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仪器分析考试必考知识点分子光谱法、、UV-VIS IRF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 NRS.经典分析措施与仪器分析措施有何不一样?1经典分析措施是运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措施是运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构成、含量及化学构造的一类分析措施,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措施的基础,仪器分析措施离不开必要的化学分析环节,两者相辅相成.简述三种定量分析措施的特点和应用规定3
一、工作曲线法(原则曲线法、外标法)特点直观、精确、可部分扣除偶尔误差需要原则对照和扣空白应用规定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、原则加入法(添加法、增量法)特点由于测定中非待测组分构成变化不大,可消除基体效应带来的影响应用规定合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状况
三、内标法特点可扣除样品处理过程中的误差应用规定内标物与待测组分的物理及化学性质相近、浓度相近,在相似检测条件下,响应相近,内标物既不干扰待测组分,又不被其他杂质干扰、吸取光谱和发射光谱的电子能动级跃1迁的关系吸取光谱当物质所吸取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的关系时,将产生吸取光谱、带光谱和线光谱AE=hv M+hv-M*2带光谱是分子光谱法的体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体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、原子吸取定量原理频率为的光通过原子蒸汽,其中一部分光被吸取,使透射光强度减2v弱
3、谱线变宽的原因(P-131)⑴多普勒(Doppler)宽度△uD由原子在空间作无规热运动所致故又称热变宽宽度随温度升高和相对原子质量减小而变宽Doppler⑵压力变宽△(碰撞变宽)由吸取原子与外界气体分子之间的互相作用引起uL外界压力愈大,浓度越高,谱线愈宽引起谱线变宽的重要原因有哪些?
1.⑴自然变宽无外界原因影响时谱线具有的宽度特点制作简朴、应用广泛;a.使用温度较低且受温度影响较大;b.当温度变化时,电极电位平衡时间较长;c.可与某些离子发生反应d.Hg II、月莫电极11特点区别以上三种一一第
一、二和三类电极无电子转移,靠离子扩散和离子互换生膜电位1对特定离子具有响应,选择性好
2、中性载体膜电极12中性载体电中性、具有中心空腔的紧密构造的大分子化合物例如颉氨霉素、抗生素、冠酷等;经典构成为离子载体非极性溶剂1%,66%,PVC33%、酶电极指示电极表面覆盖了一层酶活性物质,发生酶的催化反应13应用选择性相称高,用于有机及生物物质分析缺陷酶的精制困难,且寿命较短、直接电位法的长处14设备简朴、操作以便;1电极响应快,直接显示离子的浓度;2样品不需预处理;3用于微量分析;4实现持续和自动分析
5、直接电位法的缺陷15⑴误差较大;电极的选择性不理想;2电极的品种少;3重现性差
