学和电子学等多个学科,用于测定和分析物质样品的成分和性质。
仪器分析在各个领域都有广泛的应用,包括环境监测、制药、食品安全、医学诊断和天文学等。
本篇文章将对仪器分析的基本概念、常见的分析仪器和技术、质量控制以及未来发展方向等进行总结和分析。
一、仪器分析基础知识1. 仪器分析的基本原理仪器分析是利用物理、化学或生物学原理构建各种仪器和设备,用于检测和测定样品中的成分、结构和性质。
基本原理包括光谱学、电化学、分子光度法、色谱法、质谱法、X射线衍射法等。
在实际应用中,可以根据需要选择不同的分析原理和仪器进行样品分析。
2. 仪器分析的步骤仪器分析一般包括取样、制备、分析和数据处理等步骤。
取样是从样品中获取代表性的部分;制备是指针对样品的物理或化学处理,以适应分析仪器的要求;分析是使用仪器进行测定,获取样品的性质和组分信息;数据处理是指对分析结果进行统计分析、质量控制和报告撰写等。
3. 仪器分析的应用领域仪器分析在环境监测、医学诊断、食品安全、农业生产、材料检测、制药和化工等领域都有重要应用。
例如,质谱法在药物研发和医学诊断中有重要应用;光谱学在化学分析和环境监测中起到关键作用;色谱法在食品安全和环境保护中发挥作用。
二、常见的分析仪器和技术1. 分光光度计分光光度计是一种用于测定物质浓度的仪器,利用物质吸收或发射光的特性进行分析。
分光光度计包括紫外可见分光光度计、红外分光光度计和荧光光度计等,广泛应用于化学分析、生物医药和环境监测等领域。
2. 质谱仪质谱仪是一种高灵敏度、高分辨率的分析仪器,用于测定物质的分子结构和质量。
质谱仪主要有气相质谱仪和液相质谱仪两大类,可用于药物分析、环境监测和食品安全等领域。
3. 色谱仪色谱仪是一种用于分离和测定混合物中组分的仪器。
常见的色谱仪包括气相色谱仪和液相色谱仪,广泛应用于环境检测、食品安全和医学诊断等领域。
1.光谱法—基于物质与辐射能作用时,分子或原子发生能级跃迁而产生的发射、吸收的波长或强度进行分析的方法。
2.光分析法:根据物质发射、吸收电磁辐射以及物质与电磁幅射的相互作用来进行分析的一类仪器分析方法;2.光分析的基本过程:(1)能源提供能量;(2)能量与被测物之间的相互作用;(3)产生信号。
3.基本特点:(1)所有光分析法均包含三个基本过程;2)选择性测量,不涉及混合物分离(不同于色谱分析);(3)涉及大量光学元器件。
4.A=lg I0/I =abc a比例常数称为吸光系数b 液层厚度,单位cmc 浓度。
当浓度c以g·L-1为单位,液层厚度b以cm为单位时,吸光系数的单位为:L·g-1·cm-15.生色团能产生紫外-可见吸收的官能团,是含有非键轨道和π分子轨道的电子体系。
能引起n→π* 和π→π*跃迁6.助色团是能使生色团吸收峰向长波方向位移并增强其强度的官能团,是带有非键电子对的基团。
含有孤电子对,能与生色团中π电子相互作用,使π→π*跃迁能量降低并引起吸收峰位移。
7.红移:某些有机化合物经取代反应引入某些基团后,吸收峰的波长λmax向长波方向移动。
蓝移(紫移):吸收峰的波长λmax向短波方向移动。
8.显色反应条件的选择1、显色剂的用量2溶液酸度3、温度4、时间5、溶剂6、共存干扰离子的影响及消除9.测量条件的选择1、选择合适波长的入射光。
( 最大) 2、控制吸光度在适宜的范围内(A = 0.2-0.7)。
3、选择适当的参比溶液。
4、控制试样的量或溶液的稀释程度来控制溶液浓度。
5、选择不同厚度的比色皿。
10. 原子吸收光谱法概述•原子吸收光谱分析是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线(待测元素的特征谱线)的吸收作用来进行定量分析的方法。
•它是基于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。
特点溶液中的金属离子化合物在高温下能够解离成原子蒸气,两种形态间存在定量关系。
仪器剖析要点知识点整理一,名词解说。
