第九章 仪器分析法
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第一章绪论1.仪器分析是以物质的物理组成或物理化学性质为基础,探求这些性质在分析过程中所产生分析信号与被分析物质组成的内在关系和规律,进而对其进行定性、定量、进行形态和机构分析的一类测定方法,由于这类方法的测定常用到各种比较贵重、精密的分析仪器,故称为仪器分析。
与化学分析相比,仪器分析具有取样量少、测定是、速度快、灵敏、准确和自动化程度高的显著特点,常用来测定相对含量低于1%的微量、痕量组分,是分析化学的主要发展方向。
2.仪器分析的特点:速度快、灵敏度高、重现性好、样品用量少、选择性高局限性:仪器装置复杂、相对误差较大3.精密度:是指在相同条件下对同一样品进行多次测评,各平行测定结果之间的符合程度。
4、灵敏度:仪器或方法的灵敏度是指被测组分在低浓度区,当浓度改变一个单位时所引起的测定信号的该变量,它受校正曲线的斜率和仪器设备本身精密度的限制。
5.准确度:是多次测定的平均值与真实值相符合的程度,用误差或相对误差来描述,其值越小准确度越高。
6.空白信号:当试样中没有待测组分时,仪器产生的信号。
它是由试样的溶剂、基体材质及共存组分引起的干扰信号,具有恒定性,可以通过空白实验扣除。
7.本底信号:通常将没有试样时,仪器所产生的信号主要是由随机噪声产生的信号。
它是由仪器本身产生的,具有随机性,难以消除,但可以通过增加平行测定次数等方法减小;、8.仪器分析法与化学分析法有何异同:相同点:①都属于分析化学②任务相同:定性和定量分析不同点:①与化学分析相比,仪器分析具有取样量少、测定快速、灵敏、准确和自动化程度高等特点②分析对象不同:化学分析是常量分析,而仪器分析是用来测定相对含量低于1%的微量、衡量组分,是分析化学的主要发展方向9.仪器分析主要有哪些分类:①光分析法:分为非光谱分析法和光谱法两类。
非光谱法:是不涉及物质内部能级跃迁的,通过测量光与物质相互作用时其散射、折射、衍射、干涉和偏振等性质的变化,从而建立起分析方法的一类光学分析法。
仪器分析课后习题(参考)(部分)第一章绪论1.仪器分析有哪些分析方法?请加以简述。
答:a.光学分析法 b.电化学分析法 c.分离分析法 d.其它分析方法。
光学分析法:分为非光谱法和光谱法。
非光谱法是不涉及物质内部能级跃迁,通过测量光与物质相互作用时其散射、折射等性质变化,从而建立起分析方法的一类光学测定法。
光谱法是物质与光相互作用时,物质内部发生的量子化的能级间的跃迁,从而测定光谱的波长和强度而进行的分析方法。
电化学分析方法:利用待测组分的电化学性质进行测定的一类分析方法。
分离分析方法:利用样品中共存组分间溶解能力、亲和能力、吸附和解析能力、迁移速率等方面的差异,先分离,后按顺序进行测定的一类分析方法。
其它仪器分析方法和技术:利用生物学、动力学、热学、声学、力学等性质测定的一类分析方法。
3.仪器分析的联用技术有何显著优点?答:多种现代分析技术的联用,优化组合,使各自的优点得到发挥,缺点得到克服,尤其是仪器与现代计算机技术智能融合,实现人机对话,不断开拓了一个又一个的研究领域。
第二章分子分析方法2.为什么分子光谱总是带状光谱?答:因为当分子发生电子能级跃迁时,必须伴随着振动能级和转动能级的跃迁,而这些振动的能级和转动的能级跃迁时叠加在电子跃迁之上的,所以是带状光谱。
4.有机化合物分子电子跃迁有哪几种类型?那些类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出来?答:б→б*、П→б*、n→б*、n→б*、n→П*、П→П*。
其中n→б*、n→П*、П→П*类型的跃迁可以在紫外可见光区吸收光谱中反映出。
5.何谓生色团、助色团、长移、短移、峰、吸收曲线、浓色效应,淡色效应、向红基团、向蓝基团?答:深色团:分子中能吸收特定波长的光的原子团或化学键。
助色团:与生色团和饱和烃相连且使吸收峰向长波方向移动,并使吸收强度增强的原子或原子团,如:-OH、-NH2。