4、电位滴定法运用电极电位的突跃指示滴定终点的滴定分析措施关键选择指示电极16比较与的异同AAS UV—VIS相似点都是光谱的类型,实质也都是吸取光谱不过是包括了紫外和可见波段,通过锐线光源发射特定波长的光,让物质吸取AAS UV-VIS是用气灯或是鸨灯发射持续波长的光,其中某个波长被待测物吸取AAS原子光谱,线光谱UV—VIS分子光谱,带光谱
1.根据所学仪器分析措施,分析下列对象1鱼肉中的Hg〜x ug/mL;2废水中Fe、Mn、Al、Ni、Co、Cr10-6-10-3;3电厂用水中离子含量;4生物体中的电化学过程研究;蔡和甲基蔡;唾啾和异喳咻;水果中的残留有机磷农药
5671.1冷原子蒸气法;2ICP-AES;3电导分析法或离子互换法;4伏安法;液液相色谱或气液分派色谱;液固色谱;气相色谱一火焰光度检测器567⑵多普勒(Doppler)宽度△uD由原子在空间作无规热运动所致故又称热变宽⑶.压力变宽(碰撞变宽)由吸取原子与外界气体分子之间的互相作用引起A uL⑷自吸变宽光源空心阴极灯发射的共振线被灯内同种基态原子所吸取产生自吸现象⑸场致变宽(fieldbroadening)包括Stark变宽(电场)和Zeeman变宽(磁场).火焰原子化法的燃气、助燃气比例及火焰高度对被测元素有何影响?2
①化学计量火焰由于燃气与助燃气之比与化学计量反应关系相近,又称为中性火焰,此类火焰,温度高、稳定、干扰小背景低,适合于许多元素的测定
②贫燃火焰指助燃气不小于化学计量的火焰,它的温度较低,有较强的氧化性,有助于测定易解离,易电离元素,如碱金属
③富燃火焰指燃气不小于化学元素计量的火焰其特点是燃烧不完全,温度略低于化学火焰,具有还原性,适合于易形成难解离氧化物的元素测定;干扰较多,背景高
④火焰高度火焰高度不一样,其温度也不一样;每一种火焰均有其自身的温度分布;一种元素在一种火焰中的不一样火焰高度其吸光度值也不一样;因此在火焰原子化法测定期要选择适合被测元素的火焰高度.原子吸取光谱法中的干扰有哪些?怎样消除这些干扰?3一.物理干扰指试样在转移、蒸发和原子化过程中,由于其物理特性的变化而引起吸光度下降的效应,是非选择性干扰消除措施
①稀释试样;
②配制与被测试样构成相近的原则溶液;
③采用原则化加入法二.化学干扰化学干扰是指被测元原子与共存组分发生化学反应生成稳定的化合物,影响被测元素原子化,是选择性干扰,一般导致下降A消除措施
(1)选择合适的原子化措施提高原子化温度,化学干扰会减小,在高温火焰中P043-不干扰钙的测定()加入释放剂(广泛应用)2()加入保护剂、一羟基喳咻等,即有强的络合作用,又易于被破坏掉3EDTA8()加基体改善剂4()分离法5三.电离干扰在高温下原子会电离使基态原子数减少,吸取下降,称电离干扰,导致减少A负误差消除措施加入过量消电离剂(所谓的消电离剂,是电离电位较低的元素加入时,产生大量电子,克制被测元素电离)四.光谱干扰吸取线重叠
①非共振线干扰多谱线元素一一减小狭缝宽度或另选谱线
②谱线重叠干扰一一选其他分析线五.背景干扰背景干扰也是光谱干扰,重要指分子吸与光散射导致光谱背景(分子吸取是指在原子化过程中生成的分子对辐射吸取,分子吸取是带光谱光散射是指原子化过程中产生的微小的固体颗粒使光产生散射,导致透过光减小,吸取值增长背景干扰,一般使吸取值增长产生正误差)消除措施⑴用邻近非共振线校正背景⑵持续光源校正背景(笊灯扣背景)()效应校正背景3Zeaman⑷自吸效应校正背景第章紫外-可见分光光度法()3P21影响紫外-可见光谱的原因溶剂的影响极性水〉甲醇〉乙醇〉丙酮〉正丁醇〉乙酸乙酯〉乙醛,氯仿〉二氯甲烷〉苯〉四氯化碳〉己烷〉石油酸光的吸取定律
3.2定律Lambert-Beer A=k c1=-IgT=IglO/1一1cm,c—mol/L,值称为摩尔吸光系数一£()k L•mol-1•cm-1A=elc分析条件的选择