汲取光谱:指物质对相应辐射能的选择性汲取而产生的光谱吸光度( A):是指光芒经过溶液或某一物质前的入射光强度与该光芒经过溶液或物质后的透射光强度比值的以10 为底的对数A=abc =lg( I0/It )透光率 (T):透射光强度与入射光强度之比T=I0/It摩尔吸光系数 (ε ):物质对某波长的光的汲取能力的量度,(如浓度 c 以摩尔浓度(mol/L) 表示则 A=ε bc)物理意义:溶液浓度为1mol/L, 液层厚度为1cm 时的吸光度百分吸光系数(E1cm1%):物质对某波长的光的汲取能力的量度,(如浓度 c 以质量百分浓度(g/100ml), 则 A=E1cm1%bc)物理意义:溶液浓度为1g/100ml, 液层厚度为1cm 时的吸光度发色团:有机化合物分子构造中含有π→π * 或 n→π * 跃迁的基团,能在紫外可见光范围内产生汲取助色团:含有非键电子的杂原子饱和基团,自己不可以汲取波长大于200nm 的辐射,但与发色团或饱和烃相连时,能使该发色团或饱和烃的汲取峰向长波挪动,并使汲取强度增添的基团红移(长移):由代替基或溶剂效应等惹起的汲取峰向长波长方向挪动的现象蓝移(短移):由代替基或溶剂效应等惹起的汲取峰向短波长方向挪动的现象浓色效应(添色效应 ):使化合物汲取强度增添的效应浅色效应(减色效应):使化合物汲取强度减弱的效应汲取带:紫外 -可见光谱为带状光谱,故将紫外-可见光谱中汲取峰称为汲取带R 带: Radikal(基团 ) ,是由n →π * 跃迁惹起的汲取带K 带: Konjugation( 共轭作用 ),是由共轭双键中π→π* 跃迁惹起的汲取带B 带: benzenoid( 苯的 ),是由苯等芬芳族化合物的骨架伸缩振动与苯环状共轭系统叠加的π→π * 跃迁惹起的汲取带,芬芳族化合物特点汲取带E 带:也是芬芳族化合物特点汲取带,分为E1、E2紫外汲取曲线(紫外汲取光谱):最大汲取波长λmax:汲取曲线上的汲取峰所对应的波长最小汲取波长λmin: 汲取曲线上的汲取谷所对应的波长尾端汲取:汲取曲线上短波端只体现强汲取而不可峰形的部分试剂空白:指在同样条件下不过不加入试样溶液,而挨次加入各样试剂和溶液所获取的空白溶液试样空白:指在与显色同样条件下取同样量试样溶液,不过不加显色剂所制备的空白溶液溶剂空白 ;指在测定入射波长下,溶液中只有被测组分对光有汲取,而显色剂或其余组分对光没有汲取或有少量汲取,但所惹起的测定偏差在同意范围内,此时可用溶剂作为空白溶液荧光:物质分子汲取光子能量而被激发,而后从激发态的最低振动能级返回到基态时所发射出的光分子荧光:?荧光效率:激发态分子发射荧光的光子数与基态分子汲取激发光的光子数之比多普勒变宽:因为原子的无规则热运动而惹起的谱线变宽,用Δν D 表示谱线轮廓:原子光谱理论上产生线性光谱,汲取线应是很尖利的,但因为各种原由造成谱线拥有必定的宽度,必定的形状,即谱线轮廓半宽度(Δν):是指峰高一半( K0/2)时所对应的频次范围峰值汲取系数:汲取线中心频次所对应的峰值汲取系数?共振汲取线:原子的最外层电子从基态跃到第一激发态所产生的汲取谱线,最敏捷的谱线内标法:选择样品中不含有的纯物质作为比较物质(内标)加入待测样品溶液中,以待测组分和内标物的响应信号对照,测定待测组分含量的方法外标法:用待测组分的纯品作标准品,在同样条件下以标准品和样品中待测组分的响应信号对比较进行定量的方法背景扰乱:主假如原子化过程中所产生的连续光谱扰乱,前方光谱扰乱中已详尽介绍,它主要包含分子汲取、光的散射及折射等,是光谱扰乱的主要原由物理扰乱:指试样在转移、蒸发和原子化过程中,因为试样任何物理特征(如密度、粘度、表面张力 )的变化而惹起的原子汲取强度降落的效应光谱扰乱:因为剖析元素的汲取线与其余汲取线或辐射不可以完整分别所惹起的扰乱原子汲取光谱:?保护剂:作用于与被测元素生成更稳固的配合物,防备被测元素与扰乱组分反响开释剂:作用于与扰乱组分形成更稳固或更难发挥的化合物,以使被测元素开释出来红外线 :波长为 0.76-500um 的电磁波红外光谱:又称分子振动转动光谱,属分子汲取光谱。