长移:某些有机物因反应引入含有未珙县电子对的基团,使吸收峰向长波长的移动的现象。
第九章环境监测与环境质量评价第一节环境监测一、环境监测的意义和作用(一)环境监测的目的意义环境监测(environmental monitoring)是为了特定目的,按照预先设计的时间和空间,用可以比较的环境信息和资料收集的方法,对一种或多种环境要素或指标进行间断或连续地观察、测定、分析其变化及对环境影响的过程。
环境污染虽然自古就有,但环境科学作为一门学科只是在20世纪.60年代才发展起来,最初影响较大的环境污染事件主要是由于化学污染物所造成,因此,对环境样品进行化学分析以确定其组成和含量的科学 环境分析化学就产生了。
由于环境污染物通常处于痕量级,基体复杂,流动性、变异性大,对分析的灵敏度、准确度、分辨率和分析精度等提出了很高要求。
所以,环境分析化学实际上是分析化学的发展,同时也是环境化学的分支学科。
环境科学的发展首先要求判断环境质量,或判断环境是否已被污染破坏及其污染破坏的程度。
由于环境中各种污染物之间、污染物与其他物质以及其他因素之间存在着相加或拮抗作用,所似,仅对单个污染物短时间的取样分析是不够的,必须取得代表环境质量的各种数据。
即需要得到各种污染因素在一定范围内的时、空分布数据,才能对环境质量作出确切的评价。
这项任务单靠环境分析化学一种方法是难以完成的,必须和先进的物理或物理化学及生物的各种方法相结合才能完成。
判断环境质量,从监测手段上来看,有对环境样品组分、污染物分析测试的化学监测方法;有对环境中热、声、光、电磁、振动、放射性等物理量和状态测定的物理监测方法,以及利用生态系统中生物的群落、种群变化、畸形变种、受害症状等生物对环境污染所发生的各种信息,作为判断环境污染状况的环境生物监测方法。
目前,环境监测以化学监测和物理监测为主要手段,但由于生物长期生活在自然环境中,它不仅可以反映多种因子污染的综合效应,也能反映环境污染的历史状况,即长期的积累效应。
生物监测可以完成化学监测和物理监测不可能完成的工作,是环境监测的重要组成部分。
第九章原子发射光谱分析法1.基本概念丁铎尔散射:光通过含有许多大质点(其颗粒大小的数量级等于光波的波长)的介质时产生的散射光。
乳浊液、悬浮物溶液、胶体溶液等所引起的散射均为丁铎尔散射。
分子散射:指辐射能与比辐射波长小得多的分子或分子聚集体之间的相互作用而产生的散射光。
分子散射又可分为瑞利散射和拉曼散射。
瑞利散射:光子与分子间发生“弹性碰撞”,人射光能量小,分子外层电子不跃迁,而分子跃迁到“受激虚态”,并在10-15~10-12s回到基态,将吸收的能量以入射光同样的波长释放,仅相当于光子改变了运动方向。
拉曼散射:光子与分子间发生的“非弹性碰撞”,两者之间发生了能量交换,产生与入射光波长不同的散射光,即拉曼散射光。
拉曼位移:拉曼散射光与瑞利散射光的频率差。
其大小与物质分子的振动与转动能级有关。
不同分子有不同的拉曼位移值。
拉曼位移是表征物质分子振动、转动能级特性的一个物理量,反映了分子极化率的变化,可用于物质的结构分析。
自吸自蚀:位于中心的激发态原子发出的辐射被边缘的同种基态原子吸收,导致谱线中心强度降低的现象,称为自吸。
元素浓度低时,一般不出现自吸,随浓度增加,自吸越严重,当达到一定值时,谱线中心完全吸收,如同出现两条线,这种现象称为自蚀。
原子光谱:原子光谱是由原子外层价电子在受到辐射后在不同能级之间的跃迁所产生的各种光谱线的集合,每条谱线代表了一种跃迁。
原子的能级通常用光谱项符号来表示。
外层电子在两个能级之间的跃迁应符合选择定则。
原子发射光谱与原子吸收光谱均属于原子光谱。
原子发射光谱:以火焰、电弧、等离子炬等作为光源,使基态气态原子的外层电子受激跃迁至高能级,返回低能级或基态时发射出特征光谱进行定量分析的方法。
特征光谱与特征谱线:不同元素具有不同的特征光谱。
元素由第一激发态到基态的跃迁最易发生,需要的能量最低,产生的谱线也最强,该谱线称为共振线,也称为该元素的特征谱线。
最后线、分析线、灵敏线及共振线:复杂元素的谱线可能多达数千条,只能选择其中几条特征谱线检验,称其为分析线。