仪器分析期末复习

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1-绪论

1.现代仪器分析法有何特点?测定对象和化学分析法有何不同?

①灵敏度高/所用样品量少、分析快速效率高、选择性好、用途广、自动化程度高,满足

特殊要求,但准确度相对误差大,仪器价格、维修成本高。

②仪器分析:灵敏度高,适合于半微量、微量、痕量组分分析;

化学分析:准确度高,适用于常量组分(>0.1g)分析。

2-光分析法

1.光谱分析法如何分类?

产生光谱的物质类型:原子光谱、分子光谱、固体光谱

产生光谱的方式:发射光谱、吸收光谱、散射光谱

按光谱的性质和形状:线光谱、带光谱

2.什么是光的吸收定律?数学表达式?

朗伯-比尔定律:在一定浓度范围内,物质的吸光度A与吸光试样的浓度c和厚度L的乘积成正比。

A = KcL

3.原子光谱和分子光谱有何不同?

①原子光谱是一条条彼此分立的线光谱。由处于稀薄气体状态的原子产生,相互之间作

用力小。原子没有振动和转动能级,所以光谱产生主要由电子能级跃迁所致。

②分子光谱是一定频率范围的电磁辐射组成的带状光谱。由处于气态或溶液中的分子产

生,分子光谱的三个层次:转动光谱、振动光谱、电子光谱。

光谱仪器一般包括光源、单色器、样品容器、检测器件、读出装置。

在光学分析法中,可见分子光谱采用钨灯做光源。

1.名词解释

激发能:原子从基态跃迁到发射该谱线的激发态所需要的能量。

电离能:使原子电离所需要的最低能量。

原子线:原子外层电子的能级跃迁所产生的谱线。

离子线:离子的外层电子受激发后所产生的谱线。

共振线:原子发射所有谱线中,电子由高能态跃迁回基态时所发射的谱线。

灵敏线:原子光谱线中,凡具有一定强度、能标记某元素存在的特征谱线。

最后线:将溶液不断稀释,原子光谱线减少;

当元素浓度减少到最低限度时,仍能够出现的谱线。(最灵敏,最后消失)分析线:用来进行定性或定量分析的特征谱线。

2.常用的激发源有哪几种,各有何特点?简述ICP形成原理及特点。

①直流电弧:绝对灵敏度高,辐射光强大,背景小,但电弧游移不定,稳定性、再现性

差。光谱线易自吸自蚀,不适合高定量分析。适于难融物质痕量易激发元素的分析。

②低压交流电弧:稳定性高,弧温高-激发能力强,但对难激发的非金属元素灵敏度低。

③高压火花:稳定性、再现性、准确度好,自吸效应小,适合低熔点、易挥发、难激发

物质及高含量金属元素分析,但电极温度低,不适合微量及痕量分析。

④电感耦合等离子体:灵敏度高,稳定,抗干扰能力强,适合液态试样分析,且不用电

极不会产生试样污染。但需大量Ar,设备复杂。

ICP:石英管外绕高频感应线圈,高频电能的电火花引燃引发管内Ar放电,形成等离子体。达到足够导电率时产生环形涡电流,感应电流瞬间加热气体至1wK高温,在石英管内形成高温火球,Ar再将其吹出管口形成感应焰炬。试液被雾化后由载气带入等离子

体内,高温使其激发。

样品消耗少,工作线性范围宽,信噪比高,Ar保护下无其他反应。

3.简述铁光谱比较法进行多元素定性分析的原理。

铁的谱线多,而且分布在较广的波长范围(210-660nm内有几千条谱线),相距很近,分配均匀,每条谱线的波长已精确测定/定位,载于谱线表内。

以铁的光谱线作为波长的标尺,将各元素的最后线按波长位置标插在铁光谱上方位置,制成元素标准光谱图。定性分析时,待测样品和纯铁并列置于同一感光板,在映谱仪上用元素标准光谱图与样品的光谱对照检查;如待测元素与标明的某元素谱线重合,则认为可能存在该元素。

1.原子吸收光谱仪各组成部分和作用。

光源:发射待测元素的特征谱线。

原子化器:将试样中的待测元素转化为基态原子,以便吸收特征光谱线。

分光系统:将待测元素的分析线与干扰线分开,使只有分析线被接收。

检测系统:将单色器分出的光信号转换为电信号,经放大后以透射率或吸光度显示。

2.相比于火焰原子化,石墨炉原子化的优缺点?

石墨炉原子化器的原子化效率高,气相中基态原子浓度高其数百倍,且基态原子在光路中停留时间更长,灵敏度高,适合于低含量样品分析,取样少,能直接分析液、固样品。

但操作条件不易控制,且锐线性大,背景吸收大,重现性、准确性低,化学干扰多,有基体效应,设备复杂。

3.有哪些光谱干扰?如何消除?

①非共振线干扰:缩小狭缝宽度。

②背景吸收(有分子吸收、光散射):空白矫正、氘灯矫正、塞曼效应校正。

4.比较标准加入法和标准曲线法的优缺点。

①标准加入法:最大限度消除基体影响,但不消除背景吸收。适合成分复杂的少量样品

测定和低含量成分分析,批量样品测定麻烦。

②标准曲线法:大批量样品测定方便,但对个别样品仍需配置标准序列麻烦,不适合组

成复杂的样品测定,基体效应差别大,准确度欠佳。

5.为什么原子吸收中多以空心阴极灯为光源?

原子吸收分析中须以峰值吸收代替积分吸收,要求产生的谱线为锐线。空心阴极灯电流小,阴极温度低,多普勒变宽小,自吸现象小;灯内充低压惰性气体,忽略洛伦兹变宽,因此它能产生半宽度极窄的特征谱线。另外,辐射强度大,稳定性高,发射线中心频率与吸收线一致,背景小,灯易更换。

1.电子跃迁的类型?哪些可在紫外-可见吸收光谱中反映?

б→б*

2.吸光度与透射率的关系?物质溶液颜色与光的吸收有何关系?

吸光度越大,透射率越低:

物质的颜色是其对不同波长的光选择性吸收的结果,所呈现的颜色是它吸收光的互补光颜色。

3.用框图表示紫外-可见分光光度计的仪器构造,说明各部件。

光源—单色器—吸收池—检测器—显示器

①钨灯(可见)、氢灯/氘灯(紫外)

②棱镜/光栅

③玻璃(可见)、石英(紫外)

④光电管/光电倍增管

⑤电表指示数字显示

4.