《仪器分析》课程期末复习资料. 《仪器分析》课程讲稿章节目录:第一章绪论及课程导学第一节仪器分析概述第二节常见分析仪器概论第二章电化学分析法第一节电化学分析法概述第二节电位法的基本原理第三节直接电位法第四节电位滴定法第五节永停滴定法第三章光谱分析法概论第一节电磁辐射及其与物质的相互作用第二节光学分析法的分类第三节光谱分析仪器第四章紫外-可见分光光度法第一节紫外-可见分光光度法的基本原理和概念第二节紫外-可见分光光度计第三节紫外-可见分光光度分析方法第五章荧光分析法第一节荧光分析法的基本原理第二节荧光定量分析方法第三节荧光分光光度计和荧光分析技术第六章红外吸收光谱法第一节红外吸收光谱法的基本原理第二节有机化合物的典型光谱第三节红外吸收光谱仪第四节红外吸收光谱分析第七章原子吸收分光光度法第一节原子吸收分光光度法的基本原理第二节原子吸收分光光度计第三节原子吸收分光光度实验方法第八章核磁共振波谱法第一节核磁共振波谱法的基本原理第二节核磁共振仪第三节化学位移第四节偶合常数第五节核磁共振氢谱的解析第九章质谱法第一节质谱法的基本原理和质谱仪第二节质谱中的主要离子及其裂解类型第三节有机化合物的质谱解析第十章色谱分析法概论第一节色谱法的分类第二节色谱过程和色谱流出曲线第三节色谱参数第四节色谱法的基本原理第五节色谱法的基本理论第十一章平面色谱法第一节平面色谱法的分类和有关参数第二节薄层色谱法第三节纸色谱法第十二章气相色谱法第一节气相色谱法的分类和气相色谱仪第二节气相色谱法的固定相和载气第三节气相色谱检测器第四节气相色谱速率理论和分离条件选择第五节气相色谱法定性与定量分析方法第十三章高效液相色谱法第一节高效液相色谱法的主要类型第二节高效液相色谱法的固定相和流动相第三节高效液相色谱速率理论和分离方法选择第四节高效液相色谱仪第五节高效液相色谱定性与定量分析方法第十四章毛细管电泳法第一节毛细管电泳基础理论第二节毛细管电泳的主要分离模式第三节毛细管电泳仪第十五章色谱联用分析法第一节色谱-质谱联用分析法第二节色谱-色谱联用分析法客观部分:(单项选择、多项选择、判断)(一)、单项选择部分1. 分析化学的方法可分为化学分析和仪器分析,这是按照(D)分的。
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第一章:绪论1.灵敏度是指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。
检出限是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3倍。
3.根据表里给的数据,标准曲线方程为y=5.7554x+0.1267,相关系数为0.9716.第二章:光学分析法导论1.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。
吸收光谱是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。
发射光谱是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。
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。
线光谱是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.UV-Vis和IR属于带状光谱,AES、AAS和AFS属于线性状光谱。
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样品溶液中吸收光的强度与样品浓度成正比。
透光度是指样品溶液透过光束后的光强度与入射光强度之比。
吸光度是指样品溶液吸收光束后的光强度与入射光强度之比。
两者之间的关系是吸光度等于-log(透光度)。
2.有色配合物的XXX吸收系数与入射光波长有关。
3.物质的紫外-可见吸收光谱的产生是由于原子核外层电子的跃迁。
4.最大能量跃迁需要最大能量,因此跃迁所需能量最大的是电子从基态到最高激发态的跃迁。
A.样品加入量和仪器响应的不确定性B.谱线重叠的问题C.光谱干扰的问题D.样品制备的不确定性改写:1.电感耦合等离子体光源由高频发射器、等离子炬管、雾化器等三部分组成,具有稳定性好、机体效应小、线性范围宽、检出限低、应用范围广、自吸效应小、准确度高等优点。
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 、NRS1. 经典分析方法与仪器分析方法有何不同?经典分析方法:是利用化学反应及其计量关系,由某已知量求待测物量,一般用于常量分析,为化学分析法。