3.4单光束分光光度计特点只有一条光束单波长双光束分光光度计特点在同一台仪器中使用两个完全相似的光束双波长分光光度计不需要参比溶液透光率读数的影响、分子光谱是怎样产生的?它与原子光谱的重要区别是什么?1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,体现形式为带光谱它与原子光谱的重要区别在于体现形式为带光谱(原子光谱是由原子外层或内层电子能级的变化产生的,它的体现形式为线光谱)、试阐明有机化合物紫外光谱产生的原因机化合物紫外光谱的电子跃迁有哪几种类型?吸2取带有哪几种类型?有机化合物分子的价电子在吸取辐射并跃迁到高能级后所产生的吸取光谱机化合物紫外光谱电子跃迁常见的种类型一*,*,兀一兀*,4n-n-n*
①饱和有机化合物-*跃迁,*跃迁n-
②不饱和脂肪族化合物兀一兀*,冗*nf
③芳香族化合物和带,带E1E2B、在分光光度法测定中,为何尽量选择最大吸取波长为测量波长?3由于选择最大吸取波长为测量波长,能保证测量有较高的敏捷度,且此处的曲线较为平坦,吸光系数变化不大,对定律的偏离较小beer、在分光光度测量中,引起对定律偏离的重要原因有哪些?怎样克服这些原因4Lambrt-Beer对测量的影响?偏离的原因重要与样品和仪器有关Lambert-Beer Law
(1)与测定样品溶液有关的原因浓度当不变,时,定律会发生偏离1c
0.01M Beer溶剂当待测物与溶剂发生缔合、离解及溶剂化反应时,产生的生成物与待测物具有不一样的吸取光谱,出现化学偏离光散射当试样是胶体或有悬浮物时,入射光通过溶液后,有一部分光因散射而损失,使吸光度增大,定律产生正偏差Beer
(2)与仪器有关的原因单色光定律只合用于单色光,非绝对的单色光,有也许导致定律偏离Beer Beer谱带宽度当用一束吸光度随波长变化不大的复合光作为入射光进行测定期,吸光物质的吸光系数变化不大,对吸取定律所导致的偏离较小对应克服措施
①c W
0.01M
②防止使用会与待测物发生反应的溶剂
③防止试样是胶体或有悬浮物
④在保证一定光强的前提下,用尽量窄的有效带宽宽度
⑤选择吸光物质的最大吸取波长作为分析波长、极性溶剂为何会使兀一兀*跃迁的吸取峰长移,却使-兀*跃迁的吸取峰短移?5n溶剂极性不一样会引起某些化合物吸取光谱的红移或蓝移,称溶剂效应在“一兀*跃迁中,激发态极性不小于基态,当使用极性溶剂时,由于溶剂与溶质互相作用,激发态兀*比基态兀能量下降更多,因而使基态与激发态间能量差减小,导致吸取峰红移在跃迁中,基态n-n*n电子与极性溶剂形成氢键,减少了基态能量,使激发态与基态间能量差增大,导致吸取峰蓝移第五章分子发光分析法P88荧光和磷光的产生具有不饱和基团的基态分子受光照后,价电子跃迁产生荧光和磷光
1..激发光谱和发射光谱2激发光谱将激发光的光源用单色器分光,测定不一样波长照射下所发射的荧光强度以F,F做纵坐标,激发光波长入做横坐标作图激发光谱反应了激发光波长与荧光强度之间的关系发射光谱固定激发光波长,让物质发射的荧光通过单色器,测定不一样波长的荧光强度,以荧光强度做纵坐标,荧光波长入做横坐标作图荧光光谱反应了发射的荧光波长与荧光强度F的关系荧光和分子构造的关系
