仪器分析第十四章质谱法
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11.原子吸收谱线变宽的主要因素有哪些?
一方面是由激发态原子核外层电子决定,如自然宽度;一方面是由于外界因素,多普勒变
宽,碰撞变宽,场致变宽,压力变宽、自吸变宽、电场变宽、磁场变宽等。
1.自然宽度:谱线固有宽度,与原子发生能级间跃迁的激发态原子的有限寿命有关。可忽
略
2.多普勒变宽:由于无规则的热运动而变化,是谱线变宽主要因素。
3.压力变宽:由于吸光原子与蒸汽中原子相互碰撞而引起能级的微小变化,使发射或吸收
的光量子频率改变而变宽。与吸收气体的压力有关。包括洛伦兹变宽和霍尔兹马克变宽。
场致变宽:在外界电场或磁场作用下,原子核外层电子能级分裂使谱线变宽。
自吸变宽:光源发射共振谱线被周围同种原子冷蒸汽吸收,使共振谱线在 V0 处发射强度
减弱所产生的谱线变宽。
原子吸收谱线变宽主要原因是受多普勒变宽和洛伦兹变宽的影响
12.说明荧光发射光谱的形状通常与激发波长无关的原因。
由于荧光发射是激发态的分子由第一激发单重态的最低振动能级跃迁回基态的各振动能级
所产生的,所以不管激发光的能量多大,能把电子激发到哪种激发态,都将经过迅速的振
动弛豫及内部转移跃迁至第一激发单重态的最低能级,然后发射荧光。因此除了少数特殊
情况,如 S1 与 S2 的能级间隔比一般分子大及可能受溶液性质影响的物质外,荧光光谱只
有一个发射带,且发射光谱的形状与激发波长无关。
13.有机化合物产生紫外-可见吸收光谱的电子跃迁有哪些类型?
在有机分子中存在 σ、π、n 三种价电子,它们对应有 σ-σ*、π-π*及 n 轨道,可以产
生以下跃迁:
1.σ-σ* 跃迁:σ-σ*的能量差大所需能量高,吸收峰在远紫外 (<150nm)饱和烃只有 σ-
σ*轨道,只能产生 σ-σ*跃迁,例如:甲烷 吸收峰在 125nm;乙烷 吸收峰在 135nm ( <
150nm )
2.π-π*跃迁:π-π*能量差较小所需能量较低,吸收峰紫外区 (200nm 左右)不饱和烃类分
14《仪器分析》定性与定量分析
《仪器分析》是化学分析的一门重要课程,主要包括定性分析和定量分析。本文将从这两个方面进行详细介绍。
一、定性分析
定性分析是指通过试剂的作用或物质的性质来确定样品中所含的组分。在仪器分析中,定性分析主要通过仪器设备来实现。这些仪器设备包括光谱仪、质谱仪、离子色谱仪、气相色谱仪等。这些仪器设备能够通过测量样品的吸收光谱、质谱图谱、色谱图谱等信息,从而确定样品中的化学组分。定性分析在化学领域有着重要的应用,可以帮助人们确定样品的成分,从而推断出样品的性质和用途。定性分析还可以用于工业生产、环境监测、食品安全等领域。
二、定量分析
定量分析是指通过测量样品中其中一种或几种组分的含量,从而得到样品中各种组分的相对数量。在仪器分析中,定量分析主要通过仪器设备和一些定量分析方法来实现。这些仪器设备包括色谱仪、电化学测量设备、天平、比色皿等。这些仪器设备可以通过测量样品中的一些物理性质来推断样品中化学组分的含量。定量分析可以帮助人们了解各种组分在样品中的相对含量,从而推断样品的性质和特点。定量分析在化学领域有着广泛的应用,可以用于药物分析、环境监测、食品质量检测等领域。
总结:
《仪器分析》是一门重要的分析化学课程,主要包括定性分析和定量分析。定性分析通过仪器设备来确定样品中的组分,定量分析通过测量样品中的组分含量来得到样品中各种组分的相对数量。定性分析和定量分析在化学领域有着广泛的应用,可以用于工业生产、环境监测、食品安全等领域。
第十四章仪器分析第三版课后题答案
1.原子吸收法的选择性高,干扰较少且易于克服。
由于原于的吸收线比发射线的数目少得多,这样谱线重叠的几率小得
多。而且空心阴极灯一般并不发射那些邻近波长的辐射线经,因此其它辐射线干扰较小。原子吸收具有更高的灵敏度。在原子吸收法的实验条件下,原子蒸气中基态原于数比激发态原子数多得多,所以测定的是大部分原子。原子吸收法比发射法具有更佳的信噪比这是由于激发态原子数的温度系数显著大于基态原子。
2.何谓锐线光源?在原子吸收光谱分析中为什么要用锐线光源?