仪器分析方法:是利用精密仪器测量物质的某些物理或物理化学性质以确定其化学组成、含量及化学结构的一类分析方法,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方法的基础,仪器分析方法离不开必要的化学分析步骤,二者相辅相成。
3?简述三种定量分析方法的特点和应用要求一、工作曲线法(标准曲线法、外标法)特点:直观、准确、可部分扣除偶然误差。
需要标准对照和扣空白应用要求: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(添加法、增量法)特点:由于测定中非待测组分组成变化不大,可消除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符合线性关系的情况三、内标法特点:可扣除样品处理过程中的误差应用要求:内标物与待测组分的物理及化学性质相近、浓度相近,在相同检测条件下,响应相近,内标物既不干扰待测组分,又不被其他杂质干扰1、吸收光谱和发射光谱的电子能动级跃迁的关系吸收光谱:当物质所吸收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满足厶E=hv的关系时,将产生吸收光谱。
M+hv T 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、原子吸收定量原理:频率为v的光通过原子蒸汽,其中一部分光被吸收,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Au D:由原子在空间作无规热运动所致。
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产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。
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。
一、色谱分析色谱法的分离原理:混合物中各组分在经过由固定相和流动相组成的体系时,由于各组分性质上的差异,在两相中具有不同的分配系数;当两相作相对运动时,各组分随流动相一起流动,并在两相中进行反复多次的分配,使各组分最终得以分离。
一、气相色谱a.概念气相色谱:流动相是气体,固定相是固体或液体的色谱法称为气相色谱法.基线:反映检测器系统噪声随时间变化的线基线漂移:基线随时间定向的变化基线噪声: 由各种因素引起的基线起伏保留值:试样中各组分在色谱柱中的滞留时间,由色谱分离过程中的热力学因素控制,作定性参数死时间tM:不被固定相吸附或溶解的物质进入色谱柱时,从进样到出现极大值所需时间保留时间tR:试样从进样到柱后出现峰极大值所经历的时间调整保留时间tR’: tR’= tR—tM程序升温: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.各组分的保留值可用色谱峰最高处的相应温度即保留温度表示。
b.流程示意图c。
分离过程溶解-脱溶解-再溶解-再脱溶d.原理气相色谱法亦称气体色谱法或气相层析法,是以气体为流动相的柱色谱分离技术。
它分离的主要依据是利用样品中各组分在色谱柱中吸附力或溶解度不同,也既是利用各组分在色谱住中气相和固定相的分配系数不同来达到样品的分离。
对于气—固色谱(也叫吸附色谱),它的分配系数确切地讲,应称吸附平衡常数,主要用于永久性气体或气态烃等的分离分析。
本课程主要介绍气-液色谱。
e。
色谱流出曲线这种以组分的浓度变化(或某种信号)作为纵坐标,以流出时间(或相应流出物的体积)作为横坐标,所绘出的曲线称为色谱流出曲线.f。
色谱分析的依据(1)色谱峰的位置(即保留时间或保留体积)决定于物质的性质,是色谱定性的依据;(2)色谱峰的高度或面积是组分浓度或含量的量度,是色谱定量的依据;(3)色谱峰的位置与其宽度,可以对色谱柱分离的情况进行评价。
仪器分析复习资料仪器分析的复习提纲第一章小结:仪器分析是以物质性质或物质化学性质及其在分析过程中所发生的分析结果与物质的内在关系为基础,进而对其进行定性、定量、进行形态和结构分析的一类测定方法。
精密度:指在相同条件下对同一样品进行多次平行测定,各平行测定结果之间的符合程度。