3.发射荧光的物质应同步具有如下两个条件物质分子必须具有可以吸取紫外或可见光的构造,并且能产生兀一“*或五*跃迁荧光n-物质必须有较大的荧光量子产率跃迁类型兀-*较*跃迁的荧光效率高1n n-Ji共枕构造但凡能提高兀电子共规度的构造,都会增大荧光强度,并使荧光光谱长移2刚性平面分子的刚性及共平面性越大,荧光量子产率就越大3取代基效应在芳香化合物的芳香环上,给电子基团增强荧光,吸电子基团减弱荧光4荧光分析法的特点长处敏捷度高提高激发光强度,可提高荧光强度,达ng/ml;选择性强比较轻易排除其他物质的干扰,重现性好;取样少缺陷许多物质自身不能发射荧光,因此,应用不够广泛荧光分析法与法的比较UV-Vis相似点都需要吸取紫外-可见光,产生电子能级跃迁不一样点荧光法测定的是物质经紫外•可见光照射后发射出的荧光的强度F;法测定的是物质对紫外-可见光的吸取程度UV-Vis A;荧光法定量测定的敏捷度比UV・Vis法高、名词解释1单重态当基态分子的电子都配对时,多重性这样的电子能态称为单重态单重电S=0,M=l,子激发态当基态分子的成对电子吸取光能之后,被激发到某一激发态上假如它的自旋方向不变,这时的激发态叫单重电子激发态S=0,M=l,三重态若通过度子内部的某些能量转移,或能阶间的跨越,成对电子中的一种电子自旋方向倒转,使两个电子自旋方向相似而不配对,这时这种电子激发态称三重电子激发态S=l,M=3,(三重态)系间跨越指的是不一样多重度状态间的一种无辐射跃迁过程振动弛豫内转换指的是相似多重度等能态间的一种无辐射跃迁过程量子产率也称荧光效率或量子效率,其值在之间,它表达物质发射荧光的能力〜1荧光猝灭指荧光物质分子与溶剂分子或其他溶质分子互相作用引起荧光强度减少或荧光强度与浓度不呈线性关系的现象重原子效应第章红外吸取光谱法()4IR P53与的比较IR UV-Vis相似点都是分子吸取光谱不一样点是基于价电子能级跃迁而产生的电子光谱;重要用于样品的定量测定UV-Vis则是分子振动或转动能级跃迁而产生的吸取光谱;重要用于有机化合物的定性分析和构造IR鉴定★
4.2基本原理吸取峰由何引起?每个基团或化学键能产生几种吸取峰?都出目前什么位置?不一样吸取峰为何有强有弱?物质分子产生红外吸取的基本条件
(1)分子吸取的辐射能与其能级跃迁所需能量相等;
(2)分子发生偶极距的变化(耦合作用)只有发生偶极矩变化的振动才能产生可观测的红外吸取光谱,称红外活性分子振动自由度多原子分子的基本振动数目,也是基频吸取峰的数目为何实际测得吸取峰数目远不不小于理论计算的振动自由度?
①没有偶极矩变化的振动不产生红外吸取,即非红外活性;
②相似频率的振动吸取重叠,即简并;
③仪器辨别率不够高;
④有些吸取带落在仪器检测范围之外分子振动频率(基团频率)425官能团具有特性频率
1.基团频率不一样分子中同一类型的基团振动频率非常相近,都在一较窄的频率区间出现吸取谱带,其频率称基团频率基团频率区(也称官能团区)在范围内的吸取峰,有一共同特点既每一吸4000~1300cm-1取峰都和一定的官能团相对应,因此称为基团频率区在基团频率区,原则上每个吸取峰都可以找到归属重要基团的红外特性吸取峰()()P59-634000~400cm-1★1900~1200cm-1双键伸缩振动区默基(C=O)1650~1900cm-lo在默基化合物中,此吸取一般为最强峰红外谱图解析次序先看官能团区,再看指纹区产生红外吸取光谱的条件
1.分子基本振动类型和振动自由度
2..影响吸取峰强度的原因
3.基团频率及谱图解析
4.影响基团频率的原因5干涉仪是光谱仪的关键部件,作用是将复色光变为干涉光FT-IR红外光谱法的应用
6.5
一、定性分析已知物的鉴定-谱图比对,未知物构造确实定,搜集试样的有关数据和资料,确定未知物的不饱和度(P71)不饱和度有如下规律链状饱和脂肪族化合物不饱和度为0;一种双键或一种环状构造的不饱和度为1;一种三键或两个双键及脂环的不饱和度为2;一种苯环的不饱和度为4
二、定量分析理论根据朗伯-比尔定律长处
(1)有许多谱带可供选择,有助于排除干扰;()气、液、固均可测定
2.分子产生红外吸取的条件是什么?1
(1)分子吸取的辐射能与其能级跃迁所需能量相等;()分子发生偶极距的变化(耦合作用)