解:锐线光源是发射线半宽度远小于吸收线半宽度的光源,如空心阴极灯。
在使用锐线光源时,光源发射线半宽度很小,并且发射线与吸收线的中心频率一致。这时发射线的轮廓可看作一个很窄的矩形,即峰值吸收系数Kν在此轮
廓内不随频率而改变,吸收只限于发射线轮廓内。这样,求出一定的峰值吸收系数即可测出一定的原子浓度。
3.在原子吸收光度计中为什么不采用连续光源(如钨丝灯或氘灯),而在分光光度计中则需要采用连续光源?
解:虽然原子吸收光谱中积分吸收与样品浓度呈线性关系,但由于原子吸收线的半宽度很小,如果采用连续光源,要测定半宽度很小的吸收线的积分吸收值就需要分辨率非常高的单色器,目前的技术条件尚达不到,因此只能借助锐线光源,利用峰值吸收来代替.而分光光度计测定的是分子光谱,分子光谱属于带状光谱,具有较大的半宽度,使用普通的棱镜或光栅就可以达到要求.而且使用连续光源还可以进行光谱全扫描,可以用同一个光源对多种化合物进行测定。
4.原子吸收分析中,若产生下述情况而引致误差,应采用什么措施来减免之?
(1)光源强度变化引起基线漂移,
(2)火焰发射的辐射进入检测器(发射背景),
(3)待测元素吸收线和试样中共存元素的吸收线重叠.
解:()选择适宜的灯电流,并保持灯电流稳定,使用前应该经过预热.
(2)可以采用仪器调制方式来减免,必要时可适当增加灯电流提高光源发射强度来改善信噪比.
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质谱法:利用电磁学原理,将化合物电离成具有不同质量的离子,然后按其质荷比(m/z)的大小依次排列成谱,收集和记录下来称为质谱。以质谱为基础建立起来的分析方法称为质谱分析法
生色团:含有不饱和键,能吸收紫外线,可见光产生π→π*或n→π*跃迁的集团称为发色集团(生色团)
助色团:含有未成键n原子,本身不产生吸收峰,但与发色团相连时能使发色团吸收峰向长波方向移动,吸收强度增强的杂原子集团,称为助色团
程序升温:柱温按一定的程序连续或分阶段的进行升温,适用于宽沸程样品
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比(单位是g/ml)称为分配系数,用K表示即K=组分在固定相的浓度/组分在流动相的浓度=Cs/Cm(分配系数是色谱分离的依据)
分配比:在一定温度下组分在两相间,分配达到平衡时的物质的量的比=组分在固定相的质量/组分在流动相的质量=Ms/Mm
梯度淋洗将两种(或多种)不同极性的溶剂,在分离过程中连续或阶梯地改变流动相组成称为梯度淋洗
核磁共振波谱法:利用自旋原子核在外磁场作用下的核自旋能级跃迁所产生的吸收电磁波谱来研究有机化合物结构与组成的一种分析方法,称为核磁共振波谱法
共振线:在原子发射的所有谱线中,凡是由高能态跃迁回基态时所发射的谱线叫共振线
化学位移:在测定一个化合物中某种自旋核的核磁共振谱时,其共振吸收峰的位置(频率或磁场)将随着该自旋核的化学环境不同而变化,这种变化称为化学位移
n+1规律:如果某氢核相邻的碳原子上有n个状态相同(化学等价)的H核,此核的吸收峰通常被裂为n+1个,通常称为n+1规则
等离子体:是由电子,离子,中性粒子所组成的,在总体上成电中性的气体 氮规则由CH(O)N组成的离子其N为偶数个(包括零)时,如果离子的质量数m为偶数,必含有奇数个电子,如果离子质量数为奇数,必含有偶数个电子,反之当N为奇数时,若离子的质量数m为偶数,则必含有偶数个电子,如果离子质量数为奇数,必含有奇数个电子