准确度:指多次测定的平均值与真值相符合的程度。
选择性:是指分析方法不受试样中共存物质干扰的程度。
选择性越好,干扰越小。
线性范围:指定量测定的最低浓度到遵循线性响应关系的最高浓度间的范围。
灵敏度:指分析信号随组分含量的变化率,与检测器的放大倍数有直接关系。
检出限:指能产生一个确证在试样中存在被测组分的分析信号所需要的该组分的最小含量或最小浓度。
D=3s0/b.仪器分析的主要优点:1.灵敏度极高;2.选择性好,适于复杂组分试样的分析;3.分析迅速,适于批量试样的分析;4.适于微量、超微量组分的测定;5.能进行无损分析;6.组合能力和适应性强,能进行在线分析;易于自动化和智能化。
第二章小结:光分析法:基于电磁辐射与待测物质相互作用后所产生的辐射信号与物质组成及结构关系所建立起来的分析方法。
光谱法——基于物质与辐射能作用时,分子发生能级跃迁而产生的发射、吸收或散射的波长或强度进行分析的方法。
激发能:原子外层电子由低能级跃迁到高能级所需要的能量。
电离能:原子外层电子获得足够大的能量,脱离原子,使原子电离所需要的最小能量。
光分析法仪器的基本单位:光谱仪器通常包括五个基本单位:1.光源;2.单色器3.试样装置4.检测器5.显示与数据处理第三章小结:原子发射光谱仪:用来观察和记录原子发射光谱并进行光谱分析的仪器称为原子发射光谱仪。
一般元素普线的强度会随浓度的下降而消失,其总数量也会同时减少,所以谱线中最后消失的谱线称“最后线”或最灵敏线。
原子发射光谱分析的特点:1.多元素同时检测的能力。
样品激发后,不同元素都发射特征光谱。
2.灵敏度高。
可进行痕量分析,检出限可达10—0.1ug.g-13.选择性好。
仪器分析复习资料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。
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。
气相色谱基本原理: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。
载气系统、进样系统、色谱柱与柱箱、检测系统、记录与数据处理系统。
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.固定液:是一些高沸点的有机化合物,例如,角鲨烷,作为固定相被均匀地涂抹在担体上。
担体:多孔,比表面积大,表面无吸附性,是用来承担固定液的物质。
例如:硅藻土。
气相色谱法的特点:高选择性(复杂混合物,有机同系物、异构体。
手性异构体)高灵敏度(可以检测出μg.g-1(10-6)级至(10-9)级的物质量)高效能、快速、应用范围广(气:沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析)(液:高沸点、热不稳定、生物试样的分离分析)缺:被分离组分的定性较为困难。
分配过程:组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附,或溶解、挥发的过程 分配系数:在一定温度下,组分在两相间分配达到平衡时的浓度(单位:g / mL )比,K 分配比:在一定温度下,组分在两相间分配达到平衡时的质量比(容量因子\容量比) k k 容量因子越大,保留时间越长。
β为相比。
β= VM/VS V M 为流动相体积,即柱内固定相颗粒间的空隙体积;V S 为固定相体积,气-液色谱柱(为固定液体积);气-固色谱柱:为吸附剂表面容量r 21 = t ´R2 / t ´R1= V ´R2 / V ´R1= α 滞留因子=质量分数ω: u s :组分在色谱柱内的线速度; u :流动相在色谱柱内的线速度 塔板理论的假设:在每一个平衡过程间隔内,平衡可以迅速达到;将载气看作成脉动(间歇)过程;试样沿色谱柱方向的扩散可忽略;每次分配的分配系数相同。
仪器分析知识点总结各章第一章仪器分析的基本概念和原理1.1 仪器分析的定义仪器分析是利用仪器设备对样品进行检测、分析和测量,以获取样品中特定组分的含量、性质和结构等信息的一种分析方法。
1.2 仪器分析的分类仪器分析按照分析方法的不同可以分为物理分析、化学分析和生物分析三大类,其中每类又分为多个不同的分支。