2.何谓特性吸取峰?影响吸取峰强度的重要原因是什么?2能代表基团存在、并有较高强度的吸取谱带称基团频率,其所在位置称特性吸取峰
①与分子跃迁概率有关,
②与分子偶极距有关(P59).红外谱图解析的三要素是什么?3红外谱图解析三要素位置、强度、峰形.解释名词基团频率区指纹区有关峰
4.怎样运用红外吸取光谱区别烷烧、烯烧、焕煌?5运用基团的红外特性吸取峰区别烷烧饱和碳的吸取峰,约C-H v3000cm-13000〜2800cm-X烯烧、快崎不饱和碳的C・H吸取峰>3000cm”,双键C=c1600〜1670cm-1叁键C=C2100-2260cm-
1.红外光谱法对试样有哪些规定?6
(1)单一组分纯物质,纯度>98%;
(2)样品中不含游离水;()要选择合适的浓度和测试厚度
3.简述振动光谱的特点以及它们在分析化学中的重要性7长处特性性强,可靠性高、样品测定范围广、用量少、测定速度快、操作简便、重现性好局限性有些物质不能产生红外吸取;有些物质不能用红外鉴别;有些吸取峰,尤其是指纹峰不能所有指认;定量分析的敏捷度较低第十九章质谱法()P400思索题.质谱仪由哪儿部分构成?各部分的作用是什么?(划出质谱仪的方框示意图)2进样系统高效反复地将样品引到离子源中并且不能导致真空度的减少离子源将进样系统引入的气态样品分子转化成离子质量分析器根据不一样方式,将样品离子按质荷比分开m/z检测器检测来自质量分析器的离子流并转化成电信号显示系统接受来自检测器的电信号并显示在屏幕上真空系统保证质谱仪离子产生及通过的系统处在高真空状态.离子源的作用是什么?试述(电子电离源)和(化学电离源)离子源的原理及特点3EI CI离子源将进样系统引入的气态样品分子转化成离子(电子电离源)原理失去电子EI特点电离效率高,敏捷度高;离子碎片多,有丰富的构造信息;有原则质谱图库;但常常没分子离子峰;只合用于易气化、热稳定的化合物(化学电离源)原理离子加合CI特点准分子离子峰强,可获得分子量信息;谱图简朴;但不能进行谱库检索,只合用于易气化、热稳定的化合物.为何质谱仪需要高真空?4质谱仪需要在高真空下工作10-4〜10-6Pa
①大量氧会烧坏离子源的灯丝;
②用作加速离子的几千伏高压会引起放电;
③引起额外的离子一分子反应,变化裂解模型,谱图复杂化;
④影响敏捷度.四极杆质量分析器怎样实现质谱图的全扫描分析和选择离子分析?5
①当维持一种定值时,某一或值对应只有一种离子能稳定通过四极杆;U/V U V
②持续变化或值,可得到一张全扫描图,此谱图可用于定性;UV
③固定一种或多种值,可得到高敏捷度的分析成果,此措施用于定量分析U第十五章色谱法引论()P
300.按固定相外形不一样色谱法是怎样分类的?2是按色谱柱分类
①平面色谱法薄层色谱法、纸色谱法
②柱色谱法填充柱法、毛细管柱色谱法.分派系数在色谱分析中的意义是什么?6
①K值大的组分,在柱内移动的速度慢,滞留在固定相中的时间长,后流出柱子;
②分派系数是色谱分离的根据;
③柱温是影响分派系数的一种重要参数.什么是选择因子?它表征的意义是什么?7是两组分的调整保留时间的比值()()A,B a=t rB/t rA1意义表达两组分在给定柱子上的选择性,值越大阐明柱子的选择性越好•什么是分派比(即容量因子)?它表征的意义是什么?8是指在一定温度和压力下,组分在两相分派到达平衡时,分派在固定相和流动相的质量比K=ms/mm意义是衡量色谱柱对被分离组分保留能力的重要参数;同一色谱柱对不一样物质的柱效能是不一样样的.分离度可作为色谱柱的总分离效能指标15第十六章气相色谱法()P