1.3 仪器分析的基本原理仪器分析的基本原理是根据目标分析物的性质和特点,选用合适的分析仪器进行检测和分析。
常用的仪器分析原理包括光谱分析原理、色谱分析原理、质谱分析原理等。
第二章光谱分析2.1 光谱分析的基本概念光谱分析是利用样品对电磁波的吸收、散射、发射或者透射特性进行分析的方法,分析样品中的成分、结构和性质。
2.2 原子吸收光谱分析原子吸收光谱分析(AAS)是利用原子对特定波长的光的吸收特性来测定样品中金属元素的含量的分析方法。
原子吸收光谱分析的原理是利用吸收特性和比例计算出样品中目标元素的含量。
2.3 紫外可见光谱分析紫外可见光谱分析(UV-Vis)是利用样品对紫外和可见光的吸收特性进行分析的方法,常用于测定有机物和某些无机物的含量和结构。
2.4 荧光光谱分析荧光光谱分析是利用样品对激发光的发射特性进行分析的方法,荧光光谱常用于生物分析、环境分析和材料科学等领域。
第三章色谱分析3.1 色谱分析的基本概念色谱分析是利用色谱仪器对样品中的组分进行分离、检测和定量测定的方法,主要包括气相色谱分析、液相色谱分析和超临界流体色谱分析等。
3.2 气相色谱分析气相色谱分析(GC)是将样品分离为各个成分,再通过气相色谱柱进行分离和检测的方法,主要用于分析有机物、气体和挥发性物质。
3.3 液相色谱分析液相色谱分析(HPLC)是将样品分离为各个成分,再通过液相色谱柱进行分离和检测的方法,主要用于分析生物化学物、药物和小分子有机化合物等。
3.4 色谱联用技术色谱联用技术是将不同色谱方法和检测手段结合起来,以达到更高的分离能力和检测灵敏度,常见的色谱联用技术包括气相色谱-质谱联用(GC-MS)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)等。
GC特点(1)分离效率高:复杂混合物,有机同系物、异构体。
(2)灵敏度高:可以检测出μg.g-1(10-6)级甚至ng.g-1(10-9)级的物质量。
(3)分析速度快:一般在几分钟或几十分钟内可以完成一个试样的分析。
(4)应用范围广:适用于沸点低于400℃的各种有机或无机试样的分析。
不足之处:不适用于高沸点、难挥发、热不稳定物质的分析。
被分离组分的定性较为困难。
1. 载气系统:包括气源、净化干燥管和载气流速控制;(图中1-6)2. 进样系统:进样器及气化室;3. 色谱柱:填充柱(填充固定相)或毛细管柱(内壁涂有固定液);4. 检测器:可连接各种检测器,以热导检测器或氢火焰检测器最为常见;5. 记录系统:放大器、记录仪或数据处理仪;6. 温度控制系统:柱室、气化室的温度控制。
常用的载气有:氢气、氮气、氦气色谱柱:色谱仪的核心部件。
检测系统广普型专属型色谱仪的眼睛。
通常由检测元件、放大器、显示记录三部分组成;常用的检测器:热导检测器、氢火焰离子化检测器基线无试样通过检测器时,检测到的信号即为基线。
基线反映仪器及操作条件的稳定性标准偏差色谱高0.607处峰宽度的一半;r21 = t R2 ′/ t R1 ′= V R2 ′/ V R1 ′相对保留值只与柱温和固定相性质有关,与其他色谱操作条件无关,它表示了固定相对这两种组分的选择性。
区域宽度用来衡量色谱峰宽度的参数,有三种表示方法:(1)标准偏差(σ):即0.607倍峰高处色谱峰宽度的一半。
(2)半峰宽(Y1/2):色谱峰高一半处的宽度Y1/2 =2.354 σ(3)峰底宽(Y或W b):Y=4 σ组分在固定相和流动相间发生的吸附、脱附,或溶解、挥发的过程叫做分配过程。
分配系数是色谱分离的依据Array分配比k 容量因子或容量比1. 分配系数与分配比都是与组分及固定相的热力学性质有 关的常数,随分离柱温度、柱压的改变而变化。
2.分配系数与分配比都是衡量色谱柱对组分保留能力的参数,数值越大,该组分的保留时间越长。
3. 分配比可以由实验测得。
V M 为流动相体积,即柱内固定相颗粒间的空隙体积; 分配比与保留时间的关系塔板理论塔板理论的特点和不足当色谱柱长度一定时,塔板数 n 越大(塔板高度 H 越小),被测组分在柱内被分配的次数越多,柱效能则越高,所得色谱峰越窄。
)柱效不能表示被分离组分的实际分离效果,当两组分的分配系数K 相同时,无论该色谱柱的塔板数多大,都无法分离。
不同物质在同一色谱柱上的分配系数不同,用有效塔板数和有效塔板高度作为衡量柱效能的指标时,应指明测定物质。
塔板理论无法解释同一色谱柱在不同的载气流速下柱效不同的实验结果,也无法指出影响柱效的因素及提高柱效的途径。
速率方程(范.弟姆特方程式)H = A + B /u + C ·uA: 涡流扩散项;B:分子扩散项;C:传质阻力固定相颗粒越小dp ↓,填充的越均匀,A ↓,H ↓,柱效n ↑。
表现在涡流扩散所引起的色A 谱峰变宽现象减轻,色谱峰较窄。
B(1) 存在着浓度差,产生纵向扩散;(2) 扩散导致色谱峰变宽,H ↑(n ↓),分离变差;(3) 分子扩散项与流速有关,流速↓,滞留时间↑,扩散↑载气流速高时:传质阻力项是影响柱效的主要因素,流速⇑,柱效⇓。
载气流速低时:分子扩散项成为影响柱效的主要因素,流速⇑,柱效⇑ 。
塔板理论和速率理论都难以描述难分离物质对的实际分离程度。
即柱效为多大时,相邻两组份能够被完全分离。
难分离物质对的分离度大小受色谱过程中两种因素的综合影响:保留值之差──色谱过程的热力学因素;区域宽度──色谱过程的动力学因素R =0.8:两峰的分离程度可达89%; R =1:分离程度98%; R =1.5:达99.7%(相邻两峰完全分离的标准)M 'R M M R t t t t t k =-=222116545)()(./b R R W t Y t n ==222/1)(16)(54.5Y t Y t n R R ==理色谱分离方程式1)分离度与柱效分离度与柱效的平方根成正比,r21一定时,增加柱效,可提高分离度,但组分保留时间增加且峰扩展,分析时间长。
(2)分离度与r21增大r21是提高分离度的最有效方法,计算可知,在相同分离度下,当r21增加一倍,需要的n有效减小10000倍。
固定相的选择气-液色谱,应根据“相似相溶”的原则①分离非极性组分时,通常选用非极性固定相。
各组分按沸点顺序出峰,低沸点组分先出峰。
②分离极性组分时,一般选用极性固定液。
各组分按极性大小顺序流出色谱柱,极性小的先出峰。
检测器特性检测器类型浓度型检测器:测量的是载气中通过检测器组分浓度瞬间的变化,检测信号值与组分的浓度成正比。
热导检测器;质量型检测器:测量的是载气中某组分进入检测器的速度变化,即检测信号值与单位时间内进入检测器组分的质量成正比。
FID;广普型检测器:对所有物质有响应,热导检测器;专属型检测器:对特定物质有高灵敏响应,电子俘获检测器;检测器性能评价指标1) 响应值(或灵敏度)S:在一定范围内,信号E与进入检测器的物质质量m呈线性关系:S = E / m单位:mV/(mg / cm3);(浓度型检测器)mV /(mg / s);(质量型检测器)S表示单位质量的物质通过检测器时,产生的响应信号的大小。
S值越大,检测器(也即色谱仪)的灵敏度也就越高。
检测信号通常显示为色谱峰,则响应值也可以由色谱峰面积(A)除以试样质量求得:S = A / m2).敏感度(检出限D),最小检测量Q0指检测器恰能产生和噪声相鉴别的信号时,在单位体积或时间需向检测器进入的物质质量(单位为g)。
常用的几种定量方法(1)归一化法特点及要求:➢归一化法简便、准确;➢进样量的准确性和操作条件的变动对测定结果影响不大;➢仅适用于试样中所有组分全出峰的情况。
(2)内标法:将一定量纯物质作为内标物,加到试样中,根据被测物与内标物质量及其在色谱图上相应的峰面积比,求出某组分的含量。
内标物要满足以下要求:(a)试样中不含有该物质;(b)与被测组分性质比较接近;(c)不与试样发生化学反应;(d)出峰位置应位于被测组分附近,且无组分峰影响。
试样配制:准确称取一定量的试样W,加入一定量内标物m S(3)外标法(也称标准曲线法)应用待测组分的纯物质制作标准曲线特点及要求:➢外标法不使用校正因子,准确性较高,➢操作条件变化对结果准确性影响较大。
➢对进样量的准确性控制要求较高,适用于大批量试样的快速分析。
毛细管色谱具有以下优点(1)分离效率高:比填充柱高10~100倍;(2)分析速度快:用毛细管色谱分析比用填充柱色谱快速;(3)色谱峰窄、峰形对称。
较多采用程序升温方式;(4)灵敏度高,一般采用氢焰检测器。
(5)涡流扩散为零。