318.气相色谱法适合分析什么类型的样品?1合用范围热稳定性好,沸点较低的有机及无机化合物分离.哪类固定液在气相色谱法中最为常用?2硅氧烷类是目前应用最广泛的通用型固定液(使用温度范围宽()硅氧烷类经不50〜350℃,一样的基团修饰可得到不一样极性的固定相),气相色谱法固定相的选择原则?3相似相溶原则
①非极性试样选用非极性固定液,组分沸点低的先流出;
②极性试样选用极性固定液,极性小的先流出
③非极性和极性混合物试样一般选用极性固定液,非极性组分先出;
④能形成氢键的试样一般选择极性大或是氢键型的固定液,不易形成氢键的先流出,气相色谱法各检测器适于分析的样品?6热导检测器通用浓度型所有氢火焰检测器通用质量型含碳电子捕捉检测器选择浓度型电负性火焰光度检测器选择质量型硫、磷
7.气相色谱法常用的定量分析措施有哪些?各措施的合用条件
(1)外标法合用条件对进样量的精确性控制规定较高;操作条件变化对成果精确性影响较大;操作简朴,合用于大批量试样的迅速分析()归一化法2合用条件仅合用于试样中所有组分全出峰的状况;操作条件的变动对测定成果影响不大;归一化法简便、精确()内标法(内标原则曲线法)3合用条件试样中所有组分不能所有出峰时;定量分析中只规定测定某一种或几种组分;样品前处理复杂第章高效液相色谱法()17HPLC P
348、现代高效液相色谱法的特点2
(1)高效;
(2)高压;
(3)高速;
(4)高敏捷度、色谱分离的实质3色谱分离的实质是样品分子(即溶质)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、高压输液泵5性能⑴足够的输出压力⑵输出恒定的流量⑶输出流动相的流量范围可调整⑷压力平稳,脉动小、在线脱气装置6在线脱气、超声脱气、真空脱气等作用脱去流动相中的溶解气体流动相先通过脱气装置再输送到色谱柱脱气不好时有气泡,导致流动相流速不稳定,导致基线飘移,噪音增长、梯度洗脱装置7以一定速度变化多种溶剂的配比淋洗,目的是分离多组容量因子相差较大的组分作用:缩短分析时间,提高分离度,改善峰形,提高监测敏捷度、影响分离的原因8影响分离的重要原因有流动相的流量、性质和极性、选择流动相时应注意的几种问题9
(1)尽量使用高纯度试剂作流动相
(2)防止流动相与固定相发生作用而使柱效下降或损坏柱子()试样在流动相中应有合适的溶解度3()流动相似时还应满足检测器的规定4>提高柱效的措施(减少板高)10
①固定相填料耍均一,颗粒细,装填均匀
②流动相粘度低
③低流速
④合适升高柱温、固定相的选择11液相色谱的固定相可以是吸附剂、化学键合固定相(或在惰性载体表面涂上一层液膜)、离子互换树脂或多孔性凝胶;流动相是多种溶剂被分离混合物由流动相液体推进进入色谱柱根据各组分在固定相及流动相中的吸附能力、分派系数、离子互换作用或分子尺寸大小的差异进行分离、高效液相色谱法的分离机理及分类12类型重要分离机理吸附色谱吸附能,氢键分派色谱疏水分派作用尺寸排斥色谱溶质分子大小离子互换色谱库仑力、反相色谱的长处13易调整或k a易分离非离子化合物,离子化合物和可电离化合物流动相廉价可预言洗脱次序合适梯度洗脱第十章电分析化学引论(P218)、盐桥4构成和特点高浓度电解质溶液正负离子迁移速度差不多(饱和溶液琼脂所成凝胶)KC1+3%盐桥的作用)防止两种电解质溶液混和,消除液接电位,保证精确测定1)提供离子迁移通道(传递电子)
2、被测电极的电极电位以原则氢电极为负极,被测电极为正极构成电池,所测电池的电动5势、指示电极和参比电极应用6测得电动势计算出待测离子的活度或浓度;重要用于测定过程中溶液本体浓度不发生变化的体系、金属|金属离子电极7(银、铜、锌、汞)V(铁、钻、银、铭)X、参比电极一甘汞电极8。
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