毛细管柱内径很细,因而带来三个问题:(1)允许通过的载气流量很小。
(2)柱容量很小,允许的进样量小。
需采用分流技术,(3)分流后,柱后流出的试样组分量少、流速慢。
解决方法:灵敏度高的氢焰检测器,采用尾吹技术。
•液相色谱分离系统由固定相和流动相组成。
固定相可以是吸附剂、化学键合固定相、离子交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。
根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离•色谱分离的实质是样品分子(溶质)与溶剂(即流动相或洗脱液)以及固定相分子间的作用,作用力的大小,决定色谱过程的保留行为。
液相色谱与气相色谱比较相同之处:液相色谱所用基本概念:保留值、塔板数、塔板高度、分离度、选择性等与气相色谱一致。
液相色谱所用基本理论:塔板理论与速率方程也与气相色谱基本一致。
但由于在液相色谱中以液体代替气相色谱中的气体作为流动相,而液体和气体的性质不相同;液相色谱所用的仪器设备和操作条件也与气相色谱不同。
高效液相色谱的特点1、高压为加速流动相流动速度,须对流动相施高压。
流动相和进样压力一般可高达14~29MPa,甚至可高达49MPa以上。
高压并不存在爆炸危险。
因为液体不易被压缩;2、高速流动相流动速率较快,一般可达1~10ml/min,甚至更高。
一般样品分析时间可在1h内完成;3、高效色谱柱能有效分离复杂组分样品。
现在其塔板数每米都在5000~10000塔板。
4、高灵敏度采用高灵敏度检测器,使分析方法具有很高灵敏度。
紫外检测器最小检测量可达10-9g;荧光检测器灵敏度可达10-12g。
一.液-液分配色谱固定相与流动相均为液体(互不相溶)。
基本原理:组分在固定相和流动相上的分配。
流动相:对于亲水性固定液,采用疏水性流动相,即流动相的极性小于固定液的极性(正相色谱);反之,流动相的极性大于固定液的极性(反相色谱)。
正相与反相的出峰顺序相反。
固定相:早期涂渍固定液,固定液流失,较少采用。
化学键合固定相:(将各种不同基团通过化学反应键合到硅胶(担体)表面的游离羟基上。
洗脱顺序正相色谱固定相极性大于流动相极性,主要分离极性样品。
极性弱的组分先被洗脱,极性强的组分后被洗脱。
反相色谱固定相极性小于流动相极性,主要分离非极性样品和中等极性样品。
极性强的组分先出柱,极性弱的组分后出柱二.液-固吸附色谱固定相:固体吸附剂为,如硅胶、氧化铝等,较常使用的是5~10μm的硅胶吸附剂;(稳定、杂质少)流动相:各种不同极性的一元或多元溶剂。
基本原理:组分在固定相吸附剂上的吸附与解吸。
适用于分离相对分子质量中等的油溶性试样,对具有官能团的化合物和异构体有较高选择性。
缺点:非线性等温吸附常引起峰的拖尾。
四.离子交换色谱固定相:阴离子交换树脂或阳离子交换树脂。
流动相:阴离子交换树脂作固定相,采用碱性水溶液;阳离子交换树脂作固定相,采用酸性水溶液。
基本原理:组分在固定相上发生的反复离子交换反应;组分与离子交换剂之间亲和力的大小与离子半径、电荷、存在形式等有关。
亲和力大,保留时间长。
阳离子交换:R—SO3H +M+ = R—SO3 M + H +阴离子交换:R—NR4OH +X- = R—NR4 X + OH-应用:离子及可离解的化合物,氨基酸、核酸等。
六.空间排阻色谱固定相:凝胶(具有一定大小孔隙分布)原理:按分子大小进行分离。
小分子可以扩散到凝胶空隙,由其中通过,出峰最慢;中等分子只能通过部分凝胶空隙,中速通过;而大分子被排斥在外,出峰最快;溶剂分子小,故在最后出峰。
全部在死体积前出峰。
化学键合固定相: 目前应用最广、性能最佳的固定相;用化学反应方法通过化学键把有机分子结合到担体表面。
根据硅胶表面化学反应不同,键合固定相分为四种类型:a. 硅氧碳键型:≡Si—O—Cb. 硅氧硅碳键型:≡Si—O—Si — C化学键稳定,耐水、耐光、耐有机溶剂,应用最广;c. 硅碳键型:≡Si—Cd. 硅氮键型:≡Si—N化学键合固定相的特点(1)传质快,表面无深凹陷,比一般液体固定相传质快;(2)寿命长,化学键合,无固定液流失,耐流动相冲击;(3)耐水、耐光、耐有机溶剂,稳定;(4)选择性好,可键合不同官能团,提高选择性;(5)有利于梯度洗